Nasza sieć zasilająca dostarcza prąd przemienny o napięciu 230 woltów. Jednak wiele urządzeń domowych jest wewnętrznie zasilanych prądem stałym i znacznie niższymi napięciami. Powoduje to straty, dlatego wielu ekspertów domaga się teraz drugiej sieci energetycznej w domu - sieci prądu stałego o niskim napięciu.
Systemy fotowoltaiczne, pojazdy elektryczne i wiele nowoczesnych, elektronicznych odbiorców, takich jak diody LED czy komputery, pracuje na prąd stały (w skrócie DC). Zwykła sieć energetyczna oparta jest na prądzie przemiennym (w skrócie AC). Podczas konwersji z prądu przemiennego na prąd stały i odwrotnie traci się dużo energii. Dlatego warto, aby operatorzy systemów fotowoltaicznych pomyśleli w szczególności o drugiej, równoległej sieci. W ten sposób można wykorzystać znacznie większą część energii słonecznej.
Jaka jest różnica między AC a DC?
Ogólnie, prąd elektryczny jest rozumiany jako kierunkowy ruch nośników ładunku elektrycznego.
- Prąd stały
W przypadku prądu stałego ta sama ilość nośników ładunku porusza się tylko w jednym kierunku. Oznacza to, że kierunek i siła prądu są trwale takie same.
- Prąd przemienny
Jak sama nazwa wskazuje, zmienia się również kierunek bieżących zmian i wysokość przesuniętej opłaty. Jednak prąd potrzebuje pewnego czasu, zanim będzie mógł płynąć w przeciwnym kierunku z pełną mocą.
Szybka zmiana fazy jest niezwykle ważna, zwłaszcza ze względów bezpieczeństwa: Porażenie prądem o wysokim napięciu DC powoduje uporczywe podrażnienie ośrodkowego układu nerwowego - nie jesteś już w stanie samodzielnie puścić przewodu elektrycznego, jeśli zostaniesz „wytarty”.
Zalety sieci DC w domu
Urządzenia gospodarstwa domowego, takie jak ładowarki do telefonów komórkowych, komputery, telewizory Smart TV, telefony, radia lub oświetlenie LED, działają wewnętrznie pod napięciem stałym. Przy wszystkich tych odbiornikach prąd przemienny z sieci domowej 230 V musi zostać przekształcony w prąd stały. Do tego potrzebny jest zasilacz do konwersji. Jeśli zintegrujesz sieć prądu stałego w swoim domu, możesz obejść się bez tych zasilaczy i podłączyć urządzenia bezpośrednio do napięcia stałego. Przede wszystkim oszczędza to koszty, ponieważ zapobiega się stratom konwersji.
Dobrze wiedzieć: obwody pośrednie napięcia stałego są również coraz częściej stosowane w przemyśle. W przemyśle motoryzacyjnym istnieją nawet projekty pilotażowe, które mają na celu zaopatrywanie całych jednostek produkcyjnych wyłącznie w prąd stały.
Jak integrujesz sieć prądu stałego?
Aby uzyskać sieć prądu stałego w domu, należy po prostu ułożyć drugą sieć liniową równolegle do sieci 230 V w budynku. Brzmi to bardziej skomplikowanie niż jest w rzeczywistości: wystarczy podzielić prąd przemienny i prąd stały w jednym punkcie sieci domowej za pomocą konwertera napięcia, a następnie można poprowadzić znacznie cieńsze kable przez te same przewody i szczeliny ścienne, co konwencjonalne kable zasilające - wygodnie jest teraz również 230 woltów Gniazda, które zapewniają również gniazda USB do zasilania prądem stałym. Ale upewnij się, że nie mają one zintegrowanego transformatora. Lub możesz podzielić swój dom na kilka segmentów: takie, w których coraz częściej wymagany jest prąd przemienny, oraz takie, w których można się obejść bez. Jest to wskazane na przykład w sypialniponieważ pola AC mają negatywny wpływ na sen. W razie potrzeby można również ułożyć w domu sieć prądu stałego wraz z kablami sieciowymi - w końcu cyfrowe urządzenia końcowe są najważniejszymi odbiorcami prądu stałego.
Gniazda USB w sieci prądu stałego bardziej efektywnie wykorzystują energię słoneczną.
Dla kogo warto korzystać ze źródła prądu stałego?
Sieć z prądem stałym jest szczególnie odpowiednia dla właścicieli domów z własnym układem słonecznym, pojazdem elektrycznym lub systemem magazynowania energii. Ponieważ wszystkie te trzy elementy działają pod napięciem stałym. Jeśli konsumenci są połączeni systemem kontroli, konsumpcją można skutecznie zarządzać wewnętrznie. Na przykład, jeśli chcesz naładować samochód elektryczny, system automatycznie wykrywa, skąd powinna pochodzić energia. Na przykład, gdy świeci słońce, samochód jest ładowany energią z ogniw słonecznych. Jeśli to nie wystarczy, pozostała energia elektryczna jest pozyskiwana z akumulatorów systemu magazynowania energii elektrycznej. System podłącza się do publicznej sieci AC tylko wtedy, gdy są one puste. Odbywa się to bez strat, nawet jeśli napięcia DC są nieco inne.Masz również możliwość usunięcia z takiego systemu zwykłego falownika, który przekształca energię słoneczną w napięcie przemienne, a tym samym oszczędza dalsze koszty.
Samochody elektryczne mogą być zasilane prądem stałym.
Wykorzystanie energii słonecznej bez objazdów
Jeśli masz panel fotowoltaiczny na dachu i chcesz go wykorzystać do obsługi komputera, musisz wziąć pod uwagę, że prąd stały z modułu PV musi najpierw zostać zamieniony na prąd przemienny. Tracisz średnio pięć procent. Zasilacze komputera i ekranu pracują zwykle w zakresie częściowego obciążenia, ze sprawnością około 60 procent. W takim przypadku możesz faktycznie zużyć tylko od 50 do 60 procent wytwarzanej energii elektrycznej. Gdybyś doprowadził energię słoneczną bezpośrednio do sieci prądu stałego, uzysk użyteczny wyniósłby około 95%.
Wady sieci prądu stałego
- Jeśli chcesz zasilać różne obciążenia energią z sieci prądu stałego, musisz pamiętać, że nie każde urządzenie wymaga tego samego napięcia znamionowego. Na przykład laptop potrzebuje 19,5 V, automatyczna sekretarka 12 V, a telefon komórkowy 5 V - utrudnia to znalezienie optymalnego napięcia i oznacza, że często można zaoszczędzić tylko część zasilania.
- Samochód elektryczny potrzebuje własnej linii, ponieważ prąd ładowania jest znacznie wyższy niż prąd stały urządzeń cyfrowych.
- Prąd stały powinien zawsze płynąć tylko w zakresie niskiego napięcia, w przeciwnym razie ryzyko wypadków elektrycznych jest bardzo wysokie. Ponieważ nie ma zmiany fazy, przy wyższych napięciach istnieje ryzyko, że nie można puścić przewodu po zetknięciu.
- Zasadniczo w przypadku niektórych urządzeń możliwe są wysokie zyski wydajności w przypadku sieci prądu stałego, ale łączne oszczędności zwykle nie są bardzo duże, ponieważ najwięksi odbiorcy energii, tacy jak oświetlenie konwencjonalne (bez diod LED), kuchenki elektryczne, podgrzewacze wody, lodówki i zamrażarki są zasilane napięciem zmiennym.
- Lampy LED w klasycznych rozmiarach gwintu mają zintegrowany transformator - dlatego te nowoczesne lampy można używać tylko w połączeniu z konwencjonalnymi lampami na prąd zmienny w sieci prądu przemiennego 230 V. Chcąc podłączyć oświetlenie LED do sieci prądu stałego, musisz kupić specjalnie zaprojektowane lampy i reflektory.
- Większość cyfrowych urządzeń końcowych dostępnych na rynku jest (nadal) zaprojektowana dla prądu przemiennego i nie można ich łatwo używać w sieci prądu stałego z wbudowanym transformatorem.