【永不斷電】特斯拉推「家用蓄電系統」，讓你停電時被鄰居羨慕！

為什麼我們要挑選這篇文章】當停電時，我們第一個念頭就是開手電筒，現在特斯拉 Powerwall 可能會改變我們生活，當偵測到電網異常， Powerwall 系統會自動接管供電，甚至連停電你都不會發現！不過要裝上這套系統，你可能要先付上一筆龐大支出。（責任編輯：蕭信隆）

上個月，美國新澤西州費城周邊地區電網出現小故障，導致多處停電。

停電從下午五點鐘開始，持續了 14 個小時。幾百戶人家陷入黑暗，在 30 多度高溫的夏夜開不了空調、洗不了髒衣服、用不了 Wi-Fi，還得眼睜睜地看著斷了電的冰箱裡的冰淇淋慢慢融化掉。

然而，在這一片黑暗中，竟然有一戶人家不僅燈火通明，還傳出了洗衣機的轟鳴聲和打遊戲的聲音。事實上，如果這家人不突發奇想出門晃晃的話，甚至可能根本發現不了周邊地區已經停電。

 而這種讓鄰居們羨慕不已的「特權」，來自於屋主 Deerlin 幾年前斥重金裝備的特斯拉 Powerwall 家用蓄電池系統。

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停電 Who cares？特斯拉 Powerwall 自動轉換電源系統

在監測到電網異常時，Powerwall 會自動接管家庭電源系統，整個接管過程只需要幾秒鐘。在停電前後，所有家電都不會中斷運轉，電燈甚至不會因電壓不穩而閃爍，在屋主渾然不覺之時，Powerwall 就已經完成了電源轉換。

與此同時，打開特斯拉App，還能看到 Powerwall 的剩餘電量，和家裡目前的耗電量

總之，有了 Powerwall 做後援，不管是遇到颱風暴雪還是用電高峰，你都不必再緊張：就算電網靠不住，至少還有馬斯克。

改良電池技術，2016 推出 2.0 版

其實，早在 2015 年，特斯拉就已經將目光投向了家用儲能市場，並推出了初代Powerwall。然而，初代 Powerwall 的容量只有 6.4 kWh，只在 500 個試點短暫地運行了一段時間，沒能激起很大的火花。

2016 年，特斯拉再次推出 Powerwall 2.0。這塊升級後的蓄電池採用了和特斯拉電動車電池組一樣的冷卻和打包技術，類型上，也是最受電動車青睞的鎳鈷錳酸鋰（LiNiMnCoO 2 或 NMC）電池。

比起普通鋰電池，NMC 混合鋰離子電池有更高的能量密度，更長的循環壽命和最低的自熱率。據特斯拉提供的數據，一塊 Powerwall 蓄電池在保固期滿前可以循環 5000 次，差不多能用 10 年。

工廠營運可不能因停電中斷！現在還有哪些智慧營運解方？報名《 2022 智慧大工廠論壇》聽解方！在用電正常時，Powerwall 會自動充電待機，當電網出現故障時，Powerwall 會自動續上，保障家庭用電。

根據房子的大小不同和日常用電所需不同，用戶可以選擇安裝 1-4 塊 Powerwall 給自己家供電。一塊 Powerwall 的儲電量 13.5 kWh，一個普通家庭一天的用電量約為 28 kWh，只要兩塊電池，就能讓一個家庭在停電後撐過 24 個小時。

看起來超酷，但目前只是有錢人的玩具

根據官網報價，一塊 Powerwall 目前售價 （不含稅）6500 美元（約 19.5 萬新台幣），此外還要另付 1100 美元（約 3.3 萬新台幣）的配件費用。另外，安裝 Powerwall 需要對家庭電力系統進行升級改造，改造費在 2500 美元到 4500 美元（約 7.5 萬至 13.5 萬新台幣）之間。

粗略算下來，想要在鄰居都停電時怡然自得地打遊戲吹空調，你至少得付出 10 萬人民幣（約 50 萬新台幣）。

砸大錢後，享受自給自足生活

Powerwall 可以完美融入普通家庭，但是真正的玩家不會滿足於此。Powerwall 電池的真正完美搭檔是特斯拉太陽能板 Solar Roof。

白天日照充足時，太陽能屋頂會為 Powerwall 充電，夜間沒有日照時，蓄電池會開始放電供屋主使用。這兩樣裝備配合起來，完全可以讓屋主過上自給自足的零排放生活，從此再也不用給電力公司交錢。

 

去年，著名科技部落客 Paul’s Hardware 斥重金先於所有人體驗了太陽能板和蓄電池合璧的自給自足生活。

因為屋頂太舊，安裝太陽能板之前，特斯拉不得不先上手翻新 Paul 家的老房子。前前後後一共用了 9 個月，Paul 才用上這套電力系統。

下圖黃色的區域是太陽能板產生的電量，貼著 X 軸的藍綠色部分是家庭的當前用電量，綠色部分是 Powerwall 的充電量，多餘的、返還給電網的電量則用白色顯示（是的，特斯拉太陽能板還會給電網義務供電）。

電網改造成功後，Paul 可以在  App 上監控整棟房子的用電情況。

然而，Paul 自給自足的夢想還是在一個高溫但多雲的夏日破滅了。這一天非常悶熱，Paul 不得不全天開著空調，但空中又堆滿了雨雲，導致當天太陽能板只產生了 25 度電，根本供不應求。一天結束後，Paul 發現自己欠了電力公司 28.9 度電。

 

儘管特斯拉的理想很美好，但就像很多網友在評論裡酸 Deerlin 和 Paul 時所說的那樣：「我寧願趁停電點著蠟燭用手洗衣服，然後跟我媽聊聊天。」

 

走向直流供電（五）：電壓和安全性是課題

走向直流供電（五）：電壓和安全性是課題

雖然直流供電備受關注，但是要想導入還需要解決諸多課題。難點就在於電壓值和安全性能。如果電壓較低，就會導致供電時電阻損耗增大、供電電纜變粗、佈線作業難度增加以及電纜等構件成本上升的問題。但是如果提高電壓值，今後就必須解決電弧及觸電等問題。交流電供電時，即使有電弧產生，也會因交流電壓週期性過零而消失。然而，直流電始終施加恒定電壓，因此不能熄滅電弧，就有可能引燃周圍的物體。
解決上述問題，就有必要就各領域的最適電壓及安全規格進行標準化。
比如，數據中心目前是以48V進行直流供電，而今後考慮將電壓提高至300～400V。但是，目前不光是額定電壓，連最小及最大電壓、瞬降時的規格、連接器的形狀以及安全性規格等也未確立全球標準。日本當然也一樣（圖7）。

圖7：數據中心在無電壓國際標準情況下的直流供電數據中心要導入直流供電，還需要解決諸多課題。首先是供電電壓的額定值及上下限值在日本及國際上均無標準。有關安全性能的規格也未確定。今後業界有必要制定統一的方針。

　在這一方面，在日本國內具有較大影響力的是NTT集團。NTT集團曾宣佈將致力於將電壓提高至400V左右的直流供電系統的技術開發和標準化，並力爭在2010年度之前開始導入（圖8）。因此，NTT集團有望在2010年度之前發表對統一電壓及安全性能的看法 注7）。

 

 

 

 

 

注7）此外，日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）的"綠色網路系統技術研究開發計劃（綠色IT計劃）"也將帶來巨大影響。該計劃的目標是將數據中心的年耗電量減少30％以上。其中，已就"數據中心電源系統和最佳直流化技術的開發"，在2008年度對直流供電展開可靠性及安全性所需要素技術的調查。2009年度可能會增加旨在標準化的研究項目。
　NTT Data將從2009年初開始對360V和380V的不同電壓的直流供電系統進行驗證試驗。"力爭儘快確認省電效果及安全性，瞄準全球標準，向美國綠色網格聯盟（The Green Grid）※等提出標準草案"（NTT DataNtt Data Ex Techno代表董事社長高草英博）。

※The Green Grid＝以提高數據中心等IT設備的省電效果為目的，于2007年2月26日設立的美國業界團體。日本支部已在2008年5月成立。董事會成員包括AMD、美國電力轉換（APC）、戴爾、惠普、IBM、英特爾、微軟、Sun微系統等11家公司。該團體的加盟企業已超過100家，日本企業有富士通、CTC、NTT DoCoMo、NTT Data、NEC、日立製作所、富士通FIB等加入。

首先向LED照明供電


　　在家庭用途中也存在以多少伏的電壓來供電的大問題（圖9）。目前，國際上不限制60V以下的直流供電，多數意見認為，應該根據此前的經驗，"首先以48V或24V進行供電較為穩妥"（配電盤及電源技術人員）。

 

圖9：還需要對施工人員進行培訓在家庭直流供電方面，供電電壓目前尚未確定，而且也沒有安全規格。另外，此前家庭只採用交流供電，因此還需要對施工人員進行直流供電方面的培訓。

但是，向家庭中空調及冰箱供電等耗電大戶按照48V或24V供電就不太現實（圖10）。理由是這些電器的耗電量較大。比如，如果以48V向額定2kW的空調進行直流供電，所需電流就要超過40A。在這一電流值下，佈線用電纜會過粗，而且也很難保證觸電及短路時的安全性能。

圖10：照明器具耗電量之大出乎意料在2006年家庭耗電量中，空調所佔比例最大，其次為冰箱、照明器具、電視。本圖由《日經電子》根據日本資源能源廳的資料製作。

容易導入"。

將來要想在空調及冰箱等電器中導入直流供電，就必須著眼于有望在數據中心等領域實現的高電壓系統，不斷推進標準化作業。尤其是家庭內的供電系統，由於以前僅為交流供電，因此房產商、施工企業及供配電企業"都需要增加直流供電方面的知識及經驗"（大型房產商的技術人員）。鋻於直流供電可帶來非常顯著的省電效果，估計導入該方式的舉措今後將會不斷加快。（全文完，記者：狩集浩志、山下勝已）

因此，估計會首先向耗電量在家庭中佔16％而本身耗電並不大的照明用途，以48V左右的電壓提供直流電。松下電工就計劃首先使支援直流和交流兩種供電方式的混合型配電盤實現實用化，在LED照明等產品上使用直流電。松下電工的藤岡就表示"如果是在新建住宅時設置LED照明，消費者就無需再頻繁插拔電源，從安全性角度來看，

走向直流供電（四）：太陽能電池及蓄電裝置實現低價位

太陽能電池及蓄電裝置實現低價位

圖5：家庭從2010年開始直流供電直流供電首先在數據中心順利推進之後，將擴展至辦公室及店舖，從2010年起還有望進入家庭。在家庭領域，太陽能電及電動汽車等將推動直流供電加快普及。

　　有了上述效果，數據中心導入直流供電就有望進一步增加。在數據中心順利推進後，還會逐漸擴展至辦公室、工廠、店舖及家庭等領域（圖5）。超過200V的直流供電有望在數據中心及工廠等產業用途中推廣，待安全性在這些用途得到證實後，便有望導入店舖、辦公室及家庭。
　　向家庭進行直流供電的關鍵在於太陽能電池。日本從2009年起恢復了對家用太陽能電池提供援助的補助金制度，“新建住宅將有70％會安裝太陽能電池”（業內相關人士）注3）。


注3）日本經濟產業省、文部科學省、國土交通省及環境省于2008年11月11日聯合發表了“太陽能發電普及行動計劃”。日本政府在2008年7月內閣會議確定的“構建低碳社會行動計劃”中提出，將力爭使太陽能電池導入量2020年達到2005年度的10倍，到2030年進一步提高至40倍，並在3～5年後將太陽能電池系統的價格降至目前的一半左右。而發佈太陽能發電普及計劃正是為了督促相關部門迅速採取行動，實現這一目標。在該計劃中，有關供給方的內容包括：推進太陽能電池材料和模組的技術開發、實現系統的輕量化和安裝的簡化，以及獎勵與太陽能電池結合使用的蓄電池技術的開發。需求方的內容包括：向家庭方面的普及提供補助金、為加快公共設施方面的普及提供資訊，以及促進教育機構在環保教育中納入太陽能發電內容等。
　　而且，還有預測認為，太陽能電池的價格“到2010年前後將下降到目前的一半左右”，太陽能電池與蓄電裝置相結合的系統有望在家庭中普及。
　　與太陽能電池一起被公認為價格較高的蓄電裝置也開始出現低成本化趨勢。預定2010年投放市場的電動汽車及插電式混合動力等的亮相，使高容量、長壽命車載鋰離子充電電池的開發日趨活躍。由於車載用鋰離子充電電池以及在家庭等固定用途的鋰離子充電電池開始通用，蓄電裝置的價格下降將會加速。

量產固定用途及車載用途鋰離子充電電池的ELIIY Power表示，“鋰離子充電電池的價格可降至5萬日元/kWh”（該公司代表董事社長吉田博）。該公司已宣佈在神奈川縣川崎市設立量產工廠，並於2008年內接受了50億日元左右的增資 注4）。目標是首先量產用於家庭的固定用途的鋰離子充電電池，然後再擴展至車載用途。
注4）大和房屋工業、夏普及大日本印刷向ELIIY Power實施了出資。
　　在家庭中設置2kW太陽能電池與10kWh蓄電池結合的系統，價格可控制在200萬日元以內 注5）。受此推動，在家庭內直流供電的需求有望進一步擴大。



注5）目前，2kW太陽能電池的價格為200萬～250萬日元左右。如果這一價格減半，便可降至100萬～125萬日元。另一方面，蓄電池的價格如減至每kWh為5萬日元，那麼10kWh蓄電池便可只需50萬日元。這樣一來，就可在200萬日元以內實現兩者相結合的系統。

　　目前的家用太陽能電池在工作時先通過功率調節器將發出的直流電轉換成交流電，使電壓及相位與電網的電力吻合，以便能夠向電網逆流饋電。因此，向家庭供給的為交流電，所以每個設備素要逐一進行AC-DC轉換（圖6）。

圖6：家庭實現直流供電的關鍵在於太陽能電池和鋰離子充電電池在配備現有太陽能電池的住宅中，太陽能電池產生的直流電需要通過稱為功率調節器的DC-AC變頻器轉換成交流電，並使波長及相位與電網電力的交流電吻合後才能使用（a）。將來，太陽能電池與鋰離子充電電池結合的系統將會亮相，屆時如果仍採用目前的系統構成，太陽能電池產生的電力就需要多達4次以上的AC-DC或DC-AC轉換，轉換損失會更大（b）。因此，通過在最初將電網電力轉換成直流進行使用，便可大幅減少轉換損失（c）。另外，導入直流供電還可減少變頻器的使用個數，有助於降低部件成本。

　　但是，今後如果將蓄電池與現有的系統結合，就會與數據中心一樣，導致電力從直流到交流，或從交流到直流的轉換次數增加，從而造成非常大的損失。因此，在最初用高效AC-DC變頻器對電網電力進行轉換，從太陽能電池、充電電池一直到設備，以相同電壓進行直流供電的話，便可消除轉換損失。
家庭發電量將增加

太陽能電池結合以蓄電裝置進行直流供電的做法，蘊藏著多種可能性。比如，房產商可建造災害時及停電時也可使用照明及電器的住宅進行銷售。

　　將來，不僅是太陽能電池，而且還可與同為直流發電的燃料電池結合，進一步提高來自家庭的發電量。這樣便可作為分散型電源形成地區協作，由此實現更大的省電效果。並最終實現向電網逆流饋電，從而為平衡高峰用電做出貢獻。“不僅是白天，黃昏時的用電峰值能夠得以平坦化的話，就能夠獲得明顯的省電效果”（筑波大學研究所系統資訊工程學研究系機械與能源工程學專業教授石田正義）。
　　另外，隨著家庭發電及蓄電越來越受關注，今後也許會利用以往浪費掉的洗浴廢熱水以及流經雨漏管的雨水來發電，而且居民可能還會積極使用自行車健身器象玩遊戲一樣參與發電。如果將家庭內的這些微弱發電集合起來，“每天便可獲得1kWh左右的電力。這些電力相當於一個家庭一天用電量的1成”（日本東北大學研究所環境科學研究系環境科學專業教授田路和幸）注6）。（記者：狩集 浩志、山下 勝已）
注6）作為日本環境省“平成20年度全球變暖對策技術開發事業”，日本東北大學研究所環境科學研究系實施了“環境省節能家庭項目”。目標是通過將家中未被使用而處於分散狀態的微弱電能以低電壓回收、儲存于鋰離子充電電池中供家庭再利用，將CO2減少10％。

走向直流供電（三）：數據中心率先普及

數據中心率先普及

　　有望最先導入直流供電的是數據中心。原因在於，現行的交流供電方式會使今後的耗電量劇增，而且目前系統的浪費也很大（圖3）。

圖3：通過減少電力轉換損失來節省電力目前的數據中心大多利用UPS運行伺服器（a）。這時，需要對電網電力進行多達3次的電力轉換，因此轉換損失較大。而如果能夠實現直流供電，只需1次電力轉換即可，有助於節省電力（b）。
　　目前的數據中心為了防止電力瞬間下降、即瞬降（或瞬停），大多都設有具備蓄電裝置的不間斷電源（UPS：uninterruptiblepower supply）。因此，來自電網的交流電會先經AC-DC轉為直流電進入蓄電裝置，然後再經DC-AC轉為交流電提供給伺服器等設備。在伺服器內部內，又會把交流電再進行一次AC-DC轉換，變成直流電後提供給設備使用。
　　也就是說，從電網輸出的電力要進行多達3次的交流與直流間的轉換，因此，即使每次轉換的效率都達到了90％，3次轉換後仍然會損失掉約27％的電力。
　　而通過將這一過程改為直流供電，便可獲得良好的效果。如果能夠利用轉換效率為90％的AC-DC變頻器在電網輸出電力時統一轉換後再供設備使用，便可大幅減少轉換損失。還有觀點認為，憑藉這些效果，“將來數據中心便可省去UPS，改為直流供電”（三墾電氣技術本部PS事業部技術總監伊東洋一）。
　　CTC已于2008年10月啟動了採用直流供電的數據中心，在數據中心內設置了多臺可使用48V直流供電的伺服器。該公司表示，“通過向伺服器進行直流供電，可將耗電量減少20％左右”（CTC數據中心事業部門DC事業企劃室事業開發室事業開發部部長唐木真）注2）。

注2）伊藤忠技術解決方案利用的伺服器由路克博資訊系統科技（RackableSystems）製造。路克博資訊系統科技是一家x86伺服器佔有率位居全美第四位的伺服器廠商。該公司的特點是專門從事BTO（Build To Order，按單訂製）業務，以谷歌及微軟等構築數萬台級數據中心的公司為客戶。為了減少數據中心的耗電量，迅速推出了支援直流供電的伺服器。

圖4：通過直流供電減少IT設備耗電量如果改用直流電向IT設備供給，便可減少IT設備的耗電量。另外，改為直流供電還可提高轉換效率，由此減少電源部產生的熱量，從而降低空調耗電。本圖由《日經電子》根據NTT FA的資料製作


　　NTT集團的NTT環境能源研究所也表示，通過向IT設備進行直流供電，可將數據中心的耗電量減少14～17％（圖4）。該公司認為，IT設備及電源部分的耗電量減少後，便可調高空調的溫度，降低空調的耗電。（記者：狩集 浩志、山下 勝已）

走向直流供電（二）：降低設備耗電量

走向直流供電（二）：降低設備耗電量

降低設備耗電量

　　在數據中心、辦公室、工廠、店舖及家庭等多個領域，為何近來導入直流供電的舉措開始加快呢？理由是直流供電可成為應對全球變暖的有效對策。比如，日本提出"力爭2050年將CO₂排放量減至目前的一半"，但這一目標可能無法實現。人們普遍認為，連京都議定書規定的"日本到2012年CO₂排放量比1990年度減少6％"的要求甚至都很難達到。

　　原因就在於日本的CO₂排放量趨於增加，2007年度比1990年度增加了8.7％。因此，CO₂排放量較大的電力轉換部門的批評越來越多，降低耗電開始成為亟需解決的問題。

圖2：IT設備耗電量日益增加日本國內IT設備耗電量預計2025年將達到2006年的5倍以上，到2050年將進一步增至12倍。本圖由《日經電子》根據日本經濟產業省的資料製成。

　　日本的數據中心耗電量到2025年將增至2006年的5倍以上，屆時電費和數據中心的空調都將成為令人頭疼的問題（圖2）。"如果繼續使用現有設備，就會受到電能及空調能力不足的影響。直流供電正好是有效對策之一"（數據中心系統業者）。


　　目前的交流供電系統在工作時先向各個設備供給交流電，然後再通過各個設備配備的AC轉接器等AC-DC變頻器轉換成直流電。轉換效率大多只有80％左右。這會使投入電力的20％以熱量的形式浪費掉。　


　　而且，有的設備還會反覆進行交流到直流、直流到交流的轉換，其轉換損失就更大。因此，如果將電網電力先用高效AC-DC變頻器統一轉換成直流電，然後再向各個設備供電，可提高省電效果。比如，採用轉換效率為90％的AC-DC變頻器時，與原來相比可將耗電減少10％以上。


　　直流供電的導入開始加快的原因還有一個。那就是太陽能電池的迅速普及。如果太陽能電池導入順利，那麼家庭及企業希望直接利用所發電力的需求也將隨之擴大。


　　屆時如果仍使用目前的系統的話，所發電力就需要從直流到交流、再從交流到直流的轉換，會造成很大的浪費。"好不容易才創造出來的能源就這樣在DC-AC轉換過程中被消耗掉了"（長崎大學研究所生產科學研究系系統科學專業教授松尾博文）。（記者：狩集
浩志、山下
勝已）

17年來堅信直流供電能普及

筆者是日本棒球隊──千葉羅德海洋隊（Chiba Lotte Marines）的鐵桿粉絲。每當對熟人說起此事，對方必定問我“你住在哪？”。筆者的確住在千葉縣。不過，並不是因為住在千葉縣而喜歡上羅德隊的。
　　喜歡羅德隊的理由，是出於小時候的一個強烈願望。筆者開始對棒球感興趣是在1974年。1974年是日本巨人隊丟掉九連冠的那一年，那年日本聯賽的冠軍之戰是“中日龍隊（Chunichi Dragons）對羅德海洋隊”。羅德隊以4勝2負的戰績贏得此次日本聯賽，從而成為日本第一。在這一年，8歲大的筆者認定了“羅德隊是最強的棒球隊”，並且至今堅信不移。我想，只要是熟悉日本職業棒球的人，都能想像得到那以後筆者看棒球賽的心酸經歷（之後，羅德隊再次成為日本第一則是在31年後的2005年）。

　　筆者就是這種固執己見、不撞南牆不回頭的性格。這種性格也表現在工作上。1991年筆者擔任電子技術雜誌記者一職，當時採訪某企業的電源工程師，他詳細地介紹了“家庭內及辦公室內直流供電”的好處。如果導入直流供電，就能消除AC-DC轉換及DC-AC轉換所造成的電力損耗。還可省去大而重的AC轉接器。由於可省掉AC-DC電源單元，因此可降低電子設備的成本。認為交流供電理所當然的筆者，當時感到了油錘灌頂般的震撼，那種情景至今仍記憶猶新目。從那時起筆者開始堅信“總有一天直流供電將在家庭及辦公室普及”。

　　然而，筆者的信念卻遲遲未能實現。從那以後，只要有機會，筆者就向所採訪的各家企業的工程師詢問直流供電普及的可能性，但答覆大多是“為時尚早”、“那是遙遠將來的事”，甚至有人直言不諱地說“直流供電根本不可能普及”的也絕不在少數。

　　到了2005年，筆者也開始認為“家庭內及辦公室內直流供電的普及估計很艱難”，因而開始對直流供電失去熱情。但與一位大學教授的相識，又重新點燃了筆者的熱情。這位大學教授就是日本長崎大學的松尾博文。松尾教授向筆者表示，“正在對直流供電進行多方面研究，並申請了許多專利。企業對此的關注度也很高”。從2007年前後開始，NTT集團、夏普、TDK以及松下電工等企業就宣佈著手研究直流供電。《日經電子》2008年12月29日號刊登的特別報導“直流供電將成為節能殺手锏”也報導了這些動向。

　　從筆者開始堅信“直流供電將會普及”開始過去了大約17年。終於，家庭內及辦公室內直流供電技術開始面向普及發展。不過，今後的普及之路絕不會平坦。目前問題已經堆積如山。比如，“支援直流供電的家電尚未銷售”，“支援直流供電的插座及插頭的標準化工作沒有進展”，“向家庭內及辦公室內供電的直流電電壓值尚未確定”，“觸電及漏電等安全性還不能充分保證”等等。這些問題必需一個個地去解決。（記者：山下 勝己）

走向直流供電（一）：轉換損失更少、耗電量更低

 走向直流供電（一）：轉換損失更少、耗電量更低


身邊其實都是靠直流工作的產品

　　電視、個人電腦、電話、印表機、手機、遊戲機及便攜音樂播放器，我們身邊的電器其實都使用直流電工作。洗衣機、空調、螢光燈等產品也開始配備變頻器，這些產品也都是先將交流轉換為直流，然後再調製為高頻交流。人們熟悉的個人電腦等配備的USB埠，也可供給電壓為5V、最大電流為500mA的直流。

重溫愛迪生的夢想直流供電可追溯到19世紀80年代。當時，著名發明家愛迪生（Thomas Alva Edison）為了向白熾燈等供電，曾提出直流供電方式。但是，特斯拉（Nikola Tesla，其人名被用於磁通量密度單位）和美國西屋電氣（Westinghouse Electric）提出的交流供電方案最終成為全球標準。主要理由是交流方式在長距離大規模送電時可輕鬆升降電壓。然而，時光流轉百年後，在短距離送電用途以及廉價使用高効DC-DC轉換器成為現實的推動下，直流供電重新引起了人們的關注。


對普通用戶也有利
以直流方式進行家庭供電，對用戶也很有利。在家庭中，如果能夠使用高效AC-DC轉換器將交流電統一轉換成直流電，便可減少以往由低効AC轉接器進行轉換時的能量損耗，有助於節省電費。另外，還有望省去在插座上插多個AC轉接器。僅交流改直流一項便可將轉換損失減少兩成，如果能夠開發出直流的標準插座，便可在個人電腦、手機、數位相機、遊戲機及音樂播放器等電器之間通用，用一根連線實現便攜。

在家庭中，太陽能電池與蓄電池結合的直流供電系統將得到普及。首先與LED照明等直流驅動的產品連接，之後還會給空調、洗衣機等大功率電器提供直流電。將來，還有可能像玩遊戲一樣用健身器械來發電，而且隨著電動汽車的亮相，還有望迎來在家庭與電動汽車間相互調劑電力的時代。（插圖：楠本 禮子）

在辦公室中，耗電量龐大的數據中心等IT設備的300～400V直流供電將得到普及。之後，還將擴展至LED照明及空調等領域。在辦公場所，對個人電腦等的直流供電將會推進，最終有望實現利用桌面的非接觸直流供電。（插圖：楠本 禮子）

近年來可為設備提供直流的“直流供電”方式越來越受關注，相關嘗試也在多個領域日趨活躍（圖1）。直流供電可減少AC-DC轉換的次數，對於用直流電工作的設備以及配備變頻器的設備而言，有望獲得出色的省電效果。雖然直流供電很早就有過NTT在電話交換機上使用的先例，但僅限于部分用途。而現在旨在全面普及直流供電的舉措卻接連湧現。

圖1：直流供電在多個領域的嘗試日趨活躍不僅是數據中心及家庭，而且在辦公室、工廠及店舖等領域，使用直流供電的可能性也不斷增大。開發企業的涉及面也很廣，除了電子廠商、伺服器廠商、數據中心系統業者之外，還包括辦公設備廠商及建築公司等

其中，尤為活躍的是數據中心。在該領域，作為降低伺服器等IT設備耗電量的有效手段，導入直流供電系統的事例日益增多。


比如，伊藤忠技術解決方案（CTC）08年10月啟動了採用直流供電的數據中心，並且有多家伺服器廠商開始著手備齊支援直流供電的機型。NTT集團于08年6月宣佈，將調動整個集團的力量來推進直流供電的導入和普及。日立製作所及NEC也表示將建立採用直流供電的數據中心。

這一動向不僅僅限于數據中心。還有企業打算以1萬日元以下的價格向店舖銷售可向貨架照明及顯示裝置供應直流電的系統。“已有便利店及購物中心表現出了興趣”（國譽店舖開發本部開發部第二小組負責人渡邊聰）。

辦公室、工廠、家庭也將導入

向辦公室及工廠導入直流供電的做法也在推進之中。“在今後兩三年內，工廠等也將導入直流供電系統”（竹中工務店）。

另外，房地產商、電子廠商及配電零件廠商的技術人員眾口一致地表示直流供電“不久將進入家庭”。在2008年9月30日～10月4日舉行的“CEATEC JAPAN 2008”上，夏普、TDK相繼公開了將太陽能電池與蓄電池相結合，向家庭供應直流電的“直流家庭”概念。

夏普代表董事長兼CEO町田勝彥對這一領域充滿了期待：“爭取像液晶電視在不到10年的時間裏就成為主流那樣，在今後10年內實現直流供電家庭” 注1）。

夏普町田社長在2008年10月29日舉行的“FPD International 2008”的特邀主題演講中，以“低碳社會中的DC環保家庭——由液晶、太陽能電池、LED創造的不遠將來”為題發表了演講。其中，町田表示，“希望業內人士能夠聚集在開放的場所，而不是協會這樣的封閉場所，來討論一下最好的系統應該是什麼樣的。現在技術已經有了。以後只需要跨企業、跨行業展開合作”。

還有企業明確提出了上市家用系統的時間，松下電工先進技術開發研究所所長藤岡透表示“正在按照2010年投放市場的計劃推進開發”。（記者：狩集 浩志、山下 勝已）

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