Avrebbe senso avere un circuito di illuminazione a 12V in una casa?

Le moderne lampadine a LED devono convertire l'alimentazione domestica standard (ad esempio nel Regno Unito) in un'alimentazione CC a una tensione inferiore (di solito credo) per l'array LED. Questo viene fatto in base al bulbo.12 $240\text{V AC}$$12\text{V DC}$

Questo spreca molto potere nella conversione? Se tutte le tue lampadine sono lampadine a LED, avrebbe senso invece avere un circuito per l'illuminazione in tutta la casa e le lampadine a LED senza la conversione per lampadina?$12\text{V DC}$

L'alimentazione DC distribuita viene effettivamente utilizzata in alcune nuove costruzioni. È guidato meno dall'efficienza del trasformatore che da altra logistica. Qui in California, almeno, abbiamo una legge (nota come Titolo 24) che richiede alcuni controlli piuttosto sofisticati dell'illuminazione, nonché un consumo energetico piuttosto basso per piede quadrato. I requisiti di controllo includono la compensazione della luce diurna mediante l'oscuramento automatico delle luci, il rilevamento dell'occupazione e le riduzioni dell'uso del brownout. Ciò significa che i controller sono piuttosto sofisticati e costosi e che le lampade a LED sono talvolta preferite nelle nuove costruzioni. Di conseguenza, alcuni sistemi vengono venduti con i controller che emettono DC dimmerati che alimentano direttamente gli apparecchi a LED.

La distribuzione CC riduce il numero di fili che devono andare a ciascun apparecchio (CC + e CC- anziché CA caldo, neutro e una linea di controllo separata) e consente di risparmiare denaro sull'elettronica. Per quanto ne so, esiste comunque almeno un controller per stanza. Non sono a conoscenza di alcun sistema che distribuisce DC in tutto un edificio. Immagino che ciò sia dovuto all'aumentare delle lunghezze e delle correnti, i vantaggi dell'alta tensione nel ridurre le dimensioni dei cavi diventano più significativi.

Sì: Qualcosa del genere è stato comunemente fatto negli Stati Uniti per decenni. Entrambe le luci a incandescenza a sottocarro e l'illuminazione esterna "orizzontale" a bassa tensione sono spesso condotte da un singolo trasformatore a 12 V su cavi a 12 gauge. Quindi c'è un codice per questo, e chiunque abbia recentemente costruito un computer sa che i convertitori DC ad alta efficienza hanno un vantaggio iniziale, quindi si dubita che il convertitore integrato in ogni lampadina a LED sia altrettanto efficiente ... per non parlare del fatto che distanziare il trasformatore da la lampadina aumenterà la sua durata riducendo l'esposizione al calore.

L'industria del camper, del campeggio, della nautica e dell'energia solare potrebbe aver avuto un'influenza significativa nello sviluppo di blub LED alimentati a 12V DC. Anche l'industria automobilistica avrebbe potuto avere una certa influenza. Alcuni dei problemi che rendono non pratica l'illuminazione a 12V DC sono:

• Strutturale: la maggior parte dell'abitazione è alimentata a 110/120/220/230/240 VAC. Anche la conversione di questi 12V DC per l'illuminazione è costosa. C'è un costo strutturale significativo per iniziare a usare 12VDC per l'illuminazione solitaria.
• Tutti gli altri elettrodomestici in una casa richiedono nella maggior parte dei casi 110/120/220/230/240 VAC a seconda della regione. Pertanto una casa richiederà un 110/120/220/230/240 VAC più una rete 12V DC. Questo è un costo aggiuntivo per il consumatore.
• Inoltre potrebbe essere proibitivo avere una rete a 12 V CC in complessi di uffici, ospedali, strutture ricettive, aeroporti, stadi ecc.
• Anche la caduta di corrente continua da un punto all'altro in questi edifici più grandi potrebbe essere maggiore.

Conversione dell'alimentazione CA in corrente continua a 12 V CC per l' illuminazione della lampadina a LED (diodi luminosi)

Il componente fondamentale di un LED è un diodo. Un diodo tipico si accende con una tensione diretta di 0,7 V. Di seguito è mostrata la caratteristica corrente / tensione (IV) per un diodo tipico.

A seconda del colore del LED, la tensione diretta varia. La tabella seguente elenca la tipica tensione diretta per un LED di colore diverso.

La tensione diretta per un tipico LED bianco è compresa tra 3 V e 4 V. Di seguito è riportato un grafico IV per i LED colorati tipici

L'alimentazione CA tipica (120 V negli Stati Uniti, 240 V nel Regno Unito) deve essere rettificata a una tensione CC inferiore. La trasmissione di corrente continua su una lunga distanza è inefficiente. Pertanto, l'alimentazione CA è molto più efficiente per trasmettere energia. C'è sempre una perdita di energia quando si converte AC in DC, ma la tecnologia attuale ha superato la maggior parte di queste efficienze. Esistono sul mercato moduli per circuiti raddrizzatori di piccole dimensioni e convenienti.

Di seguito è riportato un esempio di uno di questi dispositivi. (RECOM Power RAC01-05SC)

_{Clicca sull'immagine per una versione più grande dell'immagine.}

RECOM Power RAC01-05SC

Sommario

Sebbene la conversione da CA a CC sia efficiente, gli altri costi strutturali superano i vantaggi di una linea separata da 12 V CC nelle case. La crescita della tecnologia e dei mercati è molto probabile che ci saranno lampadine a LED CA universali in cui la conversione avverrà senza problemi indipendentemente dalla tensione CA in ingresso.

Riferimenti:

• Diodo ad emissione luminosa
• Il diodo luminescente
• RECOM Power RAC01-05SC
• Il modo meno costoso per collegare un microcontrollore a 120V
• Il convertitore tensione-corrente aziona LED bianchi
• Lampadina LED E27 12V

Direi che dipende dalle dimensioni della rete a 12 V, dal numero di trasformatori e dalle loro dimensioni. Il problema è duplice.

Prima di tutto, dobbiamo pensare alle perdite di conversione subite. Se (e questo è un grande If) l'efficienza è la stessa sulle lampadine rispetto a quella di un trasformatore centrale, le perdite subite dal trasformatore centrale sono alla pari di quelle subite dalle lampadine distribuite. Tuttavia, di solito un trasformatore ha un picco di efficienza (ad esempio, se la potenza di picco del trasformatore è di 500 W., il picco di efficienza potrebbe essere di 460 W. Quando il sistema utilizza più o meno potenza, il trasformatore è meno efficiente). Questo deve essere preso in considerazione nel calcolo delle potenziali perdite.

In secondo luogo, c'è un problema di cablaggio. Quando si instradano 220 V o 110 V, la sezione del cavo tiene conto della corrente massima che dovrà essere trasportata. In Francia, è possibile instradare i cavi di illuminazione su un cavo da 1,5 mm² (AWG15 o 16). L'uso dei LED ridurrà la potenza utilizzata, ma se si riduce la tensione, la caduta di tensione può aumentare se si utilizza un cavo troppo sottile. Ad esempio, se si utilizzano lampadine da 12 W, assorbiranno 1 A di corrente a 12 V anziché 0,05 A a 220 V. Un cavo troppo sottile può comportare una caduta di tensione troppo importante che impedisce l'accensione dei LED.