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Fokus www markttechnik de Nr 41 2024 16 werden mit Gleichspannung betrieben Und jedes Gerät mit einer AC DC-Umwandlung selbst das kleine USB-Ladegerät hat Umwandlungsverluste und verbraucht unnötige Ressourcen Ein weiteres Problem für Entwickler von Elektrogeräten besteht darin dass das Netzteil automatisch 90 bis 230 V AC und 50 bis 60 Hz unterstützen und mit mindestens vier verschiedenen Steckern geliefert werden muss wenn das Gerät weltweit eingesetzt werden soll Hinzu kommen die Prüfung und Zertifizierung des Geräts mit dem gewählten Netzteil Meine Idee die sich über mehrere Jahre hinweg entwickelt hat besteht darin eine Gleichspannungsinfrastruktur für Geräte mit geringer und mittlerer Leistung für zu Hause und im Büro zu entwickeln Ich lasse meine Idee jetzt weltweit über das Patent Cooperation Treaty PCT patentieren damit jeder überall die gleichen Gleichstromstecker Steckdosen Kabel Sicherungen Lichtschalter Leuchten und Lampen verwenden kann Wenn ein Haushalt keine erneuerbaren Energiequellen zur Verfügung hat reicht für eine typische Familie ein duales 24-V-Netzteil mit insgesamt 3000 W 150 Euro um vier Gleichstromkreise mit jeweils bis zu 720 Wzu versorgen Für alle die weltweit »abseits des Netzes« leben liefern Solarmodule und zwei 24-V-Batterien Energie für den Betrieb von Lichtern Radios und Ventilatoren zum Pumpen von Wasser zum Aufladen von Smartphones und sogar zum Betrieb eines kleinen 24-V-Kühlschranks Dieses Konzept lässt sich auf alle Arten von preisgünstigen Unterkünften anwenden Die Idee ist einfach Stellen Sie sich zwei 24-V-DC-Stromquellen vor die in Reihe angeschlossen sind Jede Buchse hat drei Drähte und drei Kontakte in den Buchsen Masse 0 V 24 Vund 48 V Dem Benutzer stehen drei Arbeitsspannungen zur Verfügung 24 V Lo 24 V Hi und 48 V Verschiedene interne Steckverbindungen ermöglichen die Auswahl der gewünschten Spannung 24 V Lo 24 V Hi und 48 V Als Stromquelle können Batterien dienen die von Sonnenkollektoren aufgeladen werden oder ein riesiges Doppelstromnetz für ein großes Mehrfamilienhaus – und alles dazwischen Der Titel meines Patents lautet »Residential DC Voltage Infrastructure« Gleichspannungsinfrastruktur für Wohngebäude was bedeutet dass die Hersteller der oben aufgeführten Stecker Steckdosen usw ihren Teil der Infrastruktur lizenzieren und produzieren Die Hunderte bis Tausende von verschiedenen Geräteherstellern müssen jedoch nur den Stecker kaufen Es gibt keine Möglichkeit HomeDC-Stecker und -Steckdosen mit den weltweit verwendeten AC-Steckern und -Steckdosen zu verwechseln Die Unterschiede zwischen den Lichtschaltern Glühbirnen und Leuchten sind jedoch nicht so offensichtlich Hier kommt das HomeDC-Label ins Spiel das ich mir in Europa und den USA gesichert habe sowie die URL HomeDC-Worldwide com Meine Idee ist optimal für neue Häuser und Wohnungen aber ein Elektriker könnte viele Stromkreise im Haus auch nachrüsten Das ist der große Vorteil der Verwendung einer 3-Draht-Leitung wie sie bereits in Häusern und Büros vorhanden ist In diesem Fall muss der Elektriker jedoch alle nachgerüsteten Stromkreise mit speziellen farbigen Schrumpfschläuchen kennzeichnen um eine Verwechslung mit den vorhandenen Wechselstromkreisen auszuschließen Der nachgerüstete Stromkreis kann dann mit den neuen HomeDC-Steckdosen Schaltern Dimmern Beleuchtungskörpern und Glühbirnen ausgestattet werden Viele Häuser verfügen heute über Solarzellen auf dem Dach oft mit 24-V-Batterien Die direkte Einspeisung der erzeugten Energie in das Stromnetz ist für Hausbesitzer nicht mehr so wirtschaftlich wie früher Bei Häusern mit Solaranlagen und Batterien werden die Batterien tagsüber aufgeladen und abends wird die Energie wieder in Wechselstrom umgewandelt und im Haus genutzt In diesem Fall kann die Umwandlung von Solarpanel-Gleichspannung oder Batterie-Gleichspannung in Wechselspannung jedoch Verluste von bis zu 15 Prozent verursachen Hinzu kommen die zusätzlichen Wechselstrom-Gleichstrom-Verluste 9 bis 15 Prozent in jedem Gerät das intern Gleichstrom verwendet Diese derzeitige Standardkonfiguration führt zu Gesamtverlusten von bis zu 30 Prozent Bei HomeDC werden alle Gleichstromgeräte im Haus tagsüber direkt von den Sonnenkollektoren versorgt wobei überschüssige Energie in den Batterien gespeichert wird Erst wenn die Batterien entladen sind wird die duale AC DC-Stromversorgung aktiviert und versorgt weiterhin die Gleichstromverbraucher im Haus Alle leistungsstarken Geräte im Haus werden dann weiterhin nur mit Wechselstrom versorgt In Deutschland gibt es die Open DC Alliance ODCA die den Einsatz von Gleichstrom in Fabriken untersucht hat Das Fraunhofer IPA unterstützt mit seinem Wissen nun Fabriken bei der Entwicklung ihres DC-Konzepts Sie sprechen von 50 Prozent Einsparungen beim Strom und 50 Prozent Einsparungen beim Kupfer 2-Draht vs 3-Draht Dass am 23 Oktober 2024 in München die »DC-Konferenz – Gleichstrom-Netze für die Industrie« powered by ODCA stattfindet zeigt dass das Thema Gleichstrom auf der Niederspannungsebene hierzulande an Fahrt aufnimmt Hier liegt der Schwerpunkt zwar auf DC-Netzen für die industrielle Produktion doch gibt es viele Schnittmengen zur Versorgung von Gebäuden und Wohnhäusern Deshalb werde ich auf der DC-Konferenz in München vor Ort mit einer Posterpräsentation vertreten sein um meinen HomeDC-Ansatz zu demonstrieren und zu erläutern Mein Ziel ist es Gleichspannungen in die Haushalte und in die Büros zu bringen um die Sicherheit zu erhöhen die Stromund Gerätekosten zu senken und den Ressourcenverbrauch zu reduzieren Angesichts des Klimawandels ist es jetzt an der Zeit unser Denken über die Elektrifizierung von Wohngebäuden zu überdenken und Gleichspannungen ins Haus zu bringen ha ■ Die Markt Technik veranstaltet am 23 Oktober im Holiday Inn München die »DC-Konferenz Gleichstromnetze für die Industrie« powered by ODCA Die im November 2022 gegründete Open Direct Current Alliance hat sich zum Ziel gesetzt die DC-Microgrids aufgrund ihrer vielen Vorteile schnell in die industrielle Produktion zu bringen Auf der DC-Konferenz können sich die Teilnehmer anhand von Vorträgen aus der Praxis ein Bild davon machen welche Komponenten für den Aufbau eines Gleichstromnetzes in der Produktion erhältlich sind wie sich Gleichstromnetze schon heute in der Praxis aufbauen lassen aber auch wo gegenwärtig noch Hürden liegen und wie sie überwunden werden können ha DC-Konferenz Gleichstromnetze für die Industrie