Neophytenfrage zu Wechselstrom gegen Gleichstrom (insbesondere für die Stromversorgung eines Hauses)

Hier in den Vereinigten Staaten ist das Stromnetz Wechselstrom. Ich habe gehört, dass Wechselstrom die Übertragung von Energie über größere Entfernungen mit weniger Verlust ermöglicht. Mit dem Aufkommen von Sonnenkollektoren scheint es jedoch möglich zu sein, Gleichstrom direkt zu erzeugen und das Haus auf diese Weise mit Strom zu versorgen. Es gibt keine großen Entfernungen.

Warum wird das nicht gemacht? Soweit ich weiß, werden Sonnenkollektoren in das Hauptstromnetz zurückgespeist. Dies bedeutet, dass sie Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, vermutlich mit einem gewissen Verlust. Könnten Sie Ihr ganzes Haus mit Gleichstrom versorgen? Angenommen, Sie lebten an einem sonnigen Ort und hatten ausreichend Dachfläche. Könnten Sie dann alles (Kühlschrankklimaanlage usw.) mit Strom versorgen und den Strom möglicherweise in Batterien speichern, um ihn nachts zu verwenden? Ich nehme an, Sie benötigen alle neuen Geräte, die mit DC funktionieren?

Es scheint ein kleiner Preis zu sein, um energieunabhängig zu sein. Könnten Sie Ihre vorhandenen Hauskabel wiederverwenden? Ich habe noch nie davon gehört, daher gehe ich davon aus, dass es große Hindernisse gibt. Könnte mir jemand die Erklärung des Laien geben, warum es eine schlechte Idee ist oder unmöglich oder einfach nicht getan?

Es ist nicht unmöglich, es ist nur komplizierter und teurer. Alles in Ihrem Haus ist so ausgelegt, dass es mit Wechselstrom betrieben werden kann. Viele kleinere Produkte nehmen zwar Gleichstrom auf, werden jedoch mit einem Netzteil geliefert, da dies fast überall die einzige verfügbare Quelle für kontinuierlichen, kostengünstigen Strom ist. Die erforderliche Spannung kann für jedes Gerät unterschiedlich sein. Das, was einem Standard für Gleichstrom am nächsten kommt, ist wahrscheinlich USB 5.0V, das nur genug Strom für kleine Geräte und nichts Größeres bietet.

Die Funktionsweise eines solarbetriebenen Hauses ist ungefähr so: Solarpanel zu Batterieladegerät zu Batterie, zu DC-AC-Wechselrichter zu Wandsteckdosen sowie ein weiterer Leistungsregler und Zähler, wenn zusätzliche Energie in das Netz zurückgespeist wird, was nicht erforderlich ist. Man könnte ein Haus direkt mit ungeregeltem Gleichstrom aus der Batterie versorgen, wenn die Geräte für den Betrieb mit dieser Batterie ausgelegt wären, die meisten jedoch nicht. Wenn die Batteriespannung vor der Verteilung an das Haus geregelt werden müsste, müssten Sie nur den DC-AC-Wechselrichter gegen einen DC-DC-Regler austauschen, im Grunde eine andere Box mit ähnlichen Kosten.

Aufgrund der geringen Größe des Marktes für Gleichstromgeräte (im Moment) wären sie schwerer zu finden und möglicherweise teurer als Wechselstromgeräte. Wenn eine Zeit kommt, in der fast jedes Haus Solar auf dem Dach hat, sind sie möglicherweise genauso einfach zu kaufen und zu warten.

Bei der Wiederverwendung von Kabeln handelt es sich bei einem Kabel nur um einen Kupferstreifen, und es ist egal, ob Sie Wechselstrom oder Gleichstrom anschließen, WENN Sie innerhalb seiner Möglichkeiten bleiben. Wenn Sie aufgrund der niedrigeren Spannung viel mehr Strom durch das Kabel führen müssen, benötigen Sie möglicherweise dickere Kabel, andere Sicherheitsmerkmale in den Schaltkästen, Sicherungen mit höherer Nennleistung usw. Sie möchten unterschiedliche Stecker an den Steckdosen, damit niemand den Fehler macht, ein Wechselstromgerät an eine Steckdose mit Gleichstrom anzuschließen.

Insgesamt ist es billiger und einfacher, einen DC-AC-Wechselrichter an die Batterie anzuschließen, als das gesamte elektrische System des Hauses zu entkernen und wieder aufzubauen. Außerdem werden alle neuen Geräte gekauft und es wird immer noch ein kleiner DC-AC-Wechselrichter in jedem Raum benötigt die Geräte, die nicht zurückgekauft werden können, um von DC aus zu laufen - das ist im Moment fast jedes Gerät. Sie können sich den Wechselrichter als "Abwärtskompatibilität" mit den elektrischen Geräten der letzten hundert Jahre vorstellen.

Wenn ein Neuling so weit gelesen hat, kann es hilfreich sein, "SMPS" zu definieren - das ist ein Schaltnetzteil. Nahezu jeder Desktop-Computer (99,99 ...%) enthält einen, ebenso wie eine unterbrechungsfreie USV-Stromversorgung.

[PS: Da dies mein erster Beitrag bei SE ist, muss ich zugeben, dass ich mich von der Geschichte und peripheren Themen mitreißen lassen muss. Schuldig im Sinne der Anklage?]

Im Inneren verwendet das SMPS einen Gleichrichter, um den eingehenden Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, der einen Hochfrequenz-Wechselrichter * versorgt. (Ein Wechselrichter wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um.) Der Wechselstrom dieses Wechselrichters speist einen kleinen Transformator, der deutlich kleiner ist als ein 60-Hz-Transformator mit derselben Nennleistung, vielleicht 10% so groß, wenn dies der Fall ist. Der Transformator liefert die erforderlichen Gleichspannungen von mehreren Sekundärwicklungen über Gleichrichter. In gewisser Hinsicht unterscheidet es sich nicht wesentlich von einem Antriebsriemen im Motor eines Autos, der unterschiedliche Drehzahlen für Lichtmaschine, Lüfter und anderes Zubehör bietet. * Mindestens 25 kHz, wahrscheinlich ein Vielfaches davon.

Ein Sicherheitshinweis: Der Gleichstrom, der den Wechselrichter speist, beträgt ungefähr 300 V und wird durch große Kondensatoren geglättet, die Energie für Millisekunden speichern, während die momentane Spannung des eingehenden Wechselstroms nicht auf oder nahe ihrer Spitze liegt. Sie können ihre Ladung halten, nachdem sie das Netzkabel abgezogen haben, und sie sind eine gefährliche, möglicherweise tödliche Schockgefahr.

Der Wechselrichter verwendet Halbleiter, traditionell Leistungstransistoren, um den Gleichstrom bei hoher Frequenz schnell entweder vollständig ein- oder vollständig auszuschalten. Wenn diese Halbleiter eingeschaltet sind, sind sie sehr effizient und verlieren nur ein wenig Energie als Wärme. Wenn sie ausgeschaltet sind, ist dies sogar noch besser. Übergänge beim Umschalten sind schnell, erfordern jedoch eine gute Technik. Das ist der Teil "Schaltmodus". (Ja, es gibt einen Oszillator, der das Timing für die Schalter bereitstellt.)

Wechselrichter, die Teil von Solarstromanlagen sind, liefern Wechselstrom mit der Frequenz der Region, 50 Hz in weiten Teilen der Welt und in Teilen Japans, und 60 Hz für Nordamerika, den anderen Teil Japans und die meisten (wenn nicht alle) zentralen Gebiete und südamerikanischen Ländern.

Vor einiger Zeit gab es einen Vorschlag, dass die zukünftige Stromversorgung für Haushalte und kleine Büros bei zwei Spannungen liegen würde, 320 V (sehr wahrscheinlich DC, iirc) und ungefähr 24 oder 32 V, wie ich mich erinnere, auch DC. Hochspannung wäre für Geräte, die viel Strom benötigen.

Vor der ländlichen Elektrifizierungsbehörde waren 32-Volt-Gleichstrom und kleine Windturbinen an der Tagesordnung. Probieren Sie Wincharger ™ für eine Marke.

Lange Hochspannungs-Wechselstromleitungen weisen erhebliche Verluste auf, möglicherweise aufgrund der Kapazität sowie des Widerstands. Hochspannungs-Gleichstromleitungen weisen jedoch viel geringere Verluste auf. Obwohl Frankreich eine wegweisende HGÜ-Verbindung mit isolierten Generatoren und Motoren in Serie hatte, dauerte es eine Weile, wahrscheinlich Jahrzehnte, um insbesondere Wechselrichter zu entwickeln. Die zuverlässige Umwandlung eines Megavolt-Gleichstroms mit Hunderten von Megawatt in Wechselstrom ist nichts für Amateure!

Netzteil und verwandte Geschichte

Das ist wirklich eine Fehlbezeichnung. Sie sind wirklich Stromrichter . Die Stromversorgung erfolgt über die Generatoren des Versorgungsnetzes, die von Turbinen gedreht werden. In den frühen 1920er Jahren wurden alle Funkempfänger mit Batterien, A- Batterien (normalerweise Autobatterien, alle 6 V) und B- Batterien, nicht wiederaufladbar, 22½ V und ein Vielfaches davon, bis zu 135 V betrieben. Es gab Bavterien. aber anscheinend dauerte es die Hälfte der Ewigkeit. Diese Autobatterien waren lange älter als versiegelte / ventilgeregelte Typen, und verdünnte Schwefelsäure war für Fußböden und Teppiche im Wohnzimmer unfreundlich. Das Aufladen war ein Ärgernis. B-Batterien umfassten viele 1,5-V-Zink-Kohlenstoff-Zellen, und ihre Kosten waren nicht trivial.

Damals war die Stromversorgung von Haushalten weit verbreitet, und es bestand ein dringender Bedarf, Radios mit Haushaltsstrom zu betreiben. Zuerst haben Geräte zum Ersetzen von Batterien den Job gemacht, und afaik wurden solche "Netzteile" genannt, auch "Batterieentferner". Der Begriff erregte die Fantasie der Funkingenieure und wurde von da an für Wechselstrom- / Netz- / Gleichstromwandler verwendet.

Verwandte Hinweise:

Bevor 110 (120?) Volt in den USA zum Standard für Gleichstromversorgungen wurden, lag der frühe Gleichstrom zwischen 50 und 500 V. * Die erste weit verbreitete Anwendung für Elektromotoren waren Drehventilatoren, typischerweise Tischplatten. Für einige wurden Antriebsriemen verwendet. Antike Lüftersammler bewahren die frühe Geschichte der Elektromotoren. * Eine online reproduzierte Anzeige eines frühen Lüfterherstellers bot diesen Spannungsbereich an.

Die Gleichstromversorgung verschwand nicht schnell. In New York City wurden nach 1960 mindestens ein Hotelballsaal mit 110 V Gleichstrom versorgt. (DC-Aufzugsantriebe könnten auch heute noch vorhanden sein.) Die Audio Engineering Society veranstaltete Anfang der 1960er Jahre ihre jährliche Kongressausstellung im New Yorker Hotel. Als die Exponate zum ersten Mal aufgestellt wurden, schienen sie kurz nach dem Anschließen und Einschalten der Geräte tot zu sein, aber die Leistungstransformatoren und Motoren in ihnen waren überhitzt. Einige könnten schwer beschädigt worden sein. Das Einspeisen von Gleichstrom in ein Nur-Wechselstrom-Gerät löst anscheinend keine Leistungsschalter aus oder bläst Sicherungen durch.

Du hast es erraten! Steckdosen waren nicht als Gleichstrom gekennzeichnet und hatten die standardmäßigen gepaarten Steckplätze, die wir alle vor der Sicherheitserdung mit dem 3. Draht hatten.

Vor vielen Jahrzehnten war es üblich, Tester zu verwenden, um die Stromversorgung auf Wechselstrom oder Gleichstrom zu überprüfen. Unter solchen Testern befanden sich Polaritätstestpapiere, die mit etwas ionischem Salz behandelt worden waren. DC erzeugte eine Farbe an nur einem Draht. Die kleinen Neonröhrentypen mit angebrachten Kabeln waren und sind andere. Nur die negative Elektrode leuchtet.

Gleichzeitig wurden Geräte als OK für die Verwendung auf Wechselstrom oder Gleichstrom beworben. Bemerkenswert waren unter anderem die lauten Hochgeschwindigkeitsmotoren in Staubsaugern und kabelgebundenen Bohrmaschinen. Diese Motoren haben Kohlenstoff- "Bürsten", Kommutatoren und Rotoren, die mit Magnetdraht gewickelt sind. Grundsätzlich handelt es sich um Gleichstrommotoren mit laminierten Feldkernen und einem etwas breiteren Luftspalt um den Rotor. Auch Funkgeräte vor dem Zweiten Weltkrieg, insbesondere die allgegenwärtigen Fünf-Röhren-Funkgeräte, arbeiteten einwandfrei mit Gleichstrom - vertauschen Sie den Netzstecker, wenn sie an Gleichstrom anscheinend "tot" waren.

Die frühesten Motoren für Oberleitungswagen, alle Gleichstrom, verwendeten Kupferdrahtbürsten (Legierungen?), Um ihre Kommutatoren zu kontaktieren. Diese funktionierten einfach nicht, also nahmen Carbonblöcke ihre Plätze ein. Der ursprüngliche Name blieb erhalten.

Anscheinend waren viele Lichtschalter drehbar. Wenn Sie den Knopf drehen, wickeln Sie eine Feder auf, und nach einer Vierteldrehung entriegelt der Mechanismus plötzlich die Kontakte, um den Lichtbogen zu unterbrechen. (Keine Blowout-Magnete?) Versuchen Sie "Ark-Les" ™ für eine Marke. Vielleicht sagen wir deshalb "Licht ein- / ausschalten", obwohl Schreibtisch- und Tischleuchten mit Schalterfassungen manchmal Drehknöpfe haben.

Ältere Wandschalter für Raumbeleuchtung, der allgegenwärtige Auf- / Ab-Hebel, machten bei der Bedienung einen markanten Druckknopf. Das muss einfach gewesen sein, um Gleichstromlichtbögen zu brechen. Meine Wohnung. hat beide Arten

In Massachusetts mussten sich die Lichtschalter des Badezimmers vor der Zimmertür befinden. (Meine Wohnung wurde 1957 gebaut.) Anscheinend wurden Menschen durch einen Stromschlag getötet, vielleicht weil abnehmbare Abdeckungen für Drehschalter nicht immer getreu ersetzt wurden.

In der Tat hat sich die Geschichte des Stromschlagschutzes kontinuierlich verbessert. Ein recht früher elektrischer Ventilator hatte freiliegende Anschlüsse und oben große, lange Schmelzglieder ohne Abdeckungen.

Noch heute sind Lichtbogenfehlerunterbrecher für Heim- und Kleinbüroschaltungen selten (und ziemlich teuer). In der Industrie und in den Versorgungsunternehmen, in denen viel Strom verbraucht wird, ist Lichtbogenblitz eine ernsthafte Gefahr, die ernst genommen wird.

Vor einiger Zeit stieß ich auf eine Erklärung für die Löcher an den Enden unserer gewöhnlichen Netzkabelstecker der westlichen Hemisphäre. Frühe Wandauslässe hatten keine Eisenlegierungsfedern, wenig Zweifel wegen eventueller Korrosion. Nichteisenfederlegierungen der damaligen Zeit konnten und haben anscheinend die Beherrschung verloren, und die Stopfen fielen heraus! Grübchen in den Auslasskontakten griffen in die Löcher ein, um zumindest mit Ausfällen fertig zu werden, wenn kein guter Kontakt aufrechterhalten wurde.

Wirklich frühe Elektrogeräte hatten Netzkabel, die mit Außengewinden endeten, genau wie bei unseren Glühbirnen.

Wenn diese Ablenkungen schlechte Manieren sind, entschuldige ich mich!

Sie können Ihren Haus-Gleichstrom speisen. Das Problem bleibt jedoch, dass die meisten Geräte zwar Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, jedoch für einen Wechselstromeingang ausgelegt sind. Aus diesem Grund benötigen Sie einen Wechselrichter, auch wenn dieser einen Verlust aufweist. Sie versorgen Ihre Elektronik mit dem, wofür sie entwickelt wurde. Selbst dann tragen netzgebundene Solarsysteme, von denen Sie sprechen, nur dazu bei, die Leistung des Netzes zu steigern. Sie benötigen eine Menge Sonnenkollektoren und Puffer (Batterien), um sich vollständig vom Netz zu trennen, und selbst dann ist Ihre Kapazität auf Ihr Setup beschränkt, anstatt bei Bedarf dynamisch aus dem Netz ziehen zu können. Wenn ich mehr meinungsbasiert wäre, würde ich nicht denken, dass es die Mühe wert wäre und Sie viele Vorteile verpassen. Angenommen, 50% der Bevölkerung erhalten Sonnenkollektoren, die nicht ausreichen, um ihren Strombedarf individuell zu decken. Jedoch, Zusammen mit einem Netzanschluss und Wechselrichtern können sie die Belastung des Stromerzeugungsunternehmens selbst verringern. Ich wundere mich aber auch über die Sicherheit von Gleichstrom bei aktuellen Verdrahtungsstandards. Vielleicht könnte sich jemand mit mehr Erfahrung einschalten, aber da Wechselstrom nicht immer auf Spitzenspannung ist (kehrt zu 0 V zurück), gibt es ein bisschen Kühlraum. DC ist dagegen konstant.

Sie könnten dies tun. Wenn Sie Geräte für die Verwendung von DC gebaut wurden. Was sie nicht sind. Da die Häuser für Wechselstrom verkabelt sind, entwerfen und bauen die Gerätehersteller die Verwendung von Wechselstrom. Das ist die Hauptsache, die dich zurückhält.

In verschiedenen Teilen der Welt gibt es Standards für das Aussehen von Wechselstrom (120 Volt bei 60 Hz für die USA, 220 Volt bei 50 Hz für Europa als Beispiel) sowie für Glühbirnen, Staubsauger, Fernseher, Computer usw. nach diesen Standards hergestellt. Soweit ich weiß, gibt es keinen international anerkannten Standard für DC. Ergo, viel Glück beim Finden von Geräten, die Gleichstromverteilung verwenden. Es gibt einige, die 12 Volt Gleichstrom verwenden und für Fahrzeuge und Boote gedacht sind, aber sie sind ziemlich begrenzt.

Ich habe lange gedacht, es wäre ideal, ein Haus für 500 Volt Gleichstrom zu verkabeln und Wechselrichter am Einsatzort zu haben, die alles produzieren können, was Sie wollen. Mit 500 Volt können Sie alle vorhandenen Lasten mit derselben Verkabelung versorgen (der Drahtquerschnitt begrenzt die Ampere; höhere Spannung = niedrigere Ampere für eine bestimmte Last, sodass die Drähte mindestens so viel wie zuvor verarbeiten können). 500 VDC ist auch die mir bekannte maximale Spezifikation für das Schnellladen von Elektrofahrzeugen.

Wenn Sie 500 VDC durch das Haus liefern würden, würden eine PWM-Schaltung, ein IGBT und eine H-Brücke ausreichen, um sie in eine Wechselspannung <353 Volt umzuwandeln. Wenn wir AC am Point-of-Use für ein Plugin und nicht für das ganze Haus erstellen, könnten die Komponenten dafür viel kleiner und billiger sein. Ja, Sie würden ein oder zwei davon in jede Steckdose stecken, was die Gesamtkosten in die Höhe treiben würde. Es wäre jedoch möglich, diese für die USA hergestellte Stereoanlage neben der für Europa hergestellten Lampe anzuschließen (oder umgekehrt). Oder eine Variation dieses Geräts in der Steckdose kann den Gleichstrom, den Ihr Laptop, Flachbildfernseher usw. benötigt, direkt versorgen, ohne Gleichstrom -> Wechselstrom -> mit dem Power Brick wieder in Gleichstrom umzuwandeln. Die Umwandlung von Hochspannungs-Gleichstrom in Niederspannungs-Gleichstrom wäre wahrscheinlich effizienter als dieser Prozess. Und "effizient"

Vor einigen Jahren las ich einen Artikel von jemandem, der sein Haus für die üblichen 120 VAC bei 60 Hz (USA) und 48 VDC doppelt verdrahtet hatte. Er war netzunabhängig, fügte routinemäßig mehr Lasten hinzu und versuchte zu vermeiden, Geld für einen neuen Wechselrichter mit höherer Kapazität, mehr Batterien und mehr Sonnenkollektoren auszugeben. Er entschied sich für 48 VDC, weil er einfache, widerstandsbasierte Abwärtswandler für andere Gleichstromgeräte erhalten konnte. Sein Anrufbeantworter lief von einem heruntergekommenen Gleichstrom ab, anstatt von einer "Wandwarze", die an eine Wechselstromquelle angeschlossen war. Das Gleiche gilt für seinen Laptop. Seine bewegungserkennenden Sicherheitslichter verwendeten beides; Der Bewegungsmelder war mit einem abgesenkten Gleichstrom verbunden (ja, er musste das Gehäuse knacken und selbst modifizieren), und die Beleuchtung verwendete Wechselstrom. Das Umschalten verschiedener Dinge auf Gleichstrom war effizient genug, dass sein vorhandener Akku erheblich länger hielt und er in der Lage war, bei seinem vorhandenen Wechselrichter und Solar-Array zu bleiben. Das resultierende System war zwar komplexer, aber effizienter. Das klingt nach etwas, nach dem Sie fragen.

Häuser verwenden Wechselstrom, weil es einfacher war, Aufwärts- / Abwärtstransformatoren für Wechselstrom herzustellen, als mit dem Bau dieser gesamten Infrastruktur begonnen wurde. Mindestens eine Person hat auf den Krieg der Strömungen verwiesen. Westinghouse und Tesla (Befürworter von Wechselstrom) überzeugten Edison (Befürworter von Gleichstrom), weil es aufgrund des einfachen Auf- und Absteigens der Wechselspannung effizient und vergleichsweise billig war, einige Kraftwerke zu bauen und Hochspannungsstrom über die gesamte Schöpfung zu verteilen Stellen Sie es auf nutzbare Ebenen ein, die näher am Verwendungsort liegen. Gleichstrom erforderte, dass der Strom sehr lokal erzeugt wurde, da es schwierig war, ihn zu erhöhen / zu verringern. Damals bedeutete das Erhöhen des Gleichstroms, dass ein Niederspannungsmotor einen Hochspannungsgenerator drehte. Sie hatten damals keine halbleiterbasierte Festkörperschaltung.

Bei SMPS kann es ohne Änderungen zu Problemen beim Ausführen auf DC kommen.

Der DC-BUS-Gleichrichter. Es werden nur 2 Dioden (unter Berücksichtigung eines Vollbrückengleichrichters) geleitet. Wenn sie eng dimensioniert sind (ohne Sicherheitsabstand), können sie ein Problem darstellen. (Dazu einfach den DC direkt an den DC-Bus anschließen oder durch eine Diode mit höherem Strom ersetzen).

Der PFC. Je nachdem, wie der PFC implementiert ist, kann dies zu einem Problem werden. Einige Steuerungen erwarteten, dass Nulldurchgänge eine sinusförmige Darstellung des Stroms erzeugen, um die Wellenform des Gerätestroms zu vergleichen und zu korrigieren. In diesen Fällen, in denen ein PFC vom Boost-Typ verwendet wird, ist die Spannung am DC-Bus höher, sodass eine Lösung möglich ist, jedoch nicht so einfach wie das Einspeisen von DC in das Gerät ohne Änderungen.

Über andere Dinge gibt es einige Geräte, die die an das Gerät angelegte Leistung durch Phasenwinkelsteuerung steuern. Unter DC werden sie einfach verriegeln.

Wechselstrom ermöglicht die Übertragung von Energie über größere Entfernungen mit weniger Verlust

Nicht genau, Wärmeverluste werden durch Senden bei hoher Spannung minimiert, da Wärmeverluste im Allgemeinen proportional zum Quadrat des Stroms multipliziert mit dem Widerstand sind, was kostengünstige Leiter und große Entfernungen ermöglicht.

... Sonnenkollektoren ... [w] warum wird das nicht gemacht?

Prüfen Sie den Preis für den Kauf und die Wartung von genügend Solarmodulen, um Ihr Haus mit Strom zu versorgen.

Könnten Sie Ihr ganzes Haus mit Gleichstrom versorgen?

Ja. Die meisten digitalen Geräte funktionieren problemlos mit Gleichstrom. Geräte wie Kühlschränke und Waschmaschinen benötigen Wechselstrom, um Zeitgeber und Wechselstrommotoren zu betreiben.

Könnten Sie Ihre vorhandenen Hauskabel wiederverwenden?

Ja, Kupfer ist Kupfer.

Dies geschieht nicht, weil es viel teurer ist. Langfristig ergibt sich jedoch eine Kapitalrendite.

Als ich Anfang der 90er Jahre (USA) anfing, mich mit solarbetriebenen Häusern zu beschäftigen, waren die Dinge in Bewegung.

Die alte Vorgehensweise war, wie der Fragesteller vorschlug: Betreiben Sie das Haus mit 12 V, mit 12 V Licht, 12 V Kühlschrank usw. Einige Leute befürworteten 24 V anstelle von 12 V für eine bessere Effizienz der Übertragung innerhalb des Hauses. I 12V war häufiger, weil es bereits einen Markt für Dinge gab, die mit 12V-Autobatterien betrieben wurden.

Wechselrichter wurden jedoch effizienter und kostengünstiger. Daher bestand der modernere Rat (Anfang der 90er Jahre) darin, einen Wechselrichter zu erwerben und Standardleuchten, -geräte usw. zu verwenden, anstatt Geld in nicht standardmäßige, teurere 12-V-Geräte zu stecken. Kaufen Sie einige zusätzliche PV-Module.

Hi: Bei der Dimensionierung von Drähten für die Verwendung in einem Haus gibt es zwei Überlegungen (1) Die Strombelastbarkeit des Drahtes muss größer sein als der maximale Strom, den er führen wird. Dadurch kann genügend Strom fließen, um den Leistungsschalter zu blasen, wenn der Draht überlastet ist, und (2) die Drahtgröße sollte groß genug sein, damit der Spannungsabfall bei maximaler Last weniger als 2% beträgt.

Wenn Sie versuchen, Ihr Haus für 12 VDC zu verdrahten, werden Sie feststellen, dass Sie eine Sammelschiene benötigen (Sie können kein Kabel kaufen, das einen ausreichend großen Durchmesser hat), um die gleiche Leistung zu liefern, die Sie von einem 120-Wechselstrom-15-Ampere-Stromkreis erhalten. Selbst wenn Sie nur Niedrigstromlasten mit Strom versorgen, sind die Kosten für Kupfer sehr hoch.

Die Stromversorgung eines Hauses mit Sonnenkollektoren ist jedoch aufgrund der Kosten für die Batterien wirtschaftlich nicht sinnvoll. Es ist viel besser, einen Wechselrichter zu verwenden und einfach Strom zurück in das Wechselstromnetz zu pumpen. Selbst in diesem Fall befinden sich die meisten Wechselrichter sehr nahe an den Panels und geben 240 VAC aus, um die Kupferkosten für die Stromversorgung der Panels zur nächsten 240 VAC-Steckdose im Haus zu minimieren.

Ich habe ein 200-W-Solarpanel, das einen kleinen Wechselrichter antreibt, der an eine 120-VAC-Steckdose angeschlossen ist, nachdem ich ein Kill-A-Watt durchlaufen habe, damit ich sehen kann, wie viel Strom er erzeugt. Das Panel ist nicht ausgerichtet und daher sind 60 Watt der Höhepunkt für einen Sommertag.

Ich bin mit vielen anderen Antworten nicht einverstanden. Je weiter fortgeschritten unsere Geräte sind, desto einfacher wäre die Implementierung Ihres Vorschlags - solange es sich um Gleichspannungen auf Busebene (150-170 V in den USA) handelt. Fast alles, was wir verwenden, wird mit Gleichstrom betrieben, sodass ohnehin eine Stromumwandlung stattfindet - und glücklicherweise verwenden fast alle relativ neuen Geräte SMPS für die Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlung. Diese Stromrichter haben kein Problem damit, Gleichstromeingänge zu akzeptieren (da das erste, was sie mit dem Eingang tun, darin besteht, ihn trotzdem in Gleichstrom umzuwandeln). Die einzigen Geräte, auf die Sie achten müssen, sind Dinge mit großen Elektromotoren - obwohl viele neue Geräte BLDC- und Drehstrommotoren verwenden, die von Steuerungen angetrieben werden, die wiederum mit Gleichstrom betrieben werden. Bei allem, was über einen Transformatoreingang verfügt - denken Sie an HiFi-Stereoempfänger -, treten Probleme mit Gleichstrom auf. Für diese Geräte