Serait-il logique d'avoir un circuit d'éclairage 12V dans une maison?

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Les ampoules LED modernes doivent convertir l'alimentation domestique standard (par exemple au Royaume-Uni) en une alimentation DC à une tension inférieure (généralement 12 V DC je pense) pour le réseau de LED. Cela se fait par ampoule.240V AC12V DC

Est-ce que cela gaspille beaucoup d'énergie dans la conversion? Si toutes vos ampoules sont des ampoules LED, cela aurait-il du sens d'avoir un circuit pour l'éclairage de toute la maison et des ampoules LED sans la conversion par ampoule?12V DC

jhabbott
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Si vous l'avez fait, vous voulez vous assurer que le câblage est facilement identifiable à partir du câblage CA. Je me demande s'il existe des normes nationales pour un tel câblage, en particulier en ce qui concerne la couleur des fils et le câble global?
Fred
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Il y a des raisons, à la fois pratiques et politiques, derrière l'utilisation de l'AC. Je m'attends à ce que vous ayez raison en ce qu'une seule alimentation CC de haute qualité dans la maison pourrait faire un travail meilleur et plus efficace que les dizaines d'ampoules, d'alimentations informatiques, de chargeurs de téléphones portables et d'autres verrues murales que nous avons eu. Vous utiliseriez probablement encore AC pour la génération et la transmission à longue portée.
Dan
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Quel est le coût et quelles sont les économies? Si vous voulez faire passer une véritable puissance dans les lignes, ce serait beaucoup de cuivre. Le code du bâtiment local voudra s'assurer que vos fils ne surchauffent pas et ne provoquent pas d'incendie.
George Herold
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Le NEC permet le câblage d'une alimentation CC basse tension. Quelques exemples: lignes téléphoniques (DC sauf si le téléphone sonne), alimentation via Ethernet et systèmes audio sensibles.Je ne me souviens pas comment la basse tension est définie, mais le 12 V serait certainement admissible.
Rick soutient Monica le
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Je connais des luminaires halogènes / LED modulaires qui fonctionnent sur un circuit 12V commun; étant modulaires, ils peuvent être assez étendus, et certains transformateurs 12V assez puissants sont disponibles pour soutenir des installations plus grandes.
SF.

Réponses:

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L'alimentation CC distribuée est en fait utilisée dans certaines nouvelles constructions. Il est moins motivé par l'efficacité du transformateur que par d'autres logistiques. Ici en Californie, au moins, nous avons une loi (connue sous le nom de Titre 24) qui exige des contrôles d'éclairage assez sophistiqués, ainsi qu'une consommation d'énergie par pied carré assez faible. Les exigences de contrôle comprennent la compensation de la lumière du jour par une atténuation automatique des lumières, une détection de l'occupation et des réductions d'utilisation des baisses de tension. Cela signifie que les contrôleurs sont assez sophistiqués et coûteux, et que les luminaires à LED sont parfois préférés dans les nouvelles constructions. En conséquence, certains systèmes sont vendus avec des contrôleurs qui produisent un courant continu gradé qui alimente directement les luminaires LED.

La distribution CC réduit le nombre de fils qui doivent aller à chaque appareil (DC + et DC- au lieu de AC chaud, neutre et une ligne de commande séparée) et économise de l'argent sur l'électronique. Pour autant que je sache, il y a toujours au moins un contrôleur par pièce. Je ne connais aucun système qui distribue DC tout au long d'un bâtiment. J'imagine que c'est parce que les longueurs et les courants augmentent, les avantages de la haute tension dans la réduction de la taille des fils deviennent plus importants.

Ethan48
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Oui: quelque chose comme cela a été fait aux États-Unis depuis des décennies. Les lampes à incandescence sous le cabinet et l'éclairage extérieur "paysage" à basse tension sont souvent exécutés à partir d'un seul transformateur 12V sur des fils de calibre 12. Donc, il y a du code pour cela, et quiconque a construit un ordinateur sait récemment que les convertisseurs CC à haute efficacité ont une prime initiale, donc on doute que le convertisseur intégré à chaque ampoule LED soit aussi efficace ... sans oublier que l'éloignement du transformateur de l'ampoule augmentera sa durée de vie en réduisant l'exposition à la chaleur.

feetwet
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L'industrie des véhicules récréatifs, du camping, de la navigation de plaisance et de l'énergie solaire pourrait avoir eu une influence significative sur le développement de spots LED alimentés par 12V DC. L'industrie automobile pourrait également avoir eu une certaine influence. Certains des problèmes qui rendent l'éclairage 12V CC non pratique sont les suivants:

  • Structurel: La majorité de la maison est alimentée en 110/120/220/230/240 VAC. Les convertir également en 12V DC pour l'éclairage est coûteux. Il y a un coût structurel important pour commencer à utiliser du 12VDC pour un éclairage solitaire.
  • Dans la plupart des cas, tous les autres appareils d'une maison nécessitent 110/120/220/230/240 VAC selon la région. Par conséquent, une maison nécessitera un 110/120/220/230/240 VAC plus un réseau 12V DC. Cela représente un coût supplémentaire pour le consommateur.
  • De plus, il peut être prohibitif d'avoir un réseau 12 V CC dans les grands complexes de bureaux, les hôpitaux, l'hospitalité, les aéroports, les stades, etc.
  • La baisse de puissance CC d'un point à l'autre dans ces bâtiments plus grands pourrait également être plus élevée.

Conversion de l'alimentation CA en alimentation CC 12 V localement pour l' éclairage des ampoules LED (diodes électroluminescentes)

Le bloc de construction fondamental d'une LED est une diode. Une diode typique s'allume à une tension directe de 0,7 V. La caractéristique de courant / tension (IV) pour une diode typique est illustrée ci-dessous.

Diagramme IV pour une diode

Selon la couleur de la LED, la tension directe varie. Le tableau ci-dessous répertorie la tension directe typique pour une LED de couleur différente.

Caractéristiques typiques des LED colorées

La tension directe pour une LED blanche typique se situe entre 3V et 4V. Ci-dessous le graphique IV pour les LED de couleur typiques

Courbes IV pour différentes LED de couleur

L'alimentation CA typique (120 V aux États-Unis, 240 V au Royaume-Uni) doit être rectifiée à une tension CC inférieure. La transmission de courant continu sur une longue distance est inefficace. Ainsi, l'alimentation en courant alternatif est beaucoup plus efficace pour transmettre la puissance. Il y a toujours une perte d'énergie lorsque vous convertissez AC en DC, mais la technologie actuelle a surmonté la plupart de ces efficacités. Il existe de petits modules de circuits redresseurs économiques sur le marché.

Voici un exemple d'un tel appareil. (RECOM Power RAC01-05SC)

RECOM Power RAC01-05SC

Cliquez sur l'image pour une version agrandie de l'image.

RECOM Power RAC01-05SC


Sommaire

Bien que la conversion de CA en CC soit efficace, les autres coûts structurels l'emportent sur les avantages d'une ligne séparée de 12 V CC dans les maisons. La croissance de la technologie et des marchés, il est très probable qu'il y aura des ampoules LED universelles AC où la conversion se fera de manière transparente quelle que soit la tension AC d'entrée.


Les références:

Mahendra Gunawardena
la source
Message intéressant de diy.stackexchange.com diy.stackexchange.com/questions/24686/…
Mahendra Gunawardena
Ceci est un ancien poste, donc je ne m'attends pas à des modifications. Mais pour être complet pour les futurs lecteurs, je noterai que votre affirmation "transmettre du courant continu sur une longue distance est inefficace" est totalement fausse. Le courant continu est beaucoup plus efficace pour les longues distances, c'est pourquoi des schémas de transmission HVDC sont utilisés. L'avantage de l'AC est simplement que la conversion de tension à l'aide de transformateurs est relativement facile et bon marché.
Graham
@Graham n'hésitez pas à poster une réponse.
Mahendra Gunawardena
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Je dirais que cela dépend de la taille du réseau 12V et du nombre de transformateurs et de leur taille. Le problème est double.

Tout d'abord, nous devons penser aux pertes de conversion subies. Si (et c'est un grand Si) l'efficacité est la même sur les ampoules qu'elle ne le serait sur un transformateur central, alors les pertes subies en ayant un transformateur central sont comparables à celles encourues par les ampoules distribuées. Cependant, un transformateur a généralement un pic d'efficacité (par exemple, si la puissance de crête du transformateur est de 500 W, le pic d'efficacité peut être de 460 W. Lorsque le système utilise plus ou moins de puissance, le transformateur est moins efficace). Ceci doit être pris en compte lors du calcul des pertes potentielles.

Deuxièmement, il y a un problème de câblage. Lorsque vous acheminez 220V ou 110V, la section de câble prend en compte le courant maximal qui devra être transporté. En France, vous pouvez acheminer le câblage d'éclairage sur un câble de 1,5 mm² (AWG15 ou 16). L'utilisation de LED réduira la puissance utilisée, mais cependant, lorsque vous réduisez la tension, la chute de tension peut augmenter si vous utilisez un câble trop fin. Par exemple, si vous utilisez des ampoules de 12 W, elles consomment 1 A de courant à 12 V au lieu de 0,05 A à 220 V. Un câble trop fin peut entraîner une chute de tension trop importante qui empêchera les LED de s'allumer.

gromain
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