Faria sentido ter um circuito de iluminação de 12V em uma casa?

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As lâmpadas LED modernas devem converter o suprimento doméstico padrão (por exemplo, no Reino Unido) em um suprimento de corrente contínua em uma tensão mais baixa (geralmente eu acho) para o conjunto de LEDs. Isso é feito por lâmpada. $240\text{V AC}$ $12\text{V DC}$

Isso desperdiça muito poder na conversão? Se todas as suas lâmpadas forem lâmpadas LED, faria sentido ter um circuito de para iluminar toda a casa e lâmpadas LED sem a conversão por lâmpada? $12\text{V DC}$

electrical-engineering energy-efficiency

— jhabbott
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Se você fez isso, verifique se a fiação é facilmente identificável a partir da fiação CA. Gostaria de saber se existem padrões nacionais para essa fiação, principalmente em relação à cor dos fios e do cabo em geral?

— Fred

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Existem razões, tanto práticas quanto políticas, por trás do uso da CA. Eu espero que você esteja certo de que um único suprimento de CC de alta qualidade dentro de casa pode fazer um trabalho melhor e mais eficiente do que as dezenas de lâmpadas, fontes de alimentação para computadores, carregadores de celular e outras verrugas que temos obteve. Você provavelmente ainda usaria CA para geração e transmissão de longo alcance.

— Dan

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Qual é o custo e qual é a economia? Se você quiser usar qualquer poder real através das linhas, seria muito cobre. O código de construção local deve garantir que seus fios não superaqueçam e iniciem um incêndio.

— George Herold 27/01

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O NEC permite a fiação de energia CC de baixa tensão. Alguns exemplos são: linhas telefônicas (CC, a menos que o telefone esteja tocando), alimentação por Ethernet e sistemas de som sensíveis. Não me lembro como a baixa tensão é definida, mas 12 v definitivamente se qualificariam.

— Rick apoia Monica

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Conheço luminárias modulares de halogênio / LED que funcionam em um circuito comum de 12V; sendo modulares, eles podem ser bastante extensos, e alguns transformadores de 12V bastante potentes estão disponíveis para sustentar instalações maiores.

— SF.

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A energia DC distribuída é realmente usada em algumas construções novas. É menos impulsionado pela eficiência do transformador do que por outras logísticas. Aqui na Califórnia, pelo menos, temos uma lei (conhecida como Título 24) que exige alguns controles de iluminação bastante sofisticados, além de um consumo de energia bastante baixo por metro quadrado. Os requisitos de controle incluem a compensação da luz do dia diminuindo automaticamente as luzes, a detecção de ocupação e as reduções de uso de quedas de energia. Isso significa que os controladores são bastante sofisticados e caros, e que as luminárias de LED às vezes são preferidas em novas construções. Como resultado, alguns sistemas estão sendo vendidos com os controladores que produzem DC esmaecido que alimenta diretamente os equipamentos de LED.

A distribuição DC reduz o número de fios que precisam ser conectados a cada dispositivo elétrico (DC + e DC- em vez de CA quente, neutro e uma linha de controle separada) e economiza algum dinheiro em eletrônicos. Até onde eu sei, ainda há pelo menos um controlador por quarto. Não conheço nenhum sistema que distribua o controlador de domínio por todo o edifício. Imagino que isso ocorra porque, à medida que os comprimentos e as correntes aumentam, as vantagens da alta tensão na redução do tamanho do fio se tornam mais significativas.

— Ethan48
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Sim: Algo assim tem sido feito nos EUA há décadas. As luzes incandescentes do chassi inferior e a iluminação externa de "paisagem" de baixa voltagem são geralmente executadas a partir de um único transformador de 12V sobre fios de bitola 12. Portanto, existe um código para isso e qualquer pessoa que tenha construído um computador recentemente sabe que os conversores CC de alta eficiência possuem um prêmio inicial, por isso duvida que o conversor embutido em cada lâmpada de LED seja tão eficiente ... sem mencionar que distanciar o transformador de a lâmpada aumentará sua vida útil, reduzindo a exposição ao calor.

— footwet
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O setor de RV, camping, canoagem e energia solar pode ter tido uma influência significativa no desenvolvimento de blubs de LED alimentados por 12V DC. A indústria automotiva também pode ter tido alguma influência. Alguns dos problemas que tornam a iluminação de 12V DC impraticável são:

Estrutural: a maioria das residências é de energia usando 110/120/220/230/240 VCA. A conversão desses 12V CC para iluminação é cara. Existe um custo estrutural significativo para começar a usar 12VDC para iluminação solitária.
Na maioria dos casos, todos os outros aparelhos em uma casa requerem 110/120/220/230/240 VAC, dependendo da região. Portanto, uma casa precisará de 110/120/220/230/240 VCA mais uma rede de 12V DC. Este é um custo adicional para o consumidor.
Também pode ser um custo proibitivo ter uma rede de 12V DC em complexos de escritórios maiores, hospitais, hospitalidade, aeroportos, estádios etc.
A queda de energia CC de um ponto a outro nesses edifícios maiores também pode ser maior.

Convertendo energia CA para energia de 12V DC localmente para iluminação com lâmpadas LED (diodos emissores de luz)

O elemento fundamental de um LED é um diodo. Um diodo típico é ligado na tensão de avanço de 0,7V. A característica de corrente / tensão (IV) para um diodo típico é mostrada abaixo.

Diagrama IV para um diodo

Dependendo da cor do LED, a voltagem direta varia. A tabela abaixo lista a tensão direta típica de um LED colorido diferente.

Características típicas de LEDs coloridos

A voltagem direta para um LED branco típico está entre 3V e 4V. Abaixo está o gráfico IV para LEDs coloridos típicos

Curvas IV para diferentes LEDs coloridos

A alimentação CA típica (120V nos EUA, 240V Reino Unido) precisa ser retificada para uma tensão CC mais baixa. Transmitir energia CC a uma longa distância é ineficiente. Assim, o fornecimento de CA é muito mais eficiente para transmitir energia. Sempre há uma perda de energia quando você converte CA em CC, mas a tecnologia atual superou a maioria dessas eficiências. Existem pequenos módulos de circuito retificador econômicos disponíveis no mercado.

Abaixo está um exemplo de um desses dispositivos. (Potência RECOM RAC01-05SC)

_{Clique na imagem para uma versão maior da imagem.}

RECOM Power RAC01-05SC

Sumário

Embora a conversão de CA para CC seja eficiente, o outro custo estrutural supera os benefícios de uma linha de 12V CC separada em residências. O crescimento da tecnologia e dos mercados é muito provável que existam lâmpadas universais de LED AC, onde a conversão ocorrerá perfeitamente, independentemente da tensão CA de entrada.

Referências:

— Mahendra Gunawardena
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Interessante post de diy.stackexchange.com diy.stackexchange.com/questions/24686/...

— Mahendra Gunawardena

Esta é uma postagem antiga, portanto não esperarei edições. Mas, para garantir a integridade dos futuros leitores, observarei que sua afirmação "transmitir energia CC a longa distância é ineficiente" é totalmente errada. A CC é muito mais eficiente para longas distâncias, razão pela qual os esquemas de transmissão HVDC são usados. A vantagem da CA é simplesmente que a conversão de voltagem usando transformadores é relativamente fácil e barata.

— Graham

@Graham fique à vontade para postar uma resposta.

— Mahendra Gunawardena

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Eu diria que depende do tamanho da rede de 12V e do número de transformadores e de seu tamanho. O problema é duplo.

Antes de tudo, temos que pensar nas perdas de conversão incorridas. Se (e esse é um grande If) a eficiência é a mesma nas lâmpadas do que seria em um transformador central, as perdas incorridas por um transformador central são iguais às incorridas pelas lâmpadas distribuídas. No entanto, geralmente um transformador tem um pico de eficiência (por exemplo, se a potência de pico do transformador for 500 W, o pico de eficiência poderá ser de 460 W. Quando o sistema usa mais ou menos energia, o transformador é menos eficiente). Isso deve ser levado em consideração no cálculo de perdas potenciais.

Em segundo lugar, há um problema de fiação. Quando você direciona 220V ou 110V, a seção do cabo leva em consideração a corrente máxima que deverá ser transportada. Na França, você pode rotear a fiação de iluminação em um cabo de 1,5 mm² (AWG15 ou 16). O uso de LEDs reduzirá a energia utilizada, mas, ao reduzir a tensão, a queda de tensão poderá aumentar se você usar um cabo muito fino. Por exemplo, se você usar lâmpadas de 12W, elas consumirão 1A de corrente em 12V em vez de 0,05A em 220V. Um cabo muito fino pode causar uma queda de tensão muito importante que impedirá que os LEDs acendam.

— gromain
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