广州空调冷气设备工程:走向直流供电（五）：电压和安全性是课题

2009/07/17 00:00
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电压和安全性是课题
虽然直流供电备受关注，但是要想导入还需要解决诸多课题。难点就在于电压值和安全性能。如果电压较低，就会导致供电时电阻损耗增大、供电电缆变粗、布线作业难度增加以及电缆等构件成本上升的问题。但是如果提高电压值，今后就必须解决电弧及触电等问题。交流电供电时，即使有电弧产生，也会因交流电压周期性过零而消失。然而，直流电始终施加恒定电压，因此不能熄灭电弧，就有可能引燃周围的物体。
解决上述问题，就有必要就各领域的最适电压及安全规格进行标准化。
比如，数据中心目前是以48V进行直流供电，而今后考虑将电压提高至300～400V。但是，目前不光是额定电压，连最小及最大电压、瞬降时的规格、连接器的形状以及安全性规格等也未确立全球标准。日本当然也一样（图7）。

图7：数据中心在无电压国际标准情况下的直流供电数据中心要导入直流供电，还需要解决诸多课题。首先是供电电压的额定值及上下限值在日本及国际上均无标准。有关安全性能的规格也未确定。今后业界有必要制定统一的方针。
在这一方面，在日本国内具有较大影响力的是NTT集团。NTT集团曾宣布将致力于将电压提高至400V左右的直流供电系统的技术开发和标准化，并力争在2010年度之前开始导入（图8）。因此，NTT集团有望在2010年度之前发表对统一电压及安全性能的看法 注7）。

注7）此外，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的“绿色网络系统技术研究开发计划（绿色IT计划）”也将带来巨大影响。该计划的目标是将数据中心的年耗电量减少30％以上。其中，已就“数据中心电源系统和最佳直流化技术的开发”，在2008年度对直流供电展开可靠性及安全性所需要素技术的调查。2009年度可能会增加旨在标准化的研究项目。
走向直流供电（五）：电压和安全性是课题
2009/07/17 00:00
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NTT Data将从2009年初开始对360V和380V的不同电压的直流供电系统进行验证试验。“力争尽快确认省电效果及安全性，瞄准全球标准，向美国绿色网格联盟（The Green Grid）※等提出标准草案”（NTT DataNtt Data Ex Techno代表董事社长高草英博）。
※The Green Grid＝以提高数据中心等IT设备的省电效果为目的，于2007年2月26日设立的美国业界团体。日本支部已在2008年5月成立。董事会成员包括AMD、美国电力转换（APC）、戴尔、惠普、IBM、英特尔、微软、Sun微系统等11家公司。该团体的加盟企业已超过100家，日本企业有富士通、CTC、NTT DoCoMo、NTT Data、NEC、日立制作所、富士通FIB等加入。
首先向LED照明供电
在家庭用途中也存在以多少伏的电压来供电的大问题（图9）。目前，国际上不限制60V以下的直流供电，多数意见认为，应该根据此前的经验，“首先以48V或24V进行供电较为稳妥”（配电盘及电源技术人员）。

图9：还需要对施工人员进行培训在家庭直流供电方面，供电电压目前尚未确定，而且也没有安全规格。另外，此前家庭只采用交流供电，因此还需要对施工人员进行直流供电方面的培训。
走向直流供电（五）：电压和安全性是课题
2009/07/17 00:00
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但是，向家庭中空调及冰箱供电等耗电大户按照48V或24V供电就不太现实（图10）。理由是这些电器的耗电量较大。比如，如果以48V向额定2kW的空调进行直流供电，所需电流就要超过40A。在这一电流值下，布线用电缆会过粗，而且也很难保证触电及短路时的安全性能。

图10：照明器具耗电量之大出乎意料在2006年家庭耗电量中，空调所占比例最大，其次为冰箱、照明器具、电视。本图由《日经电子》根据日本资源能源厅的资料制作。
因此，估计会首先向耗电量在家庭中占16％而本身耗电并不大的照明用途，以48V左右的电压提供直流电。松下电工就计划首先使支持直流和交流两种供电方式的混合型配电盘实现实用化，在LED照明等产品上使用直流电。松下电工的藤冈就表示“如果是在新建住宅时设置LED照明，消费者就无需再频繁插拔电源，从安全性角度来看，也容易导入”。
将来要想在空调及冰箱等电器中导入直流供电，就必须着眼于有望在数据中心等领域实现的高电压系统，不断推进标准化作业。尤其是家庭内的供电系统，由于以前仅为交流供电，因此房产商、施工企业及供配电企业“都需要增加直流供电方面的知识及经验”（大型房产商的技术人员）。鉴于直流供电可带来非常显著的省电效果，估计导入该方式的举措今后将会不断加快。（全文完，记者：狩集 浩志、山下 胜已）