在家庭、辦公室、工廠及店鋪等處，對電子設(shè)備供電的供電系統(tǒng)自大約100年以前就是交流（AC）供電系統(tǒng)的一統(tǒng)天下。不過，這種情況正不斷發(fā)生變化。這是因為，直流（DC）供電系統(tǒng)的開發(fā)工作正以迅猛的腳步取得進展。目前已經(jīng)有部分數(shù)據(jù)中心開始導入直流供電系統(tǒng)。

采用直流供電減少20％耗電量

　　為什么近年來直流供電的開發(fā)開始加速？其背景是人們對地球變溫等環(huán)境問題的意識提高，另外，服務(wù)器、存儲器及路由器之類IT設(shè)備的耗電量迅速增加。如果從現(xiàn)行的交流供電改為直流供電，則通過改變供電系統(tǒng)的構(gòu)成可降低約20％的耗電量。

　　例如在數(shù)據(jù)中心，電源瞬斷對策必需采用不間斷電源裝置（UPS）。因此，以往從商用電源到IT設(shè)備內(nèi)需要3次AC-DC轉(zhuǎn)換，每次轉(zhuǎn)換都會產(chǎn)生10％左右的損失（圖1）。

 
圖1：減少轉(zhuǎn)換損失，提高效率目前，在數(shù)據(jù)中心利用UPS向服務(wù)器供電的例子相當多（a）。這種情況下，來自系統(tǒng)的電力要進行3次AC-DC轉(zhuǎn)換，因此轉(zhuǎn)換損失較大。而如果直流供電成為現(xiàn)實，由于AC-DC轉(zhuǎn)換進行1次即可，因此損耗將大幅減小（b）。

如果將其改為直流供電系統(tǒng)，則一旦將商用電流轉(zhuǎn)換為直流電之后，便可直接供給IT設(shè)備。也就是說，AC-DC轉(zhuǎn)換的次數(shù)變成1次，損失將大幅減少。當然，DC-DC轉(zhuǎn)換仍需進行數(shù)次，但這在交流供電系統(tǒng)中也是一樣的。因此，由于AC-DC轉(zhuǎn)換的減少，便可相應(yīng)地降低耗電量。

　　直流供電開發(fā)加速的理由另外還有一個。這就是太陽能發(fā)電正迅速普及。如果太陽能發(fā)電的導入取得更大進展，那么，希望將所發(fā)的直流電直接用于家庭及企業(yè)的需求也將提高。

　　如果導入直流供電系統(tǒng)，則可消除隨AC-DC轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的浪費。今后，太陽能發(fā)電所產(chǎn)生的直流電，將直接供給到家庭及企業(yè)使用的電子設(shè)備中。太陽能發(fā)電所產(chǎn)生的電力將得到有效利用。

實用化還存在難題

　　雖然直流供電的開發(fā)取得迅猛進展，但在導入方面還存在不少難題。最大的難題，在于電壓的設(shè)定以及確保安全性。

　　如果電壓低，則供電時的電阻損耗增大。如果為了減少電阻損耗而加粗電纜，則布線時的作業(yè)效率會降低。所以需要提高電壓。然而提高了電壓之后，又不得不面對電弧放電及觸電之類的安全性問題。

　　目前，額定電壓、最小/最大電壓、連接器形狀及安全性能指標等方面，日本自不必說，全球性標準規(guī)格也尚未確定。首先，各市場領(lǐng)域要求制定出最佳的電壓值及安全性能指標等標準規(guī)格。例如在數(shù)據(jù)中心，目前48V直流供電系統(tǒng)的導入已經(jīng)開始，但運營商表示出了未來將電壓值提高到300～400V的意愿。

　　在此背景下，日本NTT集團有可能在數(shù)據(jù)中心用直流供電系統(tǒng)的性能指標制定方面，對國內(nèi)外發(fā)揮較大影響力。這是因為，該公司已宣布，將致力于電壓提高到約400V的直流供電系統(tǒng)的開發(fā)及標準化，力爭在2010年度之前開始導入。實際上，日本NTT設(shè)施（NTT Facilities）已開發(fā)出支持400V直流的插排及電源插頭（圖2）。另外，日本NTT Data Intellilink開發(fā)出了支持380V的直流供電系統(tǒng)，并開始進行實證實驗。

 
圖2：支持400V直流的電源插座由日本NTT設(shè)施與富士通元件（Fujitsu Component）聯(lián)手開發(fā)。插排的10個插口分別配備斷路器。外形尺寸為約83mm×80mm×1752mm。電源插頭帶有4個插腳，借此實現(xiàn)了安全開關(guān)。

家用直流供電系統(tǒng)方面，電壓值的設(shè)定也是一個大難題。目前，如果在60V電壓以下，國際上沒有安全方面的規(guī)定。因此，首先采用12～48V電壓較為穩(wěn)妥。然而，在這樣低的電壓值下，向占家庭內(nèi)耗電量約4成的空調(diào)及冰箱供電是不現(xiàn)實的。這是因為各設(shè)備的耗電量都相當大。例如，如果想以48V電壓向額定2kW的空調(diào)供電，那么電流將超過40A。這樣一來，布線電纜會變得過于粗大。

　　因此，今后將面向占家庭內(nèi)耗電量的16％、且設(shè)備自身耗電量較低的照明器具，首先以12～48V電壓進行直流供電。事實上，松下電工正在開發(fā)可以直流及交流兩種方式供電的配電盤（圖3）。直流電還可用于LED照明等領(lǐng)域。（記者：山下 勝己）

 
圖3：既支持交流、又支持直流的配電盤松下電工正在進行開發(fā)。計劃2010年投產(chǎn)。該公司稱之為“混合布線器具系統(tǒng)”。