在建築物中使用交流電源與直流電源
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| 不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測 |
如果你有興趣在商業建築或辦公空間中實施智慧技術，切換到智慧照明是將你的足物聯網（物聯網）世界的一個好方法。智慧照明系統有許多實際好處，這將使它們成為未來建築的主流。從傳統的 LED 燈具切換到智慧照明系統，並最佳化建築物的能耗，也比你想像的更容易、更便宜。
智慧（IoT）LED 照明系統的好處
- 照明是建築中最大的電力消耗國，約佔商業建築電力的 17%。智慧照明透過自動化和 LED 降低能耗，使我們的商業建築更接近淨零。
- 更少的能源消耗意味著更低的營運成本和更高的 NOI（淨營業收入，net operating income）
- 更少的能源消耗，還意味著可能有資格獲得綠色建築證書，以及隨之而來的回報利潤（在此處檢視潛在的綠色認證）
- 使用智慧照明，你可以使用數位助理追蹤照明系統，以瞭解何時何地使用照明，以及何時不需要
- 根據房間佔用情況實現照明自動化。與在計時器上放置燈光或不聰明的解決方案相比，這節省了能源。
- 舒適的室內空間（特別是舒適的照明和溫度）可以提高員工的生產力。 事實上，根據《福布斯》引用的一項研究，空氣品質和自然照明對員工福祉的影響最大；「67% 的員工表示，在促進健康環境的工作場所，他們的工作效率更高」。
- 現代智慧照明系統使用 LED 燈泡或燈具，與白熾燈泡相比，可以節省能源。事實上，根據 Constellation 的一篇報導，白熾燈泡以熱的形式消耗了約 95% 的能量，只有 5% 流向了光。
- 使用直流（DC）功率的智慧照明系統，延長了 LED 燈具的壽命。如果你想了解更多資訊，本報導將進一步解釋：LED 的持續時間不如廣告長，原因如下。
- 透過雲端或無線開關遠端控制照明。這樣做的一個好處是，你可以在睡覺前從床上一次性關閉所有燈。
- 實施日光收穫的能力
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| 日光收穫如何運作 |
在本報導中，我們將討論在你的商業建築中，實現智慧照明的三種不同方法。我們還將比較它們，以幫助你決定哪種解決方案最適合你的需求。
什麼是智慧照明？
讓我們從描述你到底要實施什麼開始，這樣我們就在同一頁上。
描述智慧照明的簡單方法是，智慧照明允許你的 LED 燈被遠端控制。它的工作原理如下：在將電源分配到智慧照明系統中的 LED 燈具之前，連線的軟體會與燈具通訊，讓它知道它應該做什麼以及何時做什麼。該軟體由應用程式、智慧家庭助理或無線開關控制，因此你可以遠端控制或自動化燈光。
3 種實施方法
現在，讓我們來談談如何在建築物中實現智慧照明。
乙太網供電（PoE）是一種允許將資料和電源傳遞到 LED 照明系統的方法，從而實現智慧照明。根據 Fortune Business Insights 的資料，到 2026 年，全球 PoE LED 照明市場規模預計將達到 5.448 億台，因此它正成為一種越來越流行的方法。值得注意的是，PoE 分配的電源類型是低電壓直流電源，類似於選項 2。
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| 乙太網電纜 |
PoE 的一個替代方案是我們所說的智慧低壓直流配電系統。PoE 和該解決方案的主要區別在於，PoE 使用乙太網電纜和交換機，而智慧直流配電系統使用標準低壓電纜傳輸電源，通常使用無線網狀網路傳輸資料。
由於自動化能力，選項 1 和 2 都能節約能源。它們還節約了能源，因為它們分配了低壓直流（DC）電源。分配直流電力代替交流電力（建築物的標準），本質上可以節省約 20% 的建築電力。這是因為直流電源分配減少了裝置從交流電源到直流電源所需的低效轉換數量。你可以在我們的報導中閱讀更多關於這一點的資訊：「LED 的持續時間沒有廣告中長，原因如下」
智慧交流配電系統是實現智慧照明的第三個選項。與選項 2 類似，電源透過受保護的交流電纜分配，這意味著不需要乙太網電纜和交換機，資料以無線方式分配。此外，使用此選項，無需在電源上安裝轉換器，因此它是最便宜、最簡單的選項，使其成為最受歡迎的選項。然而，這個選項浪費了最多的電力，因為它不分配直流電源。這個智慧照明系統節約能源的唯一途徑是透過其自動化能力。
這些都是有效的選擇，不僅可以整合一個智慧照明系統，而且可以整合一個智慧建築系統。本報導將進一步討論這些選項之間的差異。
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| 使用智慧裝置控制燈光和其他建築系統（例如安全攝影機和暖通冷氣機） |
選項1：什麼是乙太網供電（PoE）？
PoE 可以簡單地解釋為它聽起來的樣子：它是一種透過乙太網電纜提供電力和資料/資訊的方法。這些電纜也被稱為類別電纜或 CAT 系列電纜，即 CAT5 或 CAT6 電纜。使用 PoE 的常見裝置是 VoIP 電話、Wi-Fi 路由器和安全攝影機。值得注意的是，並非所有裝置都與 PoE 相容。 像 LED 燈這樣的裝置需要是 PoE LED 燈（比通用 LED 燈更貴），或者通用 LED 照明燈具必須進行改造才能與 PoE 系統相容。這是使 PoE 成為 3 個選項中最昂貴的部分原因。
如果你想瞭解更多關於 PoE 的更詳細的解釋，我們已經寫了一篇關於它的部落格報導。在這裡檢視：無論如何，什麼是乙太網供電（PoE）？
PoE 的好處
PoE 有很多好處，我們將在這裡簡要介紹其中的一些好處：
- 從長遠來看，由於連線裝置的能源效率提高，節省了成本。 PoE 系統中的運營成本節約來自兩件事：
- PoE 提供直流電源，無需由裝置在個人等級進行轉換。
- PoE 系統節省運營成本的第二個原因是，它使基於資料（如上所述）的連線建築系統易於自動化和最佳化。
- 安全且易於安裝，因為 PoE 分配低電壓直流電源，電纜是即插即用的。
- 與典型的電氣系統（電力和資料需要獨立電纜）相比，減少了所需的電纜數量。擁有一條電纜，可以分配電力和資料，將所需的電纜數量減少一半，並使你的建築的電纜管理更加精簡。
- 由於它是一種低壓配電方法，因此不需要管道或機械保護。
- 透過連線到 PoE 系統的裝置之間的資料和電力流動，可以收集有關這些裝置的資料，並實現自動化，以最佳化能源效率和/或員工舒適度
- 允許你單獨處理特定裝置，並手動或自動控制它們。例如，你可以遠端控制空間中的照明亮度或溫度，或根據可用的自然光（日光採集）實現自動化。
- PoE 現在可以以 1 Gbps（10/100/1000 Mbps）的速度傳輸資料，資料速度正在提高。
- 透過遠端桌面遠端控制連線的 PoE 裝置。
PoE 的缺點
PoE 的主要缺點是實施它的成本。這就是為什麼它更貴：
- 你必須對非 PoE 裝置進行改造才能相容。例如，通用 LED 燈與 PoE 原生不相容。改造這些裝置，或購買PoE就緒燈，會增加PoE的成本。
- PoE僅提供高達100W的電力，因此為了讓裝置（如燈光和暖通冷氣機）獲得所需的電力，需要捆綁的 PoE 電纜，從而增加佈線成本。
- PoE 系統需要昂貴的乙太網交換機和注射器。你可以在本報導中閱讀有關這些的更多資訊：PoE 交換機與 PoE 噴射器。
- 佈線可能很複雜；鋪設乙太網電纜很昂貴，PoE 系統中的電纜必須執行從交換機到裝置的確切距離。這意味著電纜必須被剝離、切斷，並用 RJ45 插頭終止，才能插入 PoE 相容裝置。
- 一般來說，使用 PoE 系統時，菊花鏈是困難的，因此需要更多的「全壘打」（因此需要更多的佈線）。這增加了實施 PoE 的成本和複雜性。
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| PoE 的主要缺點是它很貴 |
我們關於 PoE 的結論
如您所見，PoE 是一種節能解決方案，具有許多好處，但對於許多考慮 PoE系統的人來說，成本可能是一個限制。 其他兩個選項不需要 PoE 的昂貴實施成本，如乙太網電纜、交換機和 PoE 就緒裝置，因此討論它們的利弊也很重要。
選項2：智慧低壓直流配電
如前所述，選項 2 涉及改造低電壓（60 伏以下）配電系統，以實現智慧照明。PoE 和選項 2 都節約能源，因為它們具有自動化能力，也因為它們分配低電壓直流電源。
但直流電力如何本質上節約能源？
簡而言之，標準建築電氣系統提供交流電（AC）電源，但我們 80% 的裝置需要直流（DC）電源。每個需要直流電源的裝置都配備了一個整合轉換器，將他們獲得的交流電源轉換為他們需要的直流電源。然而，每次轉換時，能量都會以熱量的形式被浪費。直流配電系統透過將直流電源分配到需要它的裝置來轉換能量，從而消除所有不必要的轉換。因此，實施直流配電系統可以節省高達 20% 的商業建築的能源消耗（和成本）。
如果您想了解更多關於直流配電的資訊，我們只為您準備了影片：(如上)
如何實現智慧低壓直流配電系統以實現智慧照明
直流配電系統可以像你的心所希望的那樣簡單或複雜。簡單的解決方案是將高效交流電到直流電源轉換器連線到你的電網。透過這種方式，電源在源頭轉換為直流電源，並分配到你連線的所有建築系統。
下一個級別是為你的配電系統提供智慧功能。這可以透過將智慧控制節點新增到新的直流配電系統中來完成。這些節點將具有軟體整合，透過網狀網路以無線方式收集和傳輸資料。接下來，將感測器連線到系統，可以收集有關你連線的建築系統（如燈光）的資料。當然，你將需要一個使用者友好的平台來監控、追蹤和分析這些收集的資料。這個平台（有時稱為數位字孿生）也應該是互動式的，以便你可以控制、自動化和最佳化你正在收集資料的建築系統。透過這種方式，你可以遠端控制燈光的亮度。
此選項的好處：
- 安裝簡單安全，就像 PoE 一樣。 然而，它不需要 CAT 系列電纜、乙太網交換機，並且它與市場上大多數帶有遠端或可拆卸驅動器的 LED 燈相容，因此安裝成本更低
- 它將非原生智慧的廉價裝置轉化為智慧裝置。
- 某些直流配電系統可以在建築自動化系統（BAS）上與 BACnet 通訊
- 它的感測器和牆壁開關是無線的，所以它們是模組化的，不需要電工安裝，並且可以輕鬆重新寫程式或更新
- 此選項每根電纜可以分配超過 100W 的功率（但這樣做時需要機械保護）
- 這種替代方案允許簡單的菊花鏈，從而節省佈線成本。如果你想瞭解更多關於雛菊鏈的資訊，這裡有一篇報導，你可以閱讀：雛菊鏈的基礎知識
為什麼這個選項比 PoE 便宜？
- 非 PoE 直流配電系統不需要昂貴的 CAT 系列電纜、乙太網交換機或原生 PoE 燈具
- 這種替代方案可以為每根電纜提供更多的電力
- 無線感測器和壁式開關進一步降低了佈線成本
- 菊花鏈的能力也降低了佈線成本，因為不需要全壘打
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| 雛菊鏈條的例子 |
選項3：智慧高壓交流配電
這是在你的建築中實現智慧照明的最便宜的方法，因為它不需要任何額外的電纜。雖然它沒有節省那麼多能源，但如果你只是想開始使用智慧照明，並透過其自動化功能節省資金，這可能是你的選擇。
這種方法的一種方法是將所有燈泡替換為智慧燈泡。然而，如果你使用固定裝置而不是燈泡（這意味著你的照明在天花板上由開關控制），你可能最好用智慧開關和調光器替換開關本身。Tech Hive 指出，「Leviton、Lutron、TP-Link、Ecobee 和其他製造商生產的智慧電燈開關，這些開關在你的 WiFi 網路上執行，不需要中央集線器。」
在安裝智慧燈泡或開關之間，做出選擇的另一種方法，是考慮智慧燈泡可以單獨控制，而如果你決定使用開關，你可以控制該電路上的所有燈。智慧燈泡路線的缺點是，它可能會很昂貴，這取決於你計劃用智慧燈泡替換多少燈泡。然而，智慧開關的安裝要複雜得多，因為你必須將它們連線到主電源。這意味著關閉電源並處理開關後面的裸露電線（這是合格電工的工作）。
另一件需要考慮的事情是，如果你想透過應用 app 監控、控制和自動化所有連線的智慧裝置，或者你只計劃讓你的照明系統變得智慧化。如果你只是想安裝一個智慧照明系統，智慧開關可能會滿足你的需求。但是，如果你還想把家庭、辦公室或建築中的其他裝置轉換為智慧裝置，集線器將允許你將所有這些裝置整合到一個使用者介面下。只需確保你選擇的集線器與你的所有智慧裝置相容。
謹此提醒，此選項將為你提供自動化 LED 照明系統帶來的節能，但你的建築仍將浪費約 20% 的能源，從交流電到直流電源進行不必要的轉換。
總結
PoE 和智慧低壓直流配電系統，透過使用直流電源和自動化功能，來節約能源。而選項 3（智慧交流配電系統）是最廣泛的智慧照明解決方案，但只能透過其自動化功能節省能源。這意味著由於電力轉換，你仍然會浪費約 20% 的能源成本。除此之外，PoE 是選項 1 和 2 之間最昂貴的系統。正是出於這個原因，如果你正在尋找一個智慧照明系統，允許你監控、控制、自動化和最佳化你的能源使用，而無需更換任何現有的建築系統，選項 2 將是最簡單和最具成本效益的實施。
Cence 系統是一體式智慧直流配電系統的一個例子。該系統還與 BACnet 裝置通訊，如商業建築的照明和暖通冷氣機。這使得來自這些系統的資料能夠在 Cence 應用 app 上的數位雙胞胎上即時視覺化表示。
在 Cence 產品頁面上閱讀更多關於在你自己的建築中實施此系統的好處。你還可以預訂免費演示，看看它是如何工作的。
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