DC şarj istasyonları, elektrikli araçlar, enerji depolama DC ev sistemi konusunu gündeme getirmektedir. Teoride evdeki tüm cihazlar DC (Doğru Akım) ile çalıştırılabilir. LED aydınlatma, TV, bilgisayar gibi cihazlar içinde DC kullanır. Güç elektroniği kullanan kontrol devrelerinin kalitesine, yük durumu ve cihaz tipine göre evdeki cihazlarda AC-DC dönüşümde %2-%20 arası kayıp olur.
Genelde AC ile çalıştığı düşünülen elektrik süpürgeleri universal motor olduğundan teoride hem AC hem DC ile çalışır. Ancak DC için uygun gerilim ve akım gerekmektedir. Cihazlar için farklı DC gerilim seviyesi gerektiğinde konvertörlere ihtiyaç duyulur.
DC'de gerilim düşeceğinden örneğin 48 V DC kullanılsın akım artar ( P=UI), AC'ye göre ( 220 V AC olsun) daha yüksek kesitli kablo gerekir. 48V DC güvenli bir gerilimdir ancak yüksek güçlü cihazlarda (fırın, ısıtıcı) kesit büyüdüğünden kalın kablo gerekir. Bu cihazlar için 380 V DC kullanılabilir ancak gerilim yüksekliği nedeniyle izolasyon ve güvenlik sağlanmalıdır.
DC ile Çalışan Cihazlar
- LED ve OLED aydınlatma (Düşük voltajlı DC, genellikle 12V/24V)
- Akıllı telefon, tablet, dizüstü bilgisayar (Adaptörler AC'yi DC'ye çevirir)
- Şarj edilebilir cihazlar (Elektrikli diş fırçası, tıraş makinesi)
- DC motorlu taşınabilir süpürgeler
AC'ye Bağımlı Olan Cihazlar
Buzdolabı, çamaşır makinesi: Bu cihazlar AC motor kullanır. DC için örneğin invertörlü buzdolapları BLDC( Brushles DC) motor kullanılır, kontrol devresi için PWM sürücü gerekir. Buzdolaplarının çoğu invertör kontrollüdür AC ile beslenir ancak kontrol devresi DC'ye çevirir. Çamaşır makinesinde de AC motorları yerine DC motorlar kullanılmaya başlanmıştır.
Floresan lambalar, eski tip buzdolapları (AC balast kullanır): DC'de kullanımı yok.
Fırın, elektrikli ısıtıcılar: Rezistif ısıtma DC'de çalışır ama anahtarlama sorunu olur ve yüksek güçlü cihazlarda DC gerilim 300V'un üzerine çıkar ve güvenlik ve kablolama problem olabilir.
Elektrik süpürgesi: universal yani evrensel motor kullandığından DC ile de çalışabilir. Yeni modellerinde invertörlü DC motor kullanlır.
Bulaşık Makinesi: Isıtıcı ve pompa AC ile çalışır ancak kontrol devresi DC'dir. DC'de kullanım için ısıtıcı rezistans DC'de de çalışır ve pompa motoru DC'ye çevrilebilir.
Saç kurutma
makinesi: Dirençli ısıtıcı içerir ve fan motoru evrensel motordur ve DC'de
çalışır.
Klima:
Inverter klimalarda BLDC motor kullanır. Dış ünite ve iç ünite fan motorlu eski
modellerde AC motordur. Yeni modellerde DC çalışmaya uygundur. 300 V-380 V DC
ile çalışmaya uygundur.
Tam DC Ev (Teorik Örnek)
Güç Kaynağı:
- Güneş panelleri (DC) + Büyük batarya depolama ünitesi (örneğin 380V DC) ya da DC dağıtım şebekesi, ev ya da apartman girişinde DC'ye dönüştürme
Cihaz Adaptasyonu:
- BLDC motorlu buzdolabı, çamaşır makinesi DC kullanım potansiyeli yüksektir.
- DC-DC konvertörlü TV, bilgisayar (Zaten DC ile çalışır)
- Rezistif DC fırın ve ısıtıcılar ( Kayıp artar ancak DC'de kullanım potansiyeli yüksektir)
Zorluklar:
- Maliyet şu an için yüksek olabilir.
- Şu an için standart dışı bir altyapı gerektirir.
Sonuç olarak,
Anahtarlama elemanları (MOSFET, IGBT) DC'de akım sürekli ve sıfır noktasından geçmediğinden daha fazla ısınır. Yüksek akım kesmelerinde ark riski vardır.
Altyapı dünya genelinde AC olduğundan DC dağıtımı yapmak için kablolama, sigorta ve ölçüm sistemlerinin baştan tasarlanması gerekir. Ev tipi cihazların bazıları da AC göre tasarlanıp üretilmiştir.
Yüksek verimli DC motorlar yaygınlaşırsa (Örnek: BLDC motorlu buzdolapları), GaN, SiC gibi yarıiletken güç elektroniği elemanları ucuzlarsa DC gerilime evlerde geçilebilir.
DC ev için teknik olarak tüm cihazlar DC ile çalışacak şekilde tasarlanabilir. Priz standardı geliştirilebilir. DC besleme durumunda evlerde AC-DC dönüşüm kaybı azalır. DC sigorta ve koruma farklılaşır ve bazı cihazlar için konvertör gerekir.
Mevcut enerji geçişi, verimlilik gereksinimi ve mevcut DC uygulamalar evlerde de DC geçisi artıracaktır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder