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，