最佳化電源管理設計,提高住宅用電效率

2024-03-17

據統計,電力生產過程中排放的二氧化碳量約佔全球二氧化碳排放量的40%。因此,若能降低電力需求,則減緩全球暖化、促進環保的工作就能取得重大進展。許多新興研究均指出私人住宅的電力浪費情況相當嚴重,甚至在入住前就已產生。同時,設備設計師們正面臨不得不採取新方法來設計出更節能產品的壓力,而一部份壓力則來自立法。

供暖、空調、照明、烹飪曾被認為是私人住宅中首當其衝的‘耗能大戶’,並因此備受關注。隨後的法規開始將重心轉移到環境溫度控制和熱水系統的建築和隔熱保暖標準上來,特別是根據‘能源之星’和其它節能及綠色建築標準建造的住宅。然而,能源浪費的源頭不止這些,還有更多。

最危險的電力消耗品往往是被忽略的產品,這些產品看上去已經關閉,但實際上,當他們在待機空閒狀態時,卻仍在繼續消耗著電能。充電器(壁式)、DVD播放器、視訊轉換盒和電視機都屬於此類產品。必須重申的是,由於近年來政府立法和計劃的重心開始放在設定最大空載和待機功耗限制上,因此設計這類產品的工程師們必須尋求新的解決方案來滿足這些法規的要求。

為釐清私人住宅中形形色色且不易辨識的耗電來源本質,相關機構正在進行幾項新研究,其中一項由加州的美國勞倫斯伯克萊國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)執行,研究對象集中在加州13所尚未入住的新住宅中的電器設備。

在本次研究中,對建築者安裝的所有家用電器在工作和待機兩種模式下均進行了現場測試。結果顯示,這些未入住的新住宅平均耗電量為800千瓦時/年,其中低功率模式下的設備耗電量佔了約一半。平均低功率消耗(約440千瓦時/年)轉換為大約50瓦的持續待機功率,這還是在沒有任何人入住的情況下!同時還應該說明的是,有幾種電器的待機功耗比預期的高出許多:煤氣壁爐5瓦;結構化佈線板/電源供電視訊攝影鏡頭及一個寬頻路由器為20瓦;車庫門開門機為5.4瓦。

隨著新型消費性產品的快速發展,可確定屋主將會不斷購置其他設備,如家庭娛樂系統以及有線或無線網路設備,這些同樣會造成待機和空載功耗的浪費。

數位電視配接器(DTA)是新技術受政府法規影響的典型示例。到2009年2月,沒有接通有線電視或衛星電視的美國住宅將需要大約3,000萬台數位電視配接器。目前,‘能源之星’正著手相關規格的制訂,要求休眠模式下的功耗最多不超過1瓦,且在數小時處於不活動狀態時強制進入自動斷電模式。

隨著全球暖化的公共意識日漸增強,世界各地的法規認證機構也正在制定更嚴格的節能標準。且各認證機構已開始將目光轉向全球性的統一標準,不再侷限於個別地區和國家。最突出的例子是外接電源(EPS)標準:包括歐盟委員會、CECP(中國節能產品認證中心)、澳州Green Office以及KEMCO(韓國能源管理公司)在內的眾多認證機構均計劃採用與‘能源之星’和加州能源委員會(CEC)相同的標準。最後,一些機構已從最初要求自願遵循相關標準轉變為強制推行相關標準。在美國,許多州一直效仿加州能源委員會,並已實施相關強制要求。

此外,外接電源規格也顯示了另一個重要的法規發展方向。除了要求低功率配接器有0.5瓦的最大空載功耗外,EPS規格還要求在寬負載範圍內達到平均最低負載模式效率。