Heutzutage machen sich einige in Europa Sorgen über steigende Energiepreise, und selbst wenn alle damit verbundenen Befürchtungen über Nacht verschwinden, werden wir sicherlich einige Preiserhöhungen erleben. Als Hacker können Sie einen genauen Blick auf die energiehungrigen Geräte in Ihrem Zuhause werfen und sogar gegen sie vorgehen. Also installierte [Peter] einige Solarpaneele auf seinem Dach, konnte aber nicht herausfinden, wie er sie legal an das öffentliche Stromnetz oder zumindest an das 220-V-Stromnetz in seiner Wohnung anschließen konnte. Eine gute Lösung besteht natürlich darin, ein separates paralleles LVDC-Netzwerk aufzubauen und darauf eine Reihe von Geräten zu installieren!
Er hat sich für 48 V entschieden, weil es hoch genug und effizient ist, leicht Gleichstrom-Gleichstrom liefert, aus rechtlichen Gründen sicher ist und im Allgemeinen mit seinem Solarpanel-Setup kompatibel ist. Seitdem hält er Geräte wie Laptops, Ladegeräte und Lampen an Gleichstromschienen, anstatt sie direkt anzuschließen, und seine Heiminfrastruktur (einschließlich eines Racks voller Raspberry Pi-Boards) ist vollkommen damit zufrieden, rund um die Uhr in Betrieb zu sein. Schiene 48V. Bei bewölktem Wetter besteht eine Notstromversorgung über die normale Wechselstromversorgung, und im Falle eines Stromausfalls versorgen zwei große LiFePO4-Batterien alle angeschlossenen Geräte bis zu zweieinhalb Tage lang mit 48 V.
Das Gerät produzierte und verbrauchte in den ersten zwei Monaten 115 kWh – ein großer Beitrag zum Energieunabhängigkeits-Hacker-Projekt, und der Blog-Beitrag enthält genügend Details für alle Ihre Inspirationsbedürfnisse. Dieses Projekt ist eine Erinnerung daran, dass Niederspannungs-Gleichstromprojekte eine gute Option auf lokaler Ebene sind – wir haben bei Hackcamp realisierbare Pilotprojekte gesehen, aber Sie können auch eine kleine Gleichstrom-USV bauen, wenn Sie möchten. Vielleicht finden wir bald ein Ventil für ein solches Netzwerk.
Mobilfunk-Basisstationen nutzen derzeit 48 V. Ich muss etwas Ähnliches für ein Nachbarschaftsüberwachungsprojekt einrichten.
Ich habe darüber nachgedacht, einige HP DL360-Server zu Hause mit Solarpaneelen und Batterien ohne 48-VDC-Netzteile zu betreiben, die zu diesen Servern passen und die Ineffizienz des DC-zu-AC-Wechselrichters vermeiden würden, aber dann sah ich, dass der Preis für diese Netzteile bei 48 lag VDC. … MEIN GOTT. Return on Investment bis 2050!
48 V ist seit Strowgers Zeiten die Busspannung in Telekommunikationssystemen (mit riesigen Batterien) und wurde auf Glasfasernetzwerkgeräte übertragen.
Ja, die gesamte Telekommunikationsbranche läuft mit 48 VDC. Von alten analogen Schaltern bis hin zu modernen Mobilfunk-Basisstationen. IT-Rechenzentren werden in der Regel mit Wechselstrom betrieben.
GUT Der einzige Nachteil bei dieser Konfiguration (vorausgesetzt, die andere Hälfte ist zugelassen und wird an einem sicheren Ort fern von Haustieren und Kindern aufbewahrt) ist, dass die überschüssige Energie verschwendet wird, sobald der lokale Energiespeicher voll ist, wenn man sich so nah am Stromnetz befindet. Da es immer mehr Verbindungsleitungen gibt, ist es wahrscheinlich wirklich schade, dass diese Energie für billige Verbindungen ausgegeben wird. Ich gebe ihnen nicht die Schuld an dieser Situation, sie haben ihre Arbeit gut gemacht und finden keinen legalen/sicheren/bezahlbaren Weg, diese letzte Hürde zu umgehen … Bürokraten sind wahrscheinlich besser dran als Anwälte und Politiker. Obwohl sie sich im Leben oft ähneln, handelt es sich vielleicht doch alle um unterschiedliche Zustände derselben Lebensform …
Ich würde sagen, um den Nicht-Technikern mit Gleichstrom das Leben zu erleichtern, werden Sie wahrscheinlich mit der besten heute verfügbaren Option leben oder sie unterstützen, die wahrscheinlich über USB mit Strom versorgt wird ... obwohl ich es hasse, weil die Stromversorgung über USB ein Chaos ist, wenn man es richtig macht Scheint ein großes Problem zu sein und ist wahrscheinlich nicht so effizient wie eine 48-V-Schiene. Es ist so allgegenwärtig, dass es auch für technisch nicht versierte Menschen verständlich ist – weil es steckbar ist und funktioniert (bei richtiger Konfiguration). Es entfällt die Notwendigkeit, für alles den richtigen DC-DC-Wandler zu finden oder jedes Mal, wenn Sie ein neues Gerät anschließen, die Spannung der „Stromversorgung“ aktiv zu überwachen – das mache ich an meinem Schreibtisch, habe aber noch nichts kaputt gemacht …
Aber als handelsüblicher Akkupack mit Solar-Tracking-Eingang, vielleicht sogar als Wechselrichter für den AC-Pack, den Sie haben sollten, und wenn Sie den Bau eines eigenen, lästigeren USB-Netzteils vermeiden möchten, können Sie das USB-Power-Negotiation-Ding verwenden . Die Einrichtung ist für Sie nicht allzu schwer. Außerdem ist es für die Hacker unter uns mehr als genug, Sonnenkollektoren zu installieren (vorzugsweise auf Halterungen, die der Sonne nachgeführt werden), Statusmonitore bereitzustellen, Warnungen bei niedrigem Batteriestand bereitzustellen und Kabel ordentlich an der wichtigsten Stelle für betrügerische Arbeit zu organisieren. Ein wenig…
Eine gute Lösung für überschüssige Energie besteht darin, Lasten wie elektrische Komponenten in den Warmwasserbereiter zu leiten. Sobald die Batterie vollständig aufgeladen ist, kann sie auf die Nutzung verfügbarer Sonnenenergie zur Warmwasserbereitung umstellen.
Allerdings kann sich der Warmwasserbereiter mit der Zeit auch „füllen“ (heiß genug), es sei denn, er ist sehr groß.
Der Vorteil der Solarenergie besteht darin, dass Sie keine Solarenergie sammeln müssen. Sie können die Paneele sicher der Sonneneinstrahlung aussetzen, ohne potentielle Energie zu verbrauchen.
Das ist natürlich eine Verschwendung, und wenn es zu Ihrem Vorteil ist, ist die Einspeisung ins Netz die erste Wahl.
Wie CityZen sagt, wird es sich mit der Zeit füllen, es ist nur eine weitere Form der Energiespeicherung. Ganz zu schweigen davon: Wenn Sie bereits in einer heißen Gegend leben, wird Ihre Klimaanlage härter arbeiten, wenn Sie sie haben, und wenn nicht, wird Ihr Leben unangenehmer sein, als es sein sollte, weil der Tank genau so isoliert ist ... Wasser ist es wirklich Ein sehr guter Energiespeicher, aber die meisten Haushalte benötigen nicht wirklich viel Warmwasser, und ein größerer Einzelspeicher bedeutet, dass Sie immer noch reichlich Wasser haben, das Sie voll nutzen können, wenn Sie keine kostenlose Energie haben. Aufgrund der großen Oberfläche ist die Heizleistung höher.
Es gibt wirklich keine gute „Abladung“ auf individueller Ebene, ein großes Netzwerk mit großen Anlagen kann problemlos ein paar zusätzliche Schichten laufen lassen und die Produktion über den Bedarf hinaus steigern, um „kostenlose“ Energie optimal zu nutzen. Aber für mich persönlich ist es nur ein Vorwand, rund um die Uhr laut zu spielen und zu rocken, sorglos mit der Energie umzugehen, solange sie noch reicht oder bis der Nachbar einen umbringt.
Bei warmem bis heißem Wetter kann Absorptionskühlung jedoch dazu beitragen, überschüssige Wärme zur Kühlung von Wohnungen zu nutzen.
Sie können auch eine kleine Raumklimaanlage mit Wechselrichter betreiben, wenn Sie viel überschüssigen Strom abschalten müssen und es heiß ist. Vielleicht ist der Wechselrichter draußen … Es wäre sehr interessant zu sehen, ob man eine Wärmepumpe bauen kann, die Außenluft als Wärmequelle/Heizkörper nutzt. Sicher, es ist wirklich ineffizient, aber wenn Ihr Problem zu viel Leistung ist, wird die Ineffizienz fast helfen.
@smellsofbikes Nur weil man manchmal zu viel Power hat und etwas ineffizient bauen kann, heißt das nicht, dass man es auch tun sollte. Was passiert, wenn Sie gerade wenig Energie haben, aber dennoch einen sehr ineffizienten Prozess durchlaufen müssen? Wie in meinem Beispiel mit einem riesigen Wassertank oben muss man ein vernünftiges Gleichgewicht finden, damit wichtige/nützliche Dinge erledigt werden können, wenn die Energie knapp wird und man genug Energie für ein Heavy-Metal-Konzert hat. ..
Wenn man nicht für Geld geben kann oder warum nicht umsonst geben**? Dann ist all der Überschuss, den Sie schaffen können, nur das Potenzial, das Sie nicht nutzen, und es ist nicht das Ende der Welt, sondern nur eine Schande.
** Vorausgesetzt, dass hierfür keine aktiven Kosten anfallen – was hier ein großes Problem darstellt –, ist die „Pauschalgebühr“ für eine Netzwerkverbindung erheblich, sodass selbst dann wahrscheinlich Kosten anfallen, wenn Sie den Großteil Ihrer Verbindung nicht nutzen mehr . als sie es dir schicken. Sie bezahlen einen für den Selbstbehalt – nicht, dass ich dagegen wäre, den Selbstbehalt wegzugeben, es funktioniert für einige Leute in diesem riesigen Netzwerk und ich brauche es nicht. Aber einem Unternehmen so viel zu zahlen für das Privileg, mit anderen Menschen mehr Geld zu verdienen …
Da USB-betriebene Geräte immer häufiger vorkommen, habe ich mir etwas Ähnliches für 5 V überlegt. Noch besser wären mehrere 5-V-USB-C-Anschlüsse und mehrere AC-Anschlüsse. Von dort aus können Sie 5 V für Geräte mit geringem Stromverbrauch und USB C für Geräte mit hohem Stromverbrauch verwenden. Der Nachteil besteht darin, dass USB-C-Anschlüsse die Spannung pro Anschluss verarbeiten müssen, während USB A 5 V nur eine 5-V-Schiene ist.
Zumindest bin ich mir ziemlich sicher, dass ich am Ende ein Büro mit 5-V-USB-Stromversorgung bauen werde. Ich würde wahrscheinlich auch 12 V verwenden, da meine elektronischen Projekte, die mehr als 5 V benötigen, fast immer 12 V benötigen. (Außerdem bin ich mir ziemlich sicher, dass jeder Router, den ich besitze, 12 V verwendet, und es wäre schön, für jedes Gerät einfache Einzelsteckdosen anstelle eines Wandtransformators zu haben!)
Es tut mir leid, Ihnen sagen zu müssen, dass 5 V (oder sogar 12 V) schlecht für die Stromverteilung sind: Nur ein oder zwei Meter Schleppkabel mit Verlusten von 10 % oder mehr sind praktisch unbrauchbar. Autos haben ständig mit 12 V zu kämpfen, aber da sie klein sind, können sie damit umgehen, aber Lastwagen und große Boote verwenden 24 V, also ist 48 V der beste Wert: immer noch eine sichere Reichweitenbewertung, solange man sie nicht ausleckt . Standardspannung, ausreichende Ausrüstung und die Möglichkeit, eine bestimmte Länge ohne große Verluste zu transportieren.
Verluste bei der Stromumwandlung sind wichtiger als Kabelverluste. Wenn wir beispielsweise im Fall dieses Artikels davon ausgehen, dass jede Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Umwandlung einen Wirkungsgrad von 90 % hat, verlieren wir am Ende 27 % der Leistung, die wir von einem 5-V-USB-Ladegerät erhalten. Wenn der Wandler um 85 % etwas schlechter ist, erreichen die Verluste 39 %. In der Praxis erreichen Laderegler und -wandler typischerweise einen Wirkungsgrad von etwa 80 %, so dass allein für die Spannungsregelung nicht selten bis zur Hälfte der Energie verloren geht. Wenn der Systembedarf niedrig ist, können Verluste inaktiver Geräte fast die gesamte Energie verbrauchen.
Sofern Sie keine dicken Kabel verwenden, können die Kabelverluste bei 5 V recht hoch sein, und Sie werden wahrscheinlich mehr für diese Kabel ausgeben als für eine effiziente 24-V-Umwandlung.
Wenn Sie über zwei Dutzend 5-W-USB-Anschlüsse verfügen, benötigen Sie ein 120-W-Netzteil. Wenn das Netzteil eine konstante Grundlast von 10 W hätte, würde der nominelle „Wirkungsgrad“ bei der angegebenen Last 92 % betragen, aber wenn die durchschnittliche USB-Port-Auslastung etwa 5 % beträgt, beträgt der gesamte reale Systemwirkungsgrad etwa 60 %. .
Alles, was unter dem absoluten Minimum von 36 V liegt, sollte nicht über große Entfernungen verwendet werden. Vor allem nicht 5V. Netzteile sind so billig, Kupfer ist teuer und schwer. Auch Batterien sind teuer und Leistungsverluste stellen ein Problem dar.
Persönlich würde ich überhaupt kein LVDC-Mikronetz bauen (ich habe früher damit gespielt und es so sehr gehasst, dass ich ein ganzes Video darüber gemacht habe).
Ich sage immer: Legen Sie den Akku an den Ladepunkt und verwenden Sie ein Verlängerungskabel, wenn Sie Strom benötigen. Die Ausnahme bildet PoE, das für Ethernet praktisch kostenlos ist und Sie es möglicherweise für andere Zwecke benötigen.
USB-C für alle Ihre Projekte, Stromversorgung über externe Batterien und Wandadapter bei Bedarf. Beachten Sie, dass es USB-PD-Triggermodule gibt. Sie können 9, 15 oder 20 erhalten, wenn Sie möchten (12 V ist veraltet und funktioniert wahrscheinlich nicht mit neueren IIRC-Adaptern).
Wenn Sie Solarstrom nutzen möchten, eignen sich 12 V für kleine Läufe bis zu 100 W für ein paar Meter und sind auch häufiger anzutreffen als 5 V und 48 V usw., entscheiden Sie sich dafür. Oder kaufen Sie einfach einen kommerziellen LifePO4-Solargenerator, sie sind fantastisch.
Jeder angehende Heimwerker möchte immer etwas mit dem DC-Bus machen, aber das ist normalerweise eine schlechte Sache, weil Verbrauchergeräte nicht dafür ausgelegt sind und man den „funktioniert einfach“-Aspekt der USB-Warze verliert, die am Ende überall bleibt der Ort. Es sind sperrige Kabel und eine Menge nicht standardmäßiger Anschlüsse, die nicht in den Rest der Welt passen und nur ein Ärgernis für Ihr Heimwerkersystem darstellen.
Die beste Implementierung, die ich je gesehen habe, ist der ARES-Standard für Amateurfunk, aber selbst dann … ist er nur für kurze Auflagen gut.
Für die 5-V-Stromversorgung im Büro verwende ich einfach eine Steckdose mit eingebautem Transformator und einem USB-Anschluss.
Um 12 V für Router und andere Dinge zu klären, würde ich einfach einen großen 12 V-5-A-Transformator und ein 2,1-mm-Y-Kabel kaufen (stellen Sie sicher, dass Sie vernünftige bekommen) oder warten, bis das Triggermodul verfügbar ist. PPS für 12 V, nehmen Sie 12 V. USB von neueren Geräten – Port C.
Oder noch besser: Verzichten Sie, wann immer möglich, auf die Nicht-USB-Stromversorgung. Wenn Sie etwas mehr für ein Upgrade ausgeben, um alle USB-PDs zu erhalten, wird das gesamte Problem gelöst, wenn Sie einen neuen Router oder einen High-End-Router benötigen, der wahrscheinlich über USB mit Strom versorgt wird.
Wenn ich wirklich eine 12-V-Steckdose möchte, würde ich darüber nachdenken, einen Mean Well-Kabeltransformator in einer Servicebox neben der Steckdose zu platzieren, anstatt tatsächlich 12 V zu verwenden. Kein Single Point of Failure, kein Stromausfall bei dickem oder dünnem Kabel, einfache und offensichtliche Reparatur.
120 V Gleichstrom reichen für die Stromversorgung der meisten „Wechselstrom“-Quellen aus, aber das ist die unterste Grenze dessen, womit sie zufrieden sind. Sie bevorzugen 160 VDC oder höher.
Nein, meiner Erfahrung nach schalten sie bei etwa 65 V DC ab, aber Sie sollten die Leistung auch unter 130 V DC herabsetzen. Ich habe nicht gemessen, aber ich gehe von einem linearen Abfall von 100–0 % von 130–65 V DC aus.
Seltsame Annahme. Ich gehe davon aus, dass der Eingangskreis einen festen Strom verarbeitet. Das heißt, wenn die Spannung 130 V bis 65 V erreicht, wird die Nennleistung auf 50 % reduziert und unter 65 V wird ein anderer Spannungssperrkreis ausgelöst.
Viele Umspannwerke verfügen über eine Batterie, die die Sicherheitsrelais mit Strom versorgt und den Betrieb (Öffnen und Laden) der Leistungsschalter im Falle eines Stromausfalls ermöglicht. Die Standardspannung beträgt 115 VDC. Es läuft zu 100 % mit Batterie und verfügt über ein AC->DC-Ladegerät, um sicherzustellen, dass die Batterie immer voll aufgeladen ist. In diesem Fall gibt es also keine Solarenergie.
Laut Motzenbockers Buch „Reclaiming the Power“ https://yugeshima.com/diygrid/ nur 120vdc
Das Problem der Gleichstromverteilung wurde mit Hilfe von 802.3af (auch bekannt als PoE) – Power over Ethernet – gelöst. Es besteht eigentlich keine Notwendigkeit, den Ethernet-Teil der Gleichung zu verwenden. Allgegenwärtige Adapter, sichere Stromverteilung und hervorragende Berichts-/Verwaltungstools. Es ist nicht einmal teuer – Sie können einen 100 Mbit/s 48-Port-Hub auf Rechenzentrumsebene für nur 30 £ erwerben.
Das Marcel Hotel in New Haven verfügt über 164 Zimmer, die alle mit Solar- und kabelgebundenem Gleichstrom betrieben werden. Hier ist eine gute Übersicht: https://www.youtube.com/watch?v=J4aTcU6Fzoc.
Ich wollte es erwähnen, sie verwenden POE. Die durch den Betrieb verursachten Verluste müssen geringer sein als die Verluste beim Umschalten von Gleichstrom auf Wechselstrom und zurück auf Gleichstrom. Bietet Ihnen außerdem integrierte Analysen zu dem, was Sie verwenden.
Manchmal vergesse ich, dass ich offline lebe. Ich habe einen 48-VDC-zu-220-VAC-Wechselrichter in meinem Setup, der kontinuierlich etwa 5 kW liefert, obwohl er nie stark belastet wurde. Eine 220-Volt-Wasserpumpe, ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, Geräte, Werkzeuge, Beleuchtung, all das ist Standard für Sümpfe. Ich habe separate 12-V- und 24-V-Gleichstromeinstellungen und/oder die meisten anderen Arten von Stromeinstellungen. Betreiben Sie in derselben Anlage ein Stahlkonstruktionsunternehmen und pumpen Sie Trinkwasser für das große Pferd. Die Batterien stammen von einem großen USV-System, das ich bekomme, wenn ich die Batterien nach einem Zeitplan wechsle. Führen Sie einen Spannungstest an den Batterien durch, wählen Sie die besten aus, setzen Sie dann eine Widerstandsheizung ein, überwachen Sie erneut die Spannung, wählen Sie erneut die besten aus und kaufen Sie sie.
Ja, die meisten Geräte mit einem „universellen“ Wechselstromeingang können mit Gleichstrom betrieben werden. Multiplizieren Sie die AC-Eingangsspannung mit 1,4, um die äquivalente DC-Spannung zu erhalten. Ihre internen Sicherungen sind jedoch nicht für Gleichstrom ausgelegt. Ersetzen Sie sie durch eine DC-Sicherung oder verwenden Sie eine externe Sicherung. Zünden Sie das Haus nicht an!
> „Das bedeutet, dass die maximale Stromkreisspannung etwa 0,80 V beträgt. Im Falle eines Brandes (hoffentlich nie) wäre dies für die Feuerwehr keine nennenswerte Gefahr.“
Der ELV-Standard betrachtet 120 VDC als „sicher“ ohne Welligkeit, aber der allgemeine EU-Sicherheitsstandard begrenzt ihn auf 75 VDC, während die Niederspannungsrichtlinie für jede Spannung im Bereich von 75–1000 VDC gilt. Sie können immer noch gegen das Gesetz verstoßen und benötigen eine Genehmigung für die Installation eines solchen Systems, aber es ist schwierig, eine klare Antwort oder Dokumentation darüber zu finden, was genau Sie als Einzelbauer ohne spezielle Ausbildung tun können.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 19. Juli 2023