Niederspannungs-Gleichstrom-Netze in naher Zukunft?

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Re: Niederspannungs-Gleichstrom-Netze in naher Zukunft?

Beitragvon kalle bond » 03.10.2017, 23:35

helmut2017 hat geschrieben: Allgemein der ganze Thread ist von vielen obskuren Meinungen deinerseits vertreten.
Was beabsichtigst du damit eigentlich?


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Re: Niederspannungs-Gleichstrom-Netze in naher Zukunft?

Beitragvon workoft » 04.10.2017, 03:25

helmut2017 hat geschrieben:Ich finde du schreibst ganz schön Voodoo zusammen.
Möchte ja gern mal wissen was diese 3. Harmonische für eine Wirkung haben soll welche ja im Netz nur sehr gering auftritt.
Weiterhin irrst du das man bei einphasigen Umrichtern nur 400V Bauteile benötigt.

Allgemein der ganze Thread ist von vielen obskuren Meinungen deinerseits vertreten.
Was beabsichtigst du damit eigentlich?

Die dritte Harmonische wird auf allen drei Phasen in Phase aufmoduliert. Dadurch tritt sie in der Leiter-Leiter-Spannung nicht mehr auf. Allerdings schwingen damit die Potentiale der Zwischenkreisspannung mit dieser dritten harmonischen. Leuchtet das einigermaßen ein?
Ich habe dir dazu mal einen Link rausgesucht:
http://www.springer.com/cda/content/document/cda_downloaddocument/9783540236566-c1.pdf Seitenzahl 124

Sicher, einphasige Umrichter müssen auch die Eingangsspannungen der PV-Strings verwursten. Das kann man in einem einstufigen Konzept mit dem Umrichter direkt machen, in dem Fall müssen natürlich alle Bauteile die maximale PV-Spannung sperren können. Heutzutage wird aber meist auf zweistufige Konzepte gesetzt, das heißt DC-DC-Wandler für MPPT und dahinter eine halbwegs konstante Eingangsspannung für den DC-AC-Wandler. Für den DC-DC-Wandler braucht man natürlich weiterhin Bauteile, die die maximale Eingangsspannung (bzw. Ausgangsspannung, wenn die Eingangsspannung unterhalb der Ausgangsspannung liegt) sperren können, die Bauteile des DC-AC-Wandlers müssen aber nur die Zwischenkreisspannung sperren können. Und das sind i.d.R. zwischen 360V und 400V

Kritik ist ja schön und gut, aber ich hätte sie doch gern sachlich und fundiert. Mit Punkten auf die ich schon dreimal geantwortet habe, kommt niemand weiter. Und mit Bemerkungen die an Beleidigung grenzen, qualifiziert sich auch niemand. Ich würde euch vorschlagen ihr geht mal zu einer Universität eurer Wahl und sucht dort die Fachgebiete für Leistungselektronik und Elektrische Netzwerke auf und besprecht das Thema mit denen. Fragt, was die von DC-microgrids und -nanogrids im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien halten. Nicht jeder wird dies bejubeln, aber ihr werdet differenzierte Antworten über die Vor- und Nachteile bekommen, mit denen ihr euch dann eine besser Meinung bilden könnt als "is doch kacke". Oder geht mal zum Fraunhofer ISE in Berlin. Die betreiben ein DC-nanogrid.

Ich kann fast das ganze "Voodoo" mit wissenschaftlichen Quellen belegen. Ihr könnt gerne fragen, wenn ihr etwas nicht glaubt oder nicht versteht. Einige wissenschaftliche Quellen habe ich bereits zitiert, aber das schien niemanden zu interessieren.
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Re: Niederspannungs-Gleichstrom-Netze in naher Zukunft?

Beitragvon shu » 04.11.2017, 19:44

Finde ich grundsätzlich eine tolle Idee. Wir haben auch mal angefangen uns Gedanken zu einem nanogrid mit Gleichstrom zu machen, hier findet man ein paar Infos: https://github.com/OpenNanogrid/ON-draft

Erste Idee für die technische Umsetzung: https://github.com/OpenNanogrid/ON-socket
Ich kann gut Deutsch aber kenne noch nicht alle deutschen Fachbegriffe. Hier noch ein paar Infos:
Die Topologie im Haus wäre beliebig (Ring/Stern). Jeder node (Steckdose) überwacht Strom und Spannung, damit entfällt die zentrale Absicherung. Man kann das Netz beliebig erweitern, wenn etwas nicht passt, wird Lastabwurf gemacht bei den nodes, die als jüngstes eine Last an das Netz gelegt haben und die niedrigste Netzspannung sehen. Ihr watchdog der Spannungsüberwachung ist mit einem kleineren threshold eingestellt.
Steckdosen detektieren den Einsteckvorgang und schalten mit Halbleiter die Last an das Netz, erst wenn der Stecker vollständig eingesteckt ist. Das könnte kapazitiv, mit Mikroschalter, mit geschaltetem Kontakt,... erkannt werden. Kostet 1GPIO.
Beim Herausziehen von einem Stecker schaltet die Steckdose aus, noch bevor der Stecker halb gezogen ist.
RCD entfällt, da SELV.
Das ganze System wäre dezentral und würde passiv funktionieren. Wenn nodes bidirektional sind, also nicht nur Verbraucher, sondern auch Erzeuger möglich, dann gibt es fail-safe values, ie. -20A, +10A dürfen maximal fließen, damit kein Teil vom Graph überlastet wird, ie. damit der Spannungsabfall auf einer Leitung nie höher als 10% werden kann. Wenn eine Kommunikation zwischen nodes besteht (WiFi, Mesh?) gibt es einen Handshake, wer wie viel Strom einspeisen darf, gern auch höher als die default fail-safe values. Wenn die Kommunikation nicht funktioniert (watchdog-timeout nach 1s), wird der Strom auf fail-safe begrenzt oder nodes vom Netz getrennt.

Uns ist keine gute Lösung für einen DC Stecker mit 16A oder 32A eingefallen. Für 16A gibt es 3p XLR Neutrik, günstig aber auch groß und nicht so super performance (1..3 mOhm). Die Hardware von einem Node ist von den Materialkosten nicht mal 1/4 so teuer wie eine schaltbare KNX Steckdose mit UP-Aktor. Man braucht
1 x PCB, kleiner als 5x5cm2
1 x MCU (ESP82xx, ESP32),
1 x ADC (4chan),
1 x DC-DC mit niedrigem Iq, UV lockout
1 x n-channel mosfet, gate driver - Gibt es high side n-chan driver mit bootstrap und 100% duty cycle? Für bidirektionalen Betrieb zweiten FET antiparallel.

Wie die Verbraucher und ihr PSU aussehen ist mir erstmal nicht so wichtig. Ich finde sehr wichtig, das so ein nanogrid von Studenten, Schülern, Fablabs, Makerspaces, Hackspaces,.. verwendet werden darf und das halbwegs ;) sicher ist, damit zu basteln. Deswegen würde ich eine erste Version auf <120VDC auslegen. Ich finde die nächste attraktive Stufe wäre 230V x sqrt(2) = 320V.

Ciao,
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Re: Niederspannungs-Gleichstrom-Netze in naher Zukunft?

Beitragvon Birk » 15.11.2017, 01:58

Ich gebe es zu ich habe mich nur durch die Hälfte des faden gekämpft und habe nicht erkennen können was die Vor und Nachteile von Gleich vs Wechselstrom sind. Es wäre nett wenn ihr uns Unwissende mal aufklären könntet was die Vor und Nachteile sind?
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Re: Niederspannungs-Gleichstrom-Netze in naher Zukunft?

Beitragvon Henning_PV » 15.11.2017, 08:33

Eine vereinfachte Erklärung:
Historisch betrachtet war der große Vorteil von Wechselstrom, dass man mit klassischen Transformatoren einfach die Spannungsebene wechseln kann.
in den Geräten z.B. 5 Volt oder 12 Volt, im Ortsnetz 230Volt, Mittelspannung und dann Hochspannung für große Entfernungen.
Aufgrund des ohmschen Gesetzes hat man bei einer hohen Spannung weniger Verluste weil bei gleicher Leistung weniger Strom fließt. Auf der anderen Seite wäre 380Kilovolt im Hausnetz nicht so praktisch, weil die Isolatoren zu dick wären und die Benutzung zu gefährlich wäre. Darum hat sich Wechselstrom im Stromnetz vor ca 100 Jahren durchgesetzt.
Es gibt auf der anderen Seite viele Anwendungsfälle wo man Gleichstrom hat oder braucht. (PV, Batterie, Computer, Gleichstrommotor).

Seit 40 Jahren werden nun Leistungshalbleiter immer besser. Man kann relativ leicht Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln kann und zurück. Und Gleichspannungsebenen lassen sich auch einfach und billig transformieren (DC DC Wandler).

Ein wesentlicher Nachteil von Wechselspannungsübertragung auf langen Strecken ist die Blindleistung und auch das Problem z.B in ganz Europa die gleiche Frequenz und Phase zu halten. Darum hat HGÜ gegenüber AC technisch sehr große Vorteile aber war lange noch sehr teuer. Da Halbleiter immer billiger werden, wird Gleichspannungsübertragung immer kostengünstiger und wird sich definitv bei der Stromübertragung durchsetzen wenn auch über einen sehr langen Zeitraum (Grund: die Technik ist so supergut, daß auch ein 80 Jahre alter Trafo und eine Leitung oft noch problemlos, wartungsfrei und fehlerfrei funktioniert, warum also sollte man sie wegwerden oder durch DC ersetzen)

In einem Haushalt halte ich persönlich eine Umstellung auf DC für vollkommen sinnlos weil es imho keinen technischen oder wirtschaftlichen Vorteil hat. Quasi jedes moderne Gerät hat sowieso ein Schaltnetzteil und funktioniert auf einer anderen Spannungsebene. Jeder Computer, jedes Handy hat immer sogar verschiedene Spannungen mit denen es intern funktioniert. Jede LED, jede Waschmaschine usw ist anders und daher kann man sich die Schaltnetzteile sowieso nicht einsparen. Und ob ein Schaltnetzteil von 230Volt AC oder DC als Input startet ist sowas von egal bei Kosten und Wirkungsgrad. Das sehen aber anscheinend einige anders...
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Re: Niederspannungs-Gleichstrom-Netze in naher Zukunft?

Beitragvon leitstellenhexe » 10.01.2018, 13:39

stromdachs hat geschrieben:
joule hat geschrieben:Ein (laienhaftes) Gleichstromhaus gibt es jedoch bereits:

Mit 12v???? Ich hab schon Querschnittsprbleme mit meiner 24V-EFH-Versorgung. Nur gut, das wir noch so einen "altmodischen" Gasherd haben. Meine Frau findet es überhaupt nicht "lästig", das, wenn man den Brenner auf Sparflamme stellt, das "Überkochen" sofort verhindert wird. Warum kocht man eigentlich mit teurem Strom? Idiodisch.....mir ist es egal....die besten Energie"wunder" sind "massive" Kochplatten....komme leider vom Thema ab, Entschuldigung!
Gruß Claus

Hallo.....
ich mag auch Gasherde, da macht das Kochen noch Spass....
Jede Technik hat seine Vor und Nachteile da gibt es kein Schwarz oder Weiss, es gibt kein immer, garnicht sondern nur ein Nahezu.....
Ich musste die Hausinstallation in der gekauften Hütte auswechseln, obwohl der Verkäufer sagte, sie sei neu und ein Vorzeigezimmer zeigte.... nunja neu waren die Leitungen als die Hütte 1930 gebaut wurde, doch heute hält man nichts mehr von baumwollisolierten Leitungen.....
Da ich aber auch in Richtung Solaranlage sehe, hab ich bei der Neuinstallation auf absolute Trennung des Lichtstromkreises und dem Geräte/Steckdosenstromkreis geachtet. Zu jedem Zimmer liegt zusätzlich von einer kleinen Verteilung (mit Sicherungen, Ladegerät/Netzgerät und vorgesehenen Accu ) eine 24V Zuleitung 4mm2 oder 2,5mm2 zu einer weiteren Abzweigdose und das mit nur geringen Mehrkosten. Ich kann also mit einer Brücke wählen, ob ich 24V oder 220V will, bei vielen Ledstreifen ist die Wahl schnell entschieden und alles auf 24V geschaltet. Jetzt kommt allerdings die Frage zur Höhe der Spannung. Also besser eine Versorgungsspannung wählen, die auf die Verbraucher angepasst ist. Und das meiste ist für 12V und etwas weniger für 24 V erhältlich. Bis ca 30 V ist ein (Schalt-) Lichtbogen ziemlich unwahrscheinlich. Eine höhere Spannung wäre ja schön, aber da gibt es kaum preiswerte Verbraucher und die Gefahren steigen. Natürlich bekommt man in Chinaland stepup/stepdown-Wandler /lader für wenige €, aber die brauchen auch einen Einbauplatz und haben Verluste.
Bei der im Beleuchtungsbereich erforderlichen Leistungen ist meist 24V ausreichend und 2 gleiche Lampen zu 12V funktionieren meist auch unter 24V. Mit ein paar Solarmodulen auf der Garage wird das zur "Prepper-Anlage" für Licht, zumindest im Sommer. Im Winter muß ein Ladegerät nachhelfen.
Für größere Leistungen muß man sich andere Gedanken machen, aber ich muß mich erst einmal um andere Dinge kümmern, das erfolgt im nächsten Beitrag.
Gruß M
Anfänger.... zusätzliches 24V Netz für Beleuchtung in den Wohnräumen, der Rest kommt später...
Garagendach mit 2 Module 260Watt und 1 EVT248 angeschlossen.
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Re: Niederspannungs-Gleichstrom-Netze in naher Zukunft?

Beitragvon photoenchen4me » 10.01.2018, 20:57

shu hat geschrieben:Ich finde sehr wichtig, das so ein nanogrid von Studenten, Schülern, Fablabs, Makerspaces, Hackspaces,.. verwendet werden darf und das halbwegs ;) sicher ist, damit zu basteln.


shu hat geschrieben:Für 16A gibt es 3p XLR Neutrik, günstig aber auch groß und nicht so super performance (1..3 mOhm).

Na super!
Hoffe deine Studenten hast alle Vollkaskoversichert, damit die Hinterbliebenen wenigstens noch was davon haben
:kopfschüttel:
LiFePO ist anders.
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Re: Niederspannungs-Gleichstrom-Netze in naher Zukunft?

Beitragvon shu » 11.01.2018, 01:37

photoenchen4me hat geschrieben:
shu hat geschrieben:Für 16A gibt es 3p XLR Neutrik, günstig aber auch groß und nicht so super performance (1..3 mOhm).

Na super!
Hoffe deine Studenten hast alle Vollkaskoversichert, damit die Hinterbliebenen wenigstens noch was davon haben
:kopfschüttel:


Hey, warum das? XLR wird schon lang kommerziell verwendet bis 50V, 16A. Beispiel: https://www.pstechnik.de/en/product-lin ... in/a-1076/
shu
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Re: Niederspannungs-Gleichstrom-Netze in naher Zukunft?

Beitragvon Xav » 11.01.2018, 02:31

photoenchen4me hat geschrieben:
shu hat geschrieben:Für 16A gibt es 3p XLR Neutrik, günstig aber auch groß und nicht so super performance (1..3 mOhm).

Na super!
Hoffe deine Studenten hast alle Vollkaskoversichert, damit die Hinterbliebenen wenigstens noch was davon haben
:kopfschüttel:


@P...4me:
red koan Doisl... de Dinga hoitn vui aus...

Gruß Xav
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Re: Niederspannungs-Gleichstrom-Netze in naher Zukunft?

Beitragvon pappnase » 05.02.2018, 16:27

Hallo Zusammen,
schon lustig wie vollautomatisch auch bei diesem Thema die Forums-Bedenkenträger anspringen und - wie bei jeder "neuen" Technik/Idee - sofort den Untergang des Abendlandes ("Hilfe, hilfe, wir werden alle verbrennen!") prophezeien. In rund 45 Millionen PKWs hierzulande sind Gleichspannungsnetze (z.T. mit Spitzenströmen > 300A) verbaut. Man hört eigentlich nicht viel davon, dass die dauern abbrennen.
Ich finde die Idee eines parallelen DC-Hausnetzes sehr interessant. Wenn es nach mir ginge, würde ich das auf Kleinspannung (z.B. 48 oder 60 Volt) und für Ströme < 16A begrenzen. Ich sehe da viele Vorteile - alleine schon wenn das nervige Netzbrummen der Gitarrenamps und Effektgeräte im Übungskeller verschwinden würde. Die 2x300-Watt Stereoendstufe im Wohnzimmer könnte dann selbst meine Frau schleppen. 8)
Überlegt habe ich mir das das erste mal, als ich Anfang der 90er Jahre die Insel-PV-Anlage meiner Schwester begutachtet habe. Mir war das damals schon ein Dorn im Auge, dass man aus DC wieder AC macht um dann die (damals sparsameren) Halogen-Birnchen wieder mit Kleinspannung zu betreiben. Warum nicht beides parallel? Dass Verbraucher mit hoher Leistung wie Herdplatten, Backöfen, Haarföns, Waschmaschinen, Staubsauger etc. noch sehr sehr lange mit 230 V AC laufen werden, halte ich hingegen für Fakt - da besteht m.b.M.n. auch keinerlei Handlungsbedarf.
Wie bei allen steht und fällt das mit der entsprechenden, normierten Komponenten wie Steckern, Schalter, Sicherungen etc.. Aber: Wir Europäer sind doch sonst nicht verlegen, wenn es um die Normung von Gurkenkrümmung, Apfelgrößen und der Leitfähigkeit von Bienenhonig geht. Also kann es daran wohl kaum scheitern.
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IBC Solar 300W, Fronius Symo 8.2-3
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