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1、日本LED照明以及智能插座在家庭能源中的应用第一日本LED照明与智能插座在家庭能源中的应用一第一部分一、关于日本家庭LED照明一段英文资料介绍一UsingLEDLightsCanReduceYourElectricCosts使用LED灯能够减少你的电费开销夕夕卜之 (2N2WhMN卜仆7”沙力”卜加卜卜5/一心力仆H本某种独立住宅照明区域示意图日本第四届照明技术展览会会场一瞥UTDOOR道路街“机侬通安心酒八一1.ED灯具在家庭中的应用示意图LED灯具在家庭中的应用实例LED灯具在家庭中的应用实例LED灯具在家庭中的应用实例1.ED灯具在家庭中的应用实例LED灯具在家庭中的应用实例LED灯具在
2、家庭中的应用实例LED灯具在家庭中的应用实例LED灯具在家庭中的应用实例LED灯具在家庭中的应用实例LED灯具在家庭中的应用实例LED装饰灯具在北美某个家庭节日中的应用实例荷兰飞利浦(PhiIiPS)公司生产的部分LED灯具实例日本松下(PainaSoiC)公司生产的一种LED灯泡的外观4Daikuroharogen夕彳夕八yLED2便甯球。提供：束芝彳亍)夕日本东芝(TOSHIBA)公司生产的一种LED灯泡的外观日本某种可调节亮度的LED灯泡与开关配件示例AtypicalLEDbulbiscomprisedofseveralindividualLEDs.一个典型的LED灯泡是由几个单独的LE
3、D灯构成的。HowDoLEDsBulbsWork?1.ED灯泡是如何工作的？Adiodeisasimplesemi-conductormaterialthatisaluminum-gallium-arsenideforLEDs.1.ED二极管是一种铝-绿-碑的简单的半导体材料.Asemi-conductorisamaterialthathasachangingabilitytoconductelectriccurrent.半导体材料具有不断变化的传导电流的能力。Asvoltageisappliedacrossadiode,electronsonthediodematerialsbegintom
4、oveandphotonsarereleased.在二极管的两端施加电压时，电子在半导体材料上开始移动，光子被释放。7E17型LED甯球0)横造身光夕彳才一F(D仕税办P里占N里半醇体力A木亍;O、重子GMZ十j广出T，3；n力T光力，髡生寸马。EpoxylensAnodeleadCathodeleademittedlight遮缝板E11口金IC回路基板独自（D光加散放热技量册体Photonsaresmallpacketsofenergythatformlight.光子是小包，形成光能量。Byproperlydesigningthediodematerials,acertainfrequenc
5、yofphotonsarereleasedthatresultinlightthatisvisibletoahumaneye.通过正确设计的半导体材料，某一频率的光子被释放，导致对人眼可见的光。1.EDsareengineeredtoreleasealargenumberofphotonstogeneratetherequiredquantityoflight.发光二极管的设计，使其释放出大量的光子数来生成所需的光量。ThehighercostofanLEDbulbcomparedtoanincandescentbulbisprimarilyinvolvedwiththecostofthese
6、mi-conductormaterialthatcomprisesthediode.与白炽灯泡相比，LED灯泡的成本较高，要紧涉及的成本，包含二极管的半导体材料。Basiccomponentsofalightemittingdiode(LED).发光二极管（LED）的基本构成部分。说明:InsideaLightEmittingDiode内部发光二极管EmittedLightBeams发出的光束Diode二极管TransparentPlasticCase透明的塑料外壳TerminalPins末端的针脚1.EDbulbsarecomprisedofseveralofthesingleLEDshow
7、nabove.1.ED灯泡是由上面所示的几个单独的LED构成。1.EDBulbsConsumeLessElectric1.ED灯泡消耗很更少的电1.EDsusefarlesselectricitythantypicalincandescentbulbs.1.ED灯泡比传统的白炽灯泡使用更少的电oAnLEDbulbthatisequivalenttoa25to35wattincandescentbulbusesabout0.7watts!0.7瓦的LED灯泡大约等效25瓦35瓦的白炽灯灯泡！Similarly,anLEDlampthatisapproximatelyequivalenttoa75
8、to100wattincandescentbulbusesapproximately2watts.同样地，一个大约2瓦的LED灯泡相当于75瓦100瓦的白炽灯灯泡。Incandescentbulbsuseafilamentthatmustbeheatedtoproducelight.白炽灯的灯丝，务必使用加热来产生光。Theygeneratealotofheatusingelectricitythatisnotusedtoproducelight.它们产生大量不是用来发光的用电。1.EDbulbsdon,thavefilamentsthatrequireheat,sotheydon,tusea
9、smuchelectricity.1.ED灯没有灯丝需要热量，因此他们不使用大量的电力。1.EDBulbsHaveaLongLife1.ED灯泡具有较长的使用寿命Incandescentfilamentsburnoutinrelativelyshortdurationandlimitbulblife.白炽灯灯丝烧坏持续时间相对较短，限制了灯泡的使用寿命。Whileacommonincandescentbulbhasalifefrom750to2000hours,aLEDbulbhasanaveragelifeof100,000hours(over11yearsofcontinuoususe!)
10、.个普通白炽灯泡的寿命从750小时到2000小时，LED灯泡的平均寿命10万小时(连续使用超过11年！)。Alongerlifemeanswillspendlesstimeclimbingladderschanginglightbulbsthathaveburnedout.更长的使用寿命意味着将花费更少的时间，爬梯子更换烧坏的灯泡。OtherAdvantagesofLEDBulbs1.ED灯泡的其他优点八口/：/雷球K：比是寿命的40.000畤 甯家代80%力7卜的40.000畤0）是寿命l?t。优来（D八口/）霜球上9 8。%力7卜! 当然重家代;80%力7卜！白熟甯球,八口/）甯球仁比 髡
11、热力非常仁小；T夏CZ）店 家（Z）冷房代在 Sfirro璋境KZflILUI1.ED甯球（工水在含兴T、有害我物在排出LCL总公馍境1工口玄照明Tt。紫外*1、赤外1力少玄（J1.EDlH赤外紫外力t?i7r2x(DlW成崇城大学SCALEjeermi/T3xxe；亮才照市（r5中央公啪）dSPACE；当密*以RCPHllS；MOBMOMBBAYSUN泞、丫：eIe.glue多二/HEMS2F-tl*zgj明用滨W： -，翼华表：中原正像借城大学MW-S2二力研究所ffift）有舄仁忠（dSPc BKiMmJO 八源我光做h-J岫 代我般W社给应推遣MmRrmgy r, a 0 v201Q/
12、10/8MISfiS: dSPACE Ja融Fukuoka Smett House Consortium)*f-j-九州大拿大竽彬了夕ZAHWM竽眈RE?由IJlfl货SK WKiWiiWflftMII(JAXA) W5My-9TZ.xEST) 口期法A :Z先城斗学技并题定fs)战正住所Instruments三*MtM冷J7了ZaG横成联盟的构成SmartEnergyManagementSystem智能能源管理系统SmartHouseSystem智能家居系统FukuokaSmartHouseConsortium福冈智能家居联盟HST太隔光髡甯7（HST）太H光髡甯本田索尔（株式会社）太阳能发
13、电DCAC直流电交流电HEMSHomeEnergyManagementSystem家庭能源管理系统ServiceProvideDataCenter数据服务提供中心店辅(D醇入彳X-SSmartEcowatt7U-7*智能Ecowatt之旅店8az9 内藏b b内置智能传感器的电源插座表示d（曾易测定？7卜C工了使用畤）图像显示（简易测定软件使用时）桌Iy办玄Z省工未仁取D*g）d:/夕一7工一:XV-b1zb智能插座京都大学吉田久学衔情阴夕一所IXV-br-y/中锻器）接侬象本部事树t33112hy7PC,7K,，一卜PC、夕一、冷戴摩宣子Iz：ZiA5LIZtf3715,s;学雨情辍7了七夕
14、一（南篦）2711f7byypc.r力）一附属冈害篦3隋A30127,5r-3B249DVD77,tx-77.CDru-V-.PDP-t.r 6tfcuECHONETLitePPLUG卜（tUSBo禊合雷:源夕2AC人力IUSejKf：1：/七：/卜甯源+USB充重ybUSBC复合甯源夕776插座与USB（接口）的复合电源插座AC入力交流电AC输入b雷:源+USB充甯电源插座+USB充电智能插座让使用者能通过手机遥控家电时间：2012年08月17日关键词：电源插座智能手机电器因特网InternetFraUnhOfer研究所位于德国慕尼黑(MUniCh)的FraUnhOfer研究所通讯系统技术部
15、门(CommUniCatiOnSystems,ESK),开发出一款可连结因特网(Internet)的电源插座，让使用者能通过智能手机来操纵家中的电器用品，并藉此达到节能省电目的。这种智能型插座是ESK与同属FraUnhofer研究所旗下的工业应用部门(IndUStriaIMathematics,ITWM),与产业界合作伙伴embeddedbrains公司共同开发；这种解决方案不需要使用者通过特制的定时器，在出门时开关电灯或者是设定家电，藉由支持IPv6因特网通讯协议、可无线上网的电源插座，使用者能以智能手机或者是PC来进行家电的操作。“我们能通过IPv6通讯协议与该种插座无线连结，”ESK研究
16、工程师GunterHildebrandt表示：“所有使用这种插座的家电都能通过支持IPv6的装置，如智能手机或者是笔记型计算机，在任何地方进行遥控。”该款无线插座是ITWM在mySmartGrid研究项目下所开发的HeXaBUS家庭自动化系统之部分。ITWM工程师MathiaSDalheimCr表示，HeXaBUS将会在未来实现智能家庭的愿景，让使用者能智能地操纵家电，并因此达到能源节约的目标。举例来说，使用者能在用电离峰(即大陆所谓的“低谷”)时刻，启动洗衣机，或者是在家中的太阳能发电装置储备到足够电力时才启动洗碗机。除了无线插座之外，HeXaBUS系统还设计了一款USB接口的操纵棒，能用于
17、任何一款市面上的路由器，让使用者可通过标准网络浏览器或者是智能手机的应用程序来远程操作家电。路由器与USB操纵棒的结合，会将使用者的指令传递至智能型电源插座，其双向通讯功能也能让无线插座传递数据给智能手机，告诉使用者各类家电目前的电力消耗状况，以提供使用者作为节约用电的参考。ESK工程师Hildebrandt指出，该种插座结合了平行操纵与量测，是其它类似的装置不曾有过的创新功能。而由于HeXaBUS系统支持IPv6数据传输协议，因此可指定每个电源插座一个专属IP位置，好直接连结插座上的家电。那么研究人员是如何将无线插座与USB操纵棒的上网功能整合在一起的呢？Hildebrandt与他的团队开发
18、了一种专属的协议软件，并为COlHiki操作系统扩充功能，使其可支持6LolVpan(IPv6overLowpowerWirelessPersonalAreaNetAYOrk)通讯协议。Contiki是种嵌入式装置使用的开放源码操作系统，比如无线电源插座与USB操纵棒内的微处理器；使用者能以种联机网络浏览器协议，为每个电源插座指定专属名称，比如“washingmachine,basement”。使用者不必担心数据安全性的问题，所有的信息都以加密方式传输；研究人员对COntiki操作系统进行调整，使其能支持AEST28加密标准。使用者的指令是通过868MHZ频段传输，HildCbrandt表示，
19、这让使用者能遥控分布在广泛网络上的家电，那些设备与电源插座与路由器之间的距离，最长可达30公尺。HexaBus电源插座已经准备好商业化，合作的生产商就是embeddedbrains公司；该公司也负责电源插座与USB操纵棒的硬件开发。而研究人员也有一些新办法，打算强化其系统的多重跳跃(multihop)网络功能。通过将一连串的电源插座连结在一起，路由器能让电源插座接棒传递信息，因此扩展该通讯系统的范围，使其适用办公大楼、工厂等商业场所。编译：JudithCheng(参考原文：Fraunhoferdevelopssmartwirelesspoweroutlets,byPaulBuckley)Eas
20、ilycontrolyourlightsandotherapplianceswithElphi使用Elphi轻松操纵灯光与其它电器资料来源：Digitalhomecontrolmaybethewayofthefuture,butmuchofthecurrenttechnologyisstilloutofreachfortheaverageconsumer.数字家庭的操纵可能是未来进展的方向，但目前的技术大部分是关于普通消费者来说仍然遥不可及。ltsexpensive,complicated,andnotveryuser-friendly.它是昂贵的，复杂的，并不是很友好。Butthereare
21、companieslookingtochangethat.但也有公司希望改变这种状况。TaketheElphi,forexample.就拿EIPhi为例，比如说。Thisnew“smartplug“islookingtochangethewaywelookathomeautomation.这种新的“智能插头”正在改变我们看待家庭自动化的方式。SimplyplugtheElphiintoanACoutlet,pluginanyC-powereddevicetotheElphi,andopentheaccompanyingiPhoneapp只需将Elphi插入交流电源插座，在Elphi上面插上任何
22、交流供电设备，并打开附带的iPhone应用程序（Elphiw是一个非常聪明的智能型插座，只要将家中电器插头与“Elphi”连接后，便可利用iPhone来操控电器电源的开启或者关闭，当然，假如你有特定需求，也能够预先设定“Elphi”在每天的某个时段开启或者关闭电源。）aElphimightlooklikeotherproducts,butit,Snot.EIPhi可能看起来像其他产品，但事实并非如此。Itsaccompanyingsoftwareisextremelypowerful.其附带的软件是非常强大的。Useittosettimersforyoursmartplugs,orsharec
23、ontrolofyourdeviceswithfriendsandfamily.用它来为你的聪明插头设置计时器，或者与朋友与家人分享你的设备的操纵。Itcanevensendalertstoyoursmartphonebasedonyourlocation-i.e.4Yourcurlingironison,asyouleaveyourhouse.它甚至能够将警报发送到您的智能手机基于您所在的位置一一即在你的整发器上当你离开你的房子。Butthere,Sjustoneproblem:Elphiisn,tavailableyet.但有一个问题：Elphi尚不可用。It,scurrentlytryi
24、ngtoraisemoneyviaaKickstarterprojecttostartmassproduction,andwithjust12daystogo,it,sonlyat$31,OOOofits$90,000goal.它目前正试图通过KiCkStarter项目筹集资金，开始大规模生产，同时只有12天了，离$90,000的目标还差$31,OOOoSoifyou,reinterestedintheproject,youmaywanttoheadovertoitsKickstarterpageandcontribute.因此，假如你对该项Fl感兴趣，你可能会想要去其Kickstarter页
25、面并作出奉献。Apledgeof$69ormorewillscoreyouyourveryownElphismartplug,assoonastheybecomeavailablelaterthisyear.69美元或者更多的承诺将得到你自己EIPhi智能插的分数，尽快变得今年晚些时候面市。（rtElphiw目前尚未开卖,正在Kickstarter上集资，假如你对rtElphiw有兴趣,能够考虑赞助他们$69美元的资金（或者更多），等募集到一定数量后，便可获得一组。）WhatdoyouthinkofElphi?Goodidea/badidea?你觉得Elphi怎么样？是好主意还是坏主意？关于E
26、lphi智能插座”的一段视频资料一智能插座：以“家电指纹”实时监控用电状况实现节电时间：2013/03/28资料来源：关键词：智慧城市/智能电网资源/能源/新材料【日经BP社报道】利用信息技术掌握并操纵家电的用电状况，不仅可削减家庭电费，同时还可提高电力企业的发电设备利用率。在位于日本京都市内的高级公寓中，“需求响应型电力操纵系统”实证试验正在实施。进行此项试验的，是以京都大学研究生院信息学研究科教授松山隆司为中心的“能源信息化工作小组”。利用“电流波形”识别家电松山教授的研发小组独立开发出了名为“智能插座”的装置。该插座配备有功率传感器、通信功能及电力操纵功能，用于掌握家电及照明等的电力使用
27、状况。在进行实证的住宅内，空调、电视、冰箱及照明等家庭用电设备各安装有一个智能插座。家庭“按需型电力控制”概念图随时掌握电力消费状况，操纵家电。打开家电的开关后，智能插座会确认通电状态，并识别每个家电不一致的“电流波形”。同时利用无线通信方式，向名为“家庭服务器”的小型个人电脑发送有关信息。家庭服务器根据被称之“家电指纹”的电流波形，掌握每个家电的使用情况，与使用多少电力等信息。可利用电视及智能手机等实时显示该信息。智能插座还能够根据使用电力的场所，推测人的动线。比如，假如浴室照明长时间开着，家庭服务器便会发出警告。假如家中只有一位老年人独居，还可根据利用电热水壶的状况，将其健康状况变动有关信
28、息通知给居住在远处的家人。只要有了这些功能，就与住宅企业已开始销售的“智能住宅”中配备的电力消费“可视化”系统相同了。需求响应型电力操纵系统之因此比智能住宅更进一步，是由于在用电量马上超过事先确定的电力需求目标值时，自动切换家电运转模式，或者者关闭开关，抑制电力需求。“已经超过目标值。”京都大学研究生院的加藤丈与在实证住宅中让空调及照明等设备进行满负荷运转，结果家庭服务器发出了警报。在实时显示电力使用状况的电视画面上，出现了红色文字的警报，表示电力需求超过了1天的最大需求目标值。家庭电力需求容易集中在每天早晨出门前、傍晚回家时分与做饭时。假如是夏季，白天的电力需求也有可能升高。在这种情况下，假
29、如优先顺序靠后的电气产品处于运转状态，就可错开其使用时间，实现电力需求平均化。通常情况下，包含当月在内，过去1年内各月“最大需求电力”的最高值就是合同电力。假如能够通过电力需求平均化，降低最大需求，电价便会降低，这也是需求响应型电力操纵的优点之一。提高电力企业的设备利用率通过让独身者在实证住宅中生活，工作组还在对生活质量（QoL）的变化及居住者的满意度进行着定量评估。松山教授称：“可在保持生活品质及舒适性的同时，使家庭最大电力需求及耗电量下降3到4成。”除了家庭，假如在办公室及工厂也使用需求响应型电力操纵系统，那么像在东日本大地震发生后，因供电能力短缺而进行夏季节电的情况下，也能发挥有效作用。
30、除此之外，在削减发电成本及二氧化碳方面也会产生很大的效果。电力公司为了能够应对夏季白天等一年中的最大需求，设置有充足的发电设备，但松山教授说：“假如实现需求平均化，抑制一年中的最大需求，便可削减多余设备。”年平均电力需求与年最大电力需求的比值被称之“年负荷率”，数值越高，表示电力需求平均化程度越高。根据1998年的信息进行推算的结果显示，假如将日本全国的年负荷率提高1%,便可减少290万千瓦的发电设备。年发电成本可削减1400亿日元，电力公司二氧化碳年排放量可削减约20万到30万吨。目前共有78家IT及通信设备企业、建筑商、住宅及重型电力设备企业参加了能源信息化工作组。松山教授计划推进需求响应
31、型电力操纵系统的有用化，将来广泛进行普及。他说：“希望与蓄电池及可再生能源等进行配套,通过能源交易市场实现最佳电力供求与电力需求平均化。”瞬间耗电量变化时时时时时时时时时时时时通过需求响应电力操纵，抑制最大需求。发出警报后不久，空调送风减弱，运转音减小，警告也停止显示。这是由于，家庭服务器发现用电量接近目标值之后，根据居民事先确定的家电优先利用顺序，调节了空调等的运转。比如，“早晨优先使用刮胡刀与吹风机”、“白天可抑制空调及照明的使用”等，可根据具体生活方式，通过家庭服务器设定各个家电的优先使用顺序。假如用电需求增大，接近目标值，便会从优先顺序较低的家电开始,改变运转模式，或者者直接关闭。智能插座及自动控制装置利用自主开发的装置操纵家电能源信息化工作组自主开发的智能插座(左)及自动操纵装置。只是，仅凭智能插座并不能操纵所有的市售家电。2011r,日木经济产业省对用于家庭能源管理系统(HEMS)的通信标准“ECHONETLite”进行了认证，智能插座可对符合该标准的产品进行操纵，但这种产品刚刚开始上市销售。因此能源信息化工作组为了使电热水壶及加湿器也可通过智能插座进行自动操纵，开发出了独有的操纵装置。
