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Forum von www.energie-bewusstsein.de / Ideensammlung / Gleichstrom statt Wechselstrom im Haus?
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Autor Mitteilung
Pizzamann88
Mitglied
# Gesendet: 15 Sep 2010 11:56
Antwort 


Hallo

Ich habe mir ein paar Gedanken gemacht, betreffend die Stromversorgung mit Wechselstrom.
Da es heutzutage durch Schaltnetzteile problemlos möglich ist Gleichstrom auf höhere oder niedrigere Spannungen zu transformieren könnte man doch das vorhandene Stromnetz auf Gleichstrom umstellen.

Meine Idee sieht folgendermaßen aus:

In den Trafostationen wird der Drehstrom von Hochspannungsleitungen durch Schaltnetzteile auf 400V Gleichstrom transformiert. In den Häusern selbst ist dann noch ein zweites Schaltnetzteil installiert, welches die 400V DC auf 230V DC runtertransformiert.
Wenn die Leitungsverluste nicht zu hoch sind könnte sogar in der Trafostation schon 230V DC erzeugt werden. Die bestehenden Leitungen könnten in jedem Fall weitergenutzt werden. In einem späteren Schritt könnte man dann Hochspannungsleitungen ebenfalls auf Gleichstrom umstellen, wenn dies erforderlich ist.

Wenn Gleichstrom verwendet wird kann die Energie aus Photovoltaikanlagen oder anderen erneuerbaren Energiequellen einfacher in das öffentliche Netz eingespeist werden. Eine dezentrale Energieversorgung würde einfacher werden, da bei Gleichstrom z.B. keine Synchronisation mit der Netzfrequenz notwendig ist. Ebenso würde es bei (konventionellen) Kraftwerken keine Rolle mehr spielen, mit welcher Geschwindigkeit der Generator läuft, da am Ende eh alles auf die selbe DC-Spannung transformiert würde. Um Spannungsschwankungen im Gleichstromnetz abzufangen könnte man in regelmäßigen Abständen Kondensatoren anschließen, eventuell in nicht benötigte Trafostationen anbringen.

Soweit ich weis können Geräte mit Schaltnetzteilen problemlos auch an 230V DC betrieben werden, da diese hinter dem Stromanschluss sowieso einen Gleichrichter besitzen. Bei Glühbirnen, Halogenlampen oder Geräten mit Heizdraht wie Toaster dürfte es meines Wissens auch keine Probleme geben.

Alle Geräte, die nicht direkt mit 230V DC betrieben werden können (z.B. alte Fernseher, Staubsauger, Waschmaschinen, Kühlschränke, Leuchstoffröhren mit KVG, alle Geräte mit konventionellem Trafo) könnten über Wechselrichter 230V AC bekommen. Genauso könnte man mit Geräten verfahren, die unbedingt 400V Drehstrom benötigen, wie Elektro- und Induktionsherde.


Um ein solches Netz aufzubauen bräuchte es viel Zeit, eine schnelle Umstellung wäre mit hohen Kosten verbunden, besonders für Verbraucher. Ein erster Schritt wäre, alle Geräte so zu konstruieren, dass diese auch mit 230V Gleichstrom betrieben werden können.


Was meint ihr zu der Idee?

MfG

Pizzamann88

thx_ultra_2
Mitglied
# Gesendet: 17 Sep 2010 07:55
Antwort 


Meiner Meinung nach wären die Folgekosten nicht tragbar.
Jeder konventioneller Transformator hat eine vielfach höhrere Lebensdauer als elektronische.

Pollythefirst
Mitglied
# Gesendet: 18 Sep 2010 17:56
Antwort 


Pizzamann88:
Was meint ihr zu der Idee?

Nicht umsetzbar. Auch wenn ichs stets gut finde, wenn sich jemand Gedanken um einen bestimmten Sachverhalt macht; auch wenn Du da sicher nicht der erste bist :)

Pizzamann88:
Da es heutzutage durch Schaltnetzteile problemlos möglich ist Gleichstrom auf höhere oder niedrigere Spannungen zu transformieren

Gleichspannung lässt sich m.E. überhaupt nicht transformieren, bzw. muss diese dazu erst in Wechselspannung umgewandelt werden. Schaltnetzteile machen nichts anderes:

Folgende Vorgänge finden im Schaltnetzteil statt:

* Gleichrichtung der Netzwechselspannung
* Glättung der entstehenden Gleichspannung
* „Zerhacken" der Gleichspannung
* Transformierung der entstandenen Wechselspannung
* Gleichrichtung der Wechselspannung
* Siebung der Gleichspannung

Quelle: Wikipedia
Auch wenn bei Wiki manchmal falsche Inhalte drinstehen, findet man zum Thema Gleichspannung + Transformieren ansich überall dieselbe Erklärung.

Mfg. Pollythefirst

andreasm
Admin
# Gesendet: 19 Sep 2010 16:14 | Bearbeitet von: andreasm
Antwort 


Hallo Pizzamann,

zuerst mal finde ich es gut, wenn ich Leute Gedanken machen. Der Großteil der Bevölkerung sitzt nur herum und jammert. Eigene Ideen werden jedoch keine gebracht.

Ich bin der Meinung, dass dies nicht realisierbar ist.
Gleichspannung hat ihre Vorteile bei niedrigen Spannungen oder bei hohen Spannungen/weiten Strecken (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung).

Eventuelle Probleme könnten sein:
- Wird Gleichspannung geschaltet, so entsteht wie auch bei Wechselspannung ein Lichtbogen - welcher jedoch auf Grund des fehlenden Nulldurchgangs (Es ist ja kein Sinus wie bei Wechselspannung) nicht abreißen würde. Der Schalter würde damit im schlimmsten Fall abbrennen.
Herkömmliche Schalter und Steckdosenleisten für den Haushalt haben daher oftmals nicht ohne Grund den Aufdruck, dass diese nur für Wechselspannung benutzt werden dürfen.


- DC-DC Wandler usw. sind weitaus empfindlicher für elektromagnetische Störungen und Überspannungen als herkömmliche Transformatoren. Die Betriebskosten wären dann erheblich höher, da diese auch öfters gewartet werden müssen (Überprüfung von Sicherungen, Elektronik, Überspannungsschutz, ...)


- Glühlampen, Halogenlampen und Heizgeräte können sowohl an 230V ~ als auch 230V = betrieben werden, da es rein ohmsche Verbraucher sind. Sobald jedoch Elektronik ins Spiel kommt, kommt es drauf an, wie diese designt ist. Ob etwas an Gleichspannung funktioniert oder nicht, muss man testen.

über Wechselrichter 230V AC bekommen.

- Ich glaube nur die wenigsten wären dazu bereit, extra Wechselrichter für diese Geräte zu kaufen. Teuer wird es, wenn größere Geräte wie Motoren, Schweißgeräte usw. benutzt werden müssen. Möchte man hierbei flexibel sein, wären verschiedene Stromkreise im Haushalt / in der Industrie notwendig.
Verschiedene Stromkreise bedeutet, verschiedene Steckertypen, verschiedene Steckdosen, separate Leitungen und und und. Das wird teuer und Vorteile sind dabei keine ersichtlich.



Gleichspannung lässt sich m.E. überhaupt nicht transformieren

Klar, dies funktioniert. Nennt sich z.B. DC-DC Wandler.



Eine andere Sache, welche ich viel wichtiger fände:
Die Stromnetze sollten weltweit angepasst werden. Wer mal bei wikipedia geschaut hat, wieviele verschiedene Netzspannungen und Netzstecker es weltweit gibt, wird wohl überrascht sein.
Wenn wir es schaffen, dass jedes Land 230V/400V verwendet, würde schon alleine durch die geringeren Leitungsverluste viel eingespart werden.
Auch würde Energie eingespart, da Geräte weltweit verwendet werden könnten (Zweitgeräte für das Reiseland entfallen; durch großere Stückzahlen entfallen kleinere Produktionslinien)

Pollythefirst
Mitglied
# Gesendet: 20 Sep 2010 19:45
Antwort 


andreasm:
Klar, dies funktioniert. Nennt sich z.B. DC-DC Wandler.

Ich sage immer noch, es funktioniert nicht, zumindest nicht auf direktem Weg :)

Da Gleichspannung nicht transformiert werden kann, arbeiten die DC/DC-Wandler wie elektronische Schaltnetzteile, die die Gleichspannung zunächst in eine Wechselspannung umwandeln. Anschließend wird diese mit einem Transformator in die gewünschte Höhe transformiert, in einem Gleichrichter wieder in Gleichspannung gewandelt und mit Siebgliedern geglättet.

Quelle: http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Gleich spannungswandler-DC-to-DC-conversion.html

Du bist natürlich der Fachmann auf diesem Gebiet, also bin ich mal auf Deine Antwort gespannt.

Mfg. Pollythefirst

andreasm
Admin
# Gesendet: 20 Sep 2010 20:10
Antwort 


Es gibt viele verschiedene Typen, es gibt sowohl DC-DC Wandler mit als auch ohne Transformator:

http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichspannungswandle r

Pollythefirst
Mitglied
# Gesendet: 20 Sep 2010 20:29
Antwort 


andreasm:
Es gibt viele verschiedene Typen, es gibt sowohl DC-DC Wandler mit als auch ohne Transformator

Aha; auf der verlinkten Seite war ich vorhin dank Googlesuche auch schon gewesen ;) Ziemlich komplex das Ganze, muss ich mich mal in Ruhe mit befassen.

Mfg. Pollythefirst

Fischkopp
Mitglied
# Gesendet: 21 Sep 2010 21:53
Antwort 


Soweit ich weiß, wird Wechselstrom überhaupt nur verwendet, weil er sich leichter transformieren läßt und daher mit Hochspannungsleitungen der Strom verlustfreier transportiert werden kann. Alle Geräte, die mit Wechselstrom betrieben werden und keine Ohmschen Verbraucher sind , wandeln in Gleichstrom um. Computer, Fernseher, Ladegeräte, bei Motoren wird die Phase mit einem Kondesator versetzt, kurzum, Wechselstrom wegen der Geräte ist überflüssig, bei der Umwandlung in Gleichstrom entstehen sogar Verluste. Von daher ist die Idee eines Gleichstromnetztes absolut richtig.

Fischkopp

Pollythefirst
Mitglied
# Gesendet: 26 Sep 2010 10:57
Antwort 


Fischkopp:
Von daher ist die Idee eines Gleichstromnetztes absolut richtig.

Und warum wurde es dann nicht schon längst realisiert, wenns denn so absolut richtig ist? Vielleicht, weils dabei insg. doch mehr Nachteile als Vorteile gibt? Andreas hatte ja auch schon einiges dazu geschrieben.

Mfg. Pollythefirst

andreasm
Admin
# Gesendet: 26 Sep 2010 23:13
Antwort 


Fischkopp:
bei Motoren wird die Phase mit einem Kondesator versetzt

Bei Wechselstrom ja, denn für den Betrieb des Motors wird ein Drehfeld benötigt. Dieses schafft man durch Phasendrehung mit Hilfe des Kondensators.
Aber wenn man Drehstrom hat, können daran direkt Motoren angeschlossen werden.

Pizzamann88
Mitglied
# Gesendet: 2 Okt 2010 12:54
Antwort 


Ok, erstmal vielen Dank für die Antworten :-)

Aus den Antworten habe ich herausgelesen, dass die Umstellung des gesamten Stromnetzes auf Gleichspannung wohl zu größeren Problemem führen würde.


Die andere Idee, die mir bezüglich eines Gleichstromnetzes gekommen ist wäre ein Hausinternes 12V-Netz für Kleinverbraucher, das parallel zum 230V Wechselstromnetz existieren würde. Dies wäre besonders sinnvoll in Kombination mit einer kleinen Solaranlage.

Der Vorteil bei 12V wäre auch, dass Kleingeräte oft auch mit passenden Netzteilen (Zigarettenanzünder-Adapter) verfügbar sind. Dazu als Pufferbatterie noch ein 12V-Akku und die Anlage wäre auch gegen Stromausfall gesichert. Bei Bedarf kann auch Strom aus dem 230V-Netz eingespeist werden.

Ich habe so ein Netz schon seit 5 Jahren im Einsatz, aber nur im kleinen Maßstab. Als Steckdosen verwende ich britische 230V Steckdosen, seit ein paar Monaten auch Tamiya-Stecker, da diese auch Verpolungssicher sind. Als Kabel kommen überwiegend 230V-Installationsleitungen zum Einsatz. Bisher hatte ich keine Probleme mit der Anlage.

MfG

Pizzamann88

Fischkopp
Mitglied
# Gesendet: 5 Okt 2010 19:53
Antwort 


auch für Pizzamann88...
Ich habe neulich ein Interview oder einen Artikel, weiß nicht mehr genau, was bei Telepolis gelesen. Da ging es auch darum, daß ein Gleichspannungsnetz mit wesentlich weniger Leitungsverlusten zu betreiben ist. Die Krux ist, daß es ziemlich teuer wird, ein neues Netz aufzubauen und daß ?unsere? Energieriesen dann erstmal weniger Gewinne machen. Und diese Diskussion geht schon so lange. Es ist bestimmt zwanzig Jahre her, da habe ich mal einen atomstrombefürwortenden Professor in einer Talkshow sagen hören: "Was machen Sie in einer windlosen Winternacht?" und hab gedacht: Warum bist wohl Professor, finde mal schnell eine Antwort! Ich denke, Strom ist ein Grundrecht und gehört nicht in die Hände von Großindustriellen. Und solange sich das nicht ändert, werde ich mal anfangen mir ein 12V-Netz aufzubauen. Bleib dran, Pizzamann!

// Fischkopp

Gregor Frye
Mitglied
# Gesendet: 6 Okt 2010 11:04 | Bearbeitet von: Gregor Frye
Antwort 


Eigentlich hat es Andreas prima erklärt und ich möchte ein Beispiel aus der Praxis dazu bringen.

Also ein 12 Volt Netz außer für Kleinverbraucher halte ich nicht für sinnvoll. Ich komme aus der Fernmeldetechnik und das Netz ist durch Batterien abgesichert (und durch Notstrom- Dieselmaschinen) . Jedenfalls viele Geräte werden mit 60 Volt Gleichspannung betrieben. Wenn es so günstig wäre würde man auch die Beleuchtung mit 60 Volt machen. Unglaublich dicke Kupferschienen sind zum Teil nötig.
Es sind dann auch teilweise 100 Ampere Sicherungen üblich. Das Problem sind die Übergangstellen bei geringen Spannungen, wenn da die Kontakte schlecht sich ist es übel. Hatte Andreas ja schon geschrieben.
Es fließen bei großen Vermittlungsstellen (Verstärkerstellen) etliche Ampere. Bei Fernspeisung von Kabeln arbeitet (Zwischenverstärker in den Kabeln) man mit Gleichspannung aber mit Hochspannung . (genaue Zahlen wie hoch die Spannung ist, weiß ich nicht mehr.

Sinnvoll wäre es allemal denke ich 12 Volt bei allen ? Netzgeräten (Handys usw) zu nehmen, allein schon weil Autos meist 12 Volt haben.
Ein Link zum Thema ist jetzt schon aber sehr alt die Technik.

http://www.aufbau-ffm.de/doku/Sonder/fm/Fernmelde9 .html

Gruß Gregor

Fischkopp
Mitglied
# Gesendet: 8 Okt 2010 00:17
Antwort 


Der Nachteil sind die hohen Kosten für die Herstellung eines solchen Netzes, und die dann niedrigern Erträge der shareholder.

Fischkopp
Mitglied
# Gesendet: 8 Okt 2010 00:45
Antwort 


Gregor Frye:
Also ein 12 Volt Netz außer für Kleinverbraucher halte ich nicht für sinnvoll

Okay, dann schau mal auf die Großverbraucher. Herd und Wasserkocher betreibst du günstiger mit Gas, auch aus der Buddel. Bügeleisen, Staubsauger, Durchlauferhitzer, Rasenmäher, Kreissäge, sonst noch was? Was nimmt der PC? 12V DC max Das Radio usw. xV DC. Der neue Fernseher? xV DC. Der Akkuschrauber? xV DC. Anrufbeantworter? xV DC. Klingeltrafo??? Licht ??? Handys usw. hast du ja schon genannt. Ich denke, wenn einer die Möglichkeit hat, ein 12V-Netz bei sich aufzubauen und den Strom dafür selbst zu erzeugen, dann ist das eine gute Sache. Die Investitionen sind natürlich erst mal enorm, aber wenn es viele machen, werden die Preise fallen. Schau mal, was ein Blockheizkraftwerk den Privatmann kostet: 20.000€ ist die Untergrenze. Und was ist es? Ein Auto mit einer großen Lichtmaschine und einem großem Tank. Ohne Fahrgestell, Klimaanlage, Reifen, Karosserie, elektrische Fensterheber ... Bekommst du auf dem Schrottplatz für ??? wenn du es ablieferst, mußt du noch zuzahlen. In entsprechenden Stückzahlen wird es sicher unwesentlich teurer als eine neue Heizung.

//Fischkopp

Pollythefirst
Mitglied
# Gesendet: 9 Okt 2010 17:50
Antwort 


Fischkopp:
Herd und Wasserkocher betreibst du günstiger mit Gas, auch aus der Buddel.

Schön; ich hab aber hier kein Gas, auch keine Buddeln ...

Fischkopp:
Was nimmt der PC? 12V DC max Das Radio usw. xV DC. Der neue Fernseher? xV DC. Der Akkuschrauber? xV DC.

Es bringt aber nichts, nur auf die elektrische Spannung zu gucken! Du vergisst die Stromstärke, die letztlich auch mit für die elektrische Leistung verantwortlich ist. Und wenns denn bei gleicher elektr. Leistung weniger Spannung sein soll, muss die Stromstärke dafür steigen - und dafür brauchts dickere Kabel. Gregor schrieb ja schon davon.
Im Auto z.B. gibts auch nicht umsonst so dicke Kupferkabel, denn bei einem 12 V- Bordnetz kommen z.B. die 110 Watt der Heckscheibenheizung auch nicht von nichts - dafür müssen fast 10 A durchs Leitungsnetz, und das geht nicht mit Klingeldraht ...

Mfg. Pollythefirst

andreasm
Admin
# Gesendet: 10 Okt 2010 15:07 | Bearbeitet von: andreasm
Antwort 


Pollythefirst:
Du vergisst die Stromstärke, die letztlich auch mit für die elektrische Leistung verantwortlich ist. Und wenns denn bei gleicher elektr. Leistung weniger Spannung sein soll, muss die Stromstärke dafür steigen - und dafür brauchts dickere Kabel

So ist es. Ich war diese Woche in Kanada. Dort sind ja die 110V Wechselspannung üblich. Was hierbei teilweise für dicke Kabel erforderlich sind, das ist ja gar nicht nutzerfreundlich. Natürlich gibt es da auch dünne Kabel wie bei uns, doch dann kann man entsprechend weniger Leistung beziehen.
Abenteuerlich ist auch die Stromversorgung dort, nahezu alles wird über Freileitungen (also Leitungen die auf Masten hängen) versorgt. Mit einer (vermutlich) hohen Spannung kommen die Leitungen in der Nähe von einem Haus an, dort hängt dann ein kleiner Transformator am Mast, welcher die Spannung für das Haus erzeugt.

Überall stehen viele Bäume, die sich teilweise sehr nahe an den Freileitungen befinden und diese sogar zum Teil berühren. Kein Wunder also, dass deren Netze oft zusammenbrechen. Aber das macht den Leuten nichts aus, viele haben einen Notstromaggregat zuhause. Diesbezüglich sind wir in Deutschland recht verwöhnt, wir jammern schon wenn das Licht mal 5min ausfällt :-)

Pollythefirst
Mitglied
# Gesendet: 10 Okt 2010 20:31
Antwort 


andreasm:
Ich war diese Woche in Kanada.

Urlaub gemacht? ;) Irgendwie möchte ich ja auch mal dorthin ...

andreasm:
Mit einer (vermutlich) hohen Spannung kommen die Leitungen in der Nähe von einem Haus an, dort hängt dann ein kleiner Transformator am Mast, welcher die Spannung für das Haus erzeugt.

Das ist doch glaube ich bei den Amis auch so? Teilweise schon halbmorsche Strommasten in Hausnähe, und wenn mal einer umfällt, knallts und funkts einem um die Ohren ...irgendwie abenteuerlich.

Mfg. Pollythefirst

andreasm
Admin
# Gesendet: 11 Okt 2010 22:43
Antwort 


Pollythefirst:
Urlaub gemacht?

Leider nein.... ;-)

Pollythefirst:
Das ist doch glaube ich bei den Amis auch so?

Soweit ich weiß ja. Die Strommasten waren in den Orten und Städten, in denen ich war top in Schuss. Da fällt so schnell von sich aus nichts um. Fällt jedoch ein Baum in die Leitung, ist alles möglich...

Pizzamann88
Mitglied
# Gesendet: 22 Dez 2010 21:59 | Bearbeitet von: Pizzamann88
Antwort 


Eventuelle Probleme könnten sein:
- Wird Gleichspannung geschaltet, so entsteht wie auch bei Wechselspannung ein Lichtbogen - welcher jedoch auf Grund des fehlenden Nulldurchgangs (Es ist ja kein Sinus wie bei Wechselspannung) nicht abreißen würde. Der Schalter würde damit im schlimmsten Fall abbrennen.
Herkömmliche Schalter und Steckdosenleisten für den Haushalt haben daher oftmals nicht ohne Grund den Aufdruck, dass diese nur für Wechselspannung benutzt werden dürfen.

Ich habe die Sache mal getestet, mit einer Art „Trenntrafo". Habe an einen Modelleisenbahn-Trafo (Märklin 6631; 40VA) einen anderen Trafo (Block FL 30/6; 30VA) „verkehrt herum" angeschlossen. Habe bei letztem Trafo beide Sekundärspulen (2x 6V) zusammengeschlossen und an den Eisenbahntrafo angeschlossen und die beiden Primärspulen zusammengeschlossen. An die Primärseite habe ich einen einfachen Brückengleichrichter, bestehend aus 8 Dioden (1N 4001) angeschlossen. Einen Glättungskondensator habe ich nicht angeschlossen, werde ich aber beim nächsten Versuch einbauen. An den Ausgang der Gleichrichters habe ich eine gewöhnliche Steckdosenleiste angeschlossen. An eine der Steckdosen habe ich ein Multimeter angeschlossen.

Zuerst testete ich das Verhalten im unbelasteten Zustand. Der Schalter der Steckdosenleiste funktionierte tadellos mit Gleichstrom. Auch die Glimmlampe tat ihren Dienst.

Danach testete ich das ganze mit einer 40W-Glühlampe. Diese konnte nicht mit voller Kraft leuchten, da durch die beiden Trafos die Leistung begrenzt war.
Der Schalter funktionierte jedoch unter Gleichstrom genauso wie unter Wechselstrom. Mit der Glühbirne sank die Spannung allerdings auf 166 V DC.


MfG
Pizzamann88


Nachtrag:
Habe noch eine Dreifach-Steckdose getestet, auf deren Unterseite der Aufdruck „Nur für Wechselstrom" aufgepresst war. Diese zeigte die gleichen Ergebnisse wie die andere Steckdosenleiste.

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