使用直流电来节约能源——并结束电流之战
在大多数建筑中，包括我们的家庭，我们周围都有内部使用直流(DC)的设备和设备。我们将这些设备插入一个典型的交流电(AC)插座，然后将交流电转换为直流电来操作这些设备和设备。这种转化过程不是100%有效的，而且会浪费能源。
许多新建的建筑物正在部署可再生能源，例如生成直流电源的太阳能。在建筑物中的大量DC供电设备，现在使用DC代更新的结构，我们需要看看建筑物中的分布式直流电源以及消除转换浪费的方法，从而最大限度地提高使用可再生能源产生的直流电源。
然而，当我们生活在一个“交流的世界”，我们发现几乎所有的设备在设备中使用直流，正如前面提到的，将交流转换为直流或直流转换为交流会导致转换损失。虽然功率转换的效率取决于电流和电压，但转换设备的“额定”从90%到95%实际上可能要低得多。
如果在设备内部存在多个转换，如AC转DC，然后DC转AC，最后AC转DC，转换的效率将成倍增加。所以我们在转换过程中最多浪费了5- 10%的能量，而在多次转换和效率较低的转换设备中浪费的能量要多得多。
交流电和直流电从一开始就在竞争。托马斯·爱迪生(他曾经拥有1093项发明专利的世界纪录)开发了第一个使用直流电(DC)的商业电力传输系统。在他部署了大约190座发电站后，一场“电流之战”开始了。
反对使用直流电的是变压器和交流电(AC)的发明者尼古拉·特斯拉和交流电源的支持者乔治·威斯汀豪斯。他们的基本观点是，直流电不能传输得很远，只有大约1.5英里，而交流电流可以传输数百英里，更适合中央发电站。
“电流之战”有时令人不快，但最终交流电在发电、传输和分配方面胜出。
但现在，DC正在回归。
所提供的电流电源照片cheyennezj/在上面
我们往往忽视或低估了直流在建筑中的使用，但我们正处于一个直流使用广泛和增长的阶段。对于建筑物来说，采用或部署直流系统将是一个巨大的改变，但直流基础设施的好处是非常有说服力的，而且直流系统的增长似乎是不可避免的。
以下是现有或可能在建筑物中使用DC的观察结果和例子:
这网络—多年来，大多数规模较大的IT网络都为使用以太网供电(PoE)的设备提供直流电源。PoE是IEEE标准，通过四对以太网电缆为设备提供数据通信和直流电源。在大多数建筑中，可能已经有了用于直流配电的IT网络或基础设施。PoE设备通常包括IP电话、Wi-Fi接入点、视频监控摄像头、门禁读卡器和远程以太网集线器和交换机。PoE的使用已经超越了典型的IT设备，并被用于时钟(不仅能获得直流电源，还能从网络时钟获得准确的时间)、气体检测、AV室控制器等设备中。
数据中心数据中心的大部分设备，如服务器、电机和电池都使用直流电源。由于数据中心的功率强度大，使用直流电源可以带来显著的好处。想想数据中心中发生的能量转换的数量。我们将输入的交流电源在UPS上转换为直流电源，然后将其转换为交流电源，最后在每个服务器的电源中转换为直流电源;总共三次转换。如果我们考虑一个使用太阳能的建筑，用逆变器将直流转换为交流，它就变成了四个。
一些数据中心采用了直流电架构，在该架构中，从入口的公用事业进入数据中心的主要电力交流馈电被转换为直流电，并分配直流电。这种方法的好处是3倍:(1)更少的功率损耗在多个交流直流和直流到交流的转换,导致减少了能源消耗,(2)减少直流基础设施所需的空间,因为设备,因为设备可以直接连接到备份电池,和(3)减少冷却需求。Facebook和SAP等公司已经在其数据中心试行了直流电源。
劳伦斯伯克利实验室(LBL)的一项研究表明，与交流数据中心相比，直流数据中心的能源消耗减少了7%，效率提高了28%。LBL的研究继续说道:“我们也能够向数据中心行业最终证明，直流传输系统是可行的，可以比现有的交流传输系统更高效20%，更可靠，从长远来看成本更低。”
DC的个人用途-我们都沉迷于智能手机、平板电脑和笔记本电脑，所有这些都需要通过USB技术、汽车充电器或电源进行直流充电。每个有手机的人都需要直流电源。
可再生能源，电动汽车，存储-安装在建筑物中的太阳能电池板产生直流电源，通常使用逆变器提供交流电源。将太阳能电池板上的直流电转换成交流电为设备或器具供电，然后再将交流电转换回直流电是低效的。
我们最好使用可再生能源产生的直流电来直接为尽可能多的直流电设备供电。
照明-配备电子镇流器和发光二极管(led)的紧凑型荧光灯比传统白炽灯的效率高25%。led的好处包括更长的使用寿命、更少的维护和更低的能源消耗，在照明方面大约13%。使用直流电源将进一步提高led的吸引力，因为它省去了目前将交流电源转换为直流电源的需要和成本。一些照明制造商有基于直流的LED照明系统。
电器-大多数日常电器和电子产品在内部使用直流电源。这包括电脑、电话、电视、咖啡机等。用于制冷、通风或泵送等应用的直流电机比交流电机效率高得多。
直流电力基础设施-阿姆斯特朗，一个地板和天花板制造商有一个产品叫DC FlexZone。这是一种吊顶悬挂系统，基于传统的吊顶安装方法和24VDC标准，为低压直流(DC)供电提供了基础设施。
标准——出现联盟,一个行业协会与工业和研究所成员集中在直流技术和标准的发展,他们已经开发了一个标准的商业建筑(24伏直流电),以及一个标准的数据中心(380伏直流电),并可能会实现一个标准对住宅市场。
直流电源不会取代交流电网。建筑业主最终将解决并处理直流和交流电源。一种初步的方法可能是将适度的直流电基础设施从基于直流电的可再生能源分配到可再生能源发电专门支持的直流电驱动设备。另一种方法,比上一个更广阔的,是老板去“所有”,这是交流的主要饲料的效用和转换服务的入口处有一次然后从效用和可再生能源分布式直流电源犀利了、能覆盖整座直流基础设施。这两种选择都提供了冗余电源(公用事业电网和可再生能源)和能源效率的提高。
关于采用直流的一个问题是，虽然设备内部可能由直流供电，但它们通常与交流插头/电源一起生产和销售。在新的建设中，这个问题可以通过简单地购买新的设备，可以适应直接直流电源。对于现有建筑来说，将现有设备更换为能够处理直接直流的设备的时机更可能取决于翻修期间的机会、采购和节能策略。
直流电的驱动仅仅是由直流电驱动的大量不同类型的建筑设备和可再生能源也是基于直流电的事实。基于直流的电力基础设施与其说是关于它是否会被部署在建筑物中，不如说是关于何时部署。
