¿Tendría sentido tener un circuito de iluminación de 12V en una casa?

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Las bombillas LED modernas deben convertir el suministro doméstico estándar (por ejemplo, en el Reino Unido) en una fuente de CC a un voltaje más bajo (generalmente , creo) para el conjunto de LED. Esto se hace por bombilla. $240\text{V AC}$ $12\text{V DC}$

¿Esto desperdicia mucho poder en la conversión? Si todas sus bombillas son bombillas LED, ¿tendría sentido tener un circuito de para iluminar toda la casa y bombillas LED sin la conversión por bombilla? $12\text{V DC}$

electrical-engineering energy-efficiency

— jhabbott
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Si lo hiciera, querría asegurarse de que el cableado fuera fácilmente identificable desde el cableado de CA. Me pregunto si existen estándares nacionales para dicho cableado, en particular con respecto al color de los cables y el cable en general.

— Fred

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Hay razones, tanto prácticas como políticas, detrás del uso de AC. Espero que tenga razón en que un solo suministro de CC de alta calidad dentro del hogar podría hacer un trabajo mejor y más eficiente que las docenas de bombillas, fuentes de alimentación de computadoras, cargadores de teléfonos celulares y otras verrugas de pared que hemos tiene. Probablemente todavía usaría CA para la generación y transmisión de largo alcance.

— Dan

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¿Cuál es el costo y los ahorros? Si desea hacer funcionar una potencia real a través de las líneas, sería mucho cobre. El código de construcción local querrá asegurarse de que sus cables no se sobrecalienten y provoquen un incendio.

— George Herold

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El NEC permite el cableado de corriente continua de baja tensión. Algunos ejemplos son: líneas telefónicas (CC a menos que el teléfono esté sonando), alimentación a través de Ethernet y sistemas de sonido sensibles. No recuerdo cómo se define el bajo voltaje, pero 12 v definitivamente calificaría.

— Rick apoya a Mónica el

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Sé de lámparas halógenas / LED modulares que funcionan en un circuito común de 12V; Al ser modulares, pueden hacerse bastante extensos, y algunos transformadores de 12V bastante potentes están disponibles para sostener instalaciones más grandes.

— SF.

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La energía de CC distribuida se usa realmente en algunas construcciones nuevas. Se maneja menos por la eficiencia del transformador que por otra logística. Aquí en California, al menos, tenemos una ley (conocida como Título 24) que requiere algunos controles de iluminación bastante sofisticados, así como un consumo de energía bastante bajo por pie cuadrado. Los requisitos de control incluyen la compensación de la luz del día mediante la atenuación automática de las luces, la detección de ocupación y las reducciones de uso de apagones. Esto significa que los controladores son bastante sofisticados y caros, y que las lámparas LED a veces se prefieren en las construcciones nuevas. Como resultado, algunos sistemas se están vendiendo con los controladores que emiten CC atenuada que alimenta directamente los dispositivos LED.

La distribución de CC reduce la cantidad de cables que tienen que ir a cada dispositivo (CC + y CC- en lugar de CA caliente, neutral y una línea de control separada) y ahorra algo de dinero en electrónica. Sin embargo, hasta donde sé, todavía hay al menos un controlador por habitación. No conozco ningún sistema que distribuya DC en todo un edificio. Me imagino que esto se debe a que a medida que aumentan las longitudes y las corrientes, las ventajas del alto voltaje en la reducción del tamaño del cable se vuelven más significativas.

— Ethan48
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Sí: algo así se ha hecho comúnmente en los Estados Unidos durante décadas. Tanto las luces incandescentes debajo del gabinete como la iluminación exterior "de paisaje" de bajo voltaje a menudo se ejecutan desde un solo transformador de 12V sobre cables de calibre 12. Por lo tanto, hay un código para él, y cualquiera que haya construido una computadora recientemente sabe que los convertidores de CC de alta eficiencia tienen una prima inicial, por lo que uno duda que el convertidor integrado en cada bombilla LED sea tan eficiente ... sin mencionar que distanciar el transformador de la bombilla aumentará su vida útil al reducir la exposición al calor.

— pies mojados
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La industria de vehículos recreativos, campamentos, botes y energía solar podría haber tenido una influencia significativa en el desarrollo de blubs LED alimentados por 12V DC. La industria automotriz también podría haber tenido alguna influencia. Algunos de los problemas que hacen que la iluminación de 12V DC no sea práctica son:

Estructural: la mayoría de los hogares son alimentados con 110/120/220/230/240 VAC. La conversión de estos también de 12 V CC para la iluminación es costosa. Hay un costo estructural significativo para comenzar a usar 12VDC para iluminarse solo.
Todos los demás electrodomésticos en un hogar en la mayoría de los casos requieren 110/120/220/230/240 VAC dependiendo de la región. Por lo tanto, un hogar requerirá una 110/120/220/230/240 VAC más una red de 12V DC. Este es un costo adicional para el consumidor.
También puede ser costoso tener una red de 12 V CC en complejos de oficinas más grandes, hospitales, hospitalidad, aeropuertos, estadios, etc.
La caída de alimentación de CC de punto a punto en estos edificios más grandes también podría ser mayor.

Conversión de alimentación de CA a alimentación de CC de 12 V localmente para iluminación de bombilla LED (diodos emisores de luz)

El bloque de construcción fundamental de un LED es un diodo. Un diodo típico se enciende a 0,7 V de voltaje directo. La característica de corriente / voltaje (IV) para un diodo típico se muestra a continuación.

Diagrama IV para un diodo

Dependiendo del color del LED, el voltaje directo varía. La siguiente tabla enumera el voltaje directo típico para LED de diferentes colores.

Características típicas de los LED de colores.

El voltaje directo para un LED blanco típico está entre 3V a 4V. A continuación se muestra un gráfico IV para los LED de colores típicos

Curvas IV para LED de diferentes colores.

El suministro de CA típico (120 V en EE. UU., 240 V en el Reino Unido) debe rectificarse a un voltaje de CC más bajo. La transmisión de corriente continua a larga distancia es ineficiente. Por lo tanto, el suministro de CA es mucho más eficiente para transmitir energía. Siempre hay una pérdida de energía cuando convierte CA a CC, pero la tecnología actual ha superado la mayoría de estas eficiencias. Hay pequeños módulos de circuito rectificador rentables disponibles en el mercado.

A continuación se muestra un ejemplo de uno de esos dispositivos. (RECOM potencia RAC01-05SC)

_{Haga clic en la imagen para una versión más grande de la imagen.}

RECOM Power RAC01-05SC

Resumen

Si bien la conversión de CA a CC es eficiente, el otro costo estructural supera los beneficios de una línea separada de 12V CC en los hogares. El crecimiento de la tecnología y los mercados es muy probable que haya bombillas LED de CA universales donde la conversión se realizará sin problemas, independientemente del voltaje de CA de entrada.

Referencias

— Mahendra Gunawardena
fuente

Publicación interesante de diy.stackexchange.com diy.stackexchange.com/questions/24686/…

— Mahendra Gunawardena

Esta es una publicación antigua, por lo que no esperaré ediciones. Pero para completar para futuros lectores, notaré que su afirmación "transmitir energía DC a larga distancia es ineficiente" es totalmente errónea. DC es mucho más eficiente para largas distancias, razón por la cual se utilizan esquemas de transmisión HVDC. La ventaja de AC es simplemente que la conversión de voltaje usando transformadores es relativamente fácil y económica.

— Graham

@Graham no dude en publicar una respuesta.

— Mahendra Gunawardena

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Yo diría que depende del tamaño de la red de 12V y la cantidad de transformadores y su tamaño. El problema es doble.

En primer lugar, tenemos que pensar en las pérdidas de conversión incurridas. Si (y eso es un gran If) la eficiencia es la misma en las bombillas de lo que sería en un transformador central, entonces las pérdidas incurridas por tener un transformador central están a la par de las bombillas distribuidas. Sin embargo, generalmente un transformador tiene un pico de eficiencia (por ejemplo, si la potencia máxima del transformador es de 500W, el pico de eficiencia podría ser de 460W. Cuando el sistema usa más o menos energía, el transformador es menos eficiente). Esto debe tenerse en cuenta al calcular las pérdidas potenciales.

En segundo lugar, hay un problema de cableado. Cuando enruta 220V o 110V, la sección del cable tiene en cuenta la corriente máxima que deberá transportarse. En Francia, puede enrutar el cableado de iluminación con un cable de 1,5 mm² (AWG15 o 16). El uso de LED reducirá la potencia utilizada, pero, a medida que reduzca el voltaje, la caída de voltaje puede aumentar si usa un cable demasiado delgado. Por ejemplo, si usa bombillas de 12W, consumirán 1A de corriente a 12V en lugar de 0.05A a 220V. Un cable demasiado delgado puede provocar una caída de voltaje demasiado importante que evitará que los LED se enciendan.

— gromaína
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