Thema: Gleich- oder Wechselstrom – droht ein neuer Stromkrieg?

erstellt am: 08.01.2018 11:58

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Gleich- oder Wechselstrom – droht ein neuer Stromkrieg?


Die Zukunft der Stromversorgung wird DC sein: Eine provokante und jetzt noch visionäre Aussage. Doch die ersten Schritte in diese Richtung sind bereits vor einigen Jahren gemacht worden und die Vorteile beflügeln langsam die bislang eher zurückhaltenden Marktteilnehmer.

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Kommentar zu: Gleich- oder Wechselstrom – droht ein neuer Stromkrieg?
08.01.2018 11:58

Ein guter Ansatz ist das wohl. DC-Netze könnten in der Tat die Technik wesentlich vereinfachen, die Effizienz erhöhen und hätten auch Potential zur Kostensenkung.

Nur wird man sich mit der Schalt- und Sicherheitstechnik ausgiebig auseinandersetzen müssen. Da DC naturgegeben keine Nulldurchgänge hat, wird die Problematik von Lichtbögen drastisch verschärft. Dies betrifft Störlichtbogen in Fehlerfällen, wie auch Schaltlichtbogen in Schaltern, Relais & Co.

Gleich-Kriechströme ermöglichen zudem elektrochemische Zersetzungsprozesse per Material- und Ionenwanderung sowie elektrolytische Vorgänge. Somit sind hohe Gleichspannungen im breiten Feldeinsatz auch bezüglich der Isolationsmaterialien und -verfahren ziemlich... .. spannend.


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Kommentar zu: Gleich- oder Wechselstrom – droht ein neuer Stromkrieg?
08.01.2018 12:05

der Beitrag übersieht wieder einmal. dass die Verluste in den elektronischen Netzteilen nicht durch die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom erfolgen, sondern dass bis vor kurzem in Schaltnetzteilen wenig am Wirkungsgrad der DC/DC-Wandler gemacht wurde. Wenn ich eine große Wärmeentwicklung am Schaltnetzteil eines Laptops feststelle, liegt dies an Schalt- kupfer- und Kernverlusten der schlecht designten DC/DC-Wandler.
Weitere Nachteile von DC sind:
Lichtbogengefahr, insbesondere bei Schaltern und Sicherungen, wodurch diese Bauelemente in DC-Ausführung groß und teuer werden
Gefahr von Elektrokorrosion in Isolierstoffen und an Kabeln und Installationstechnik
Probleme bei der messtechnischen Erfassung / Metering, da Offset durch Halbleiter und Thermospannungen selbst bei chopperstabilisierten Messketten größer ist, als bei AC-Messtechnik
Keine Information zum Netzzustand mit Hilfe der Netzfrequenz
Zwingender Einsatz von Halbleitern bei Wandlung der Spannungsebene, daher geringere Zuverlässigkeit als bei klassischen Mittel- und Hochspannungstrafos
EMV-Störungen durch DC/DC-Wandler machen elektronische Lichtbogendetektion unmöglich.


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RE: Gleich- oder Wechselstrom – droht ein neuer Stromkrieg?
08.01.2018 12:50

Ich stimme den Vorrednern zu.
Ein Fehlerstromschalter für AC kostet heute 30 Euro. Dasselbe für DC kostet 800 Euro. Mag sein, dass die Preise bei steigendem Badarf fallen. Der höhere Aufwand für DC-Fi-Schalter wird bleiben.
Ein 48 Volt Haushaltnetz könnte sich obendrein als Kupfergrab erweisen, da Waschmaschinen z.B. bei unter 2 kW Heizleistung kaum die Anwenderin begeistern wird.


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FERGEHOF





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RE: Gleich- oder Wechselstrom – droht ein neuer Stromkrieg?
08.01.2018 19:31

Im Artikel geht man ausführlich auf die Verluste bei der Spannungswandlung in AC-Netzen ein. Dass man jedoch in DC-Netzen ebenfalls wandeln muss und dabei ebenfalls Verluste anfallen, hat der Autor scheinbar übersehen. Dazu kommt, dass ein einfacher Trafo meist ewig funktioniert und bei kleinen Leistungen kurzschlussfest ist. Mit Schaltreglern wird man diese Langzeit-Zuverlässigkeit nicht erreichen. Dass die Performance verloren geht, ist nur ein Aspekt. Auch das Risiko eines Brandes steigt. Dabei müssen immer mehr Geräte permanent am Netz bleiben und können nicht mehr durch einen Schalter ausgeschaltet werden. Eine moderne dimm- und steuerbare Beleuchtungsanlage beispielsweise liegt permanent am Netz und wird durch die Information auf meist anderem Weg gesteuert. Sie muss permanent unter Spannung stehen, sonst kann sie aus dem ausgeschalteten Zustand heraus nicht in Betrieb gehen. An einem AC-Netz genügt eine einfache Sicherung, um bei einem Kurzschluss den Strom abzuschalten, dem Nulldurchgang sei Dank. Bei DC-Netzen wird das Abschalten im Störungsfall zumindest eine dankbare Aufgabe. Dass man am DC-Netz wegen fehlender Nulldurchgänge kleinere oder gar keine Elkos mehr benötigt, macht die Elektronik auch nicht um Größenordnungen zuverlässiger.


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RE: Gleich- oder Wechselstrom – droht ein neuer Stromkrieg?
17.01.2018 08:26

Bei gleicher Spannungslage hat allerdings ein DC-Leistungstransport wegen der fehlenden kapazitiven Kopplung zwischen den 3-Phasen der Leitungen vs. der Erde geringere Verluste. Ob sich das rechnet,


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RE: Gleich- oder Wechselstrom – droht ein neuer Stromkrieg?
17.01.2018 08:48

im Wesentlichen stimme ich den Kommentaren zu. Ein Weg wäre auch DC-Netze als zusätzliches Netz im Bereich der Verbraucher einzuführen. Damit wäre eine sinnvolle Migration möglich und der echte Nutzen würde sich durchstezen.

Eine Spannungsebene könnte 48 VDC betragen, eine zweite 120 VDC.Im übrigen sind die teuren Gleichstromsensitiven FI (RDC) (Type B) bereits mehr als notwendig, da Gleischstromfehlerströme bereits seit längerem ein Thema sind.


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FERGEHOF





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Beiträge: 192

RE: Gleich- oder Wechselstrom – droht ein neuer Stromkrieg?
17.01.2018 09:20

Ach ja, die drei Phasen im Wechselstromnetz, die hatte ich glatt übersehen. Die ermöglichen extrem einfach aufgebaute Drehstrommotore. Und bei DC? Drei Phasen gibt es nicht mehr, man muss sie beim Verbraucher extra erzeugen. Dazu kommt, dass eine Drehstromlast mit symmetrischer Verteilung eigentlich nur drei (relativ) dünne Leitungen benötigt. Bei DC-Netzen muss man die gleiche Leistung über die beiden Leiter transportieren, man benötigt also dickere Drähte. Und bevor man den Motor betreiben kann, braucht man wieder eine Elektronik für die Erzeugung von Drehstrom ((BLDC-Motoren).


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RE: Gleich- oder Wechselstrom – droht ein neuer Stromkrieg?
17.01.2018 11:29

Warum 120VDC?
Ich würde NIE jemanden in sein Haus / Wohnung so eine Spannung legen. Was soll denn damit gemacht werden. 48V sind genug, 24V wäre noch besser.
Die meisten Elektroniken laufen heute mit 5V oder darunter. Relais manchmal auf 12V, muss aber nicht sein. LED Lampen/Chips könnten so hintereinander geschaltet werden, das sie damit auskommen ( plus Konstantstromquelle ).
3 PV Module in Reihe und man kommt auf ca. 100V. Genug um eine 2 x 48V Batterie zu laden.
Von dieser Batterie wird dann, eine auf Masse bezogene DC abgegriffen.
usw
Zur Not kann man dann noch aus den 96V mit einem Sinus-WR seine eigene 230VAC machen, die nicht am öffentlichen Netz hängt / hängen darf. Und weg ist die EEG-Umlage und alle anderen Abgaben.
Dies ALLES aber nur im Grid, d.h.nach dem Zähler.
BotU


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RE: Gleich- oder Wechselstrom – droht ein neuer Stromkrieg?
17.01.2018 19:26

Was heißt neuer Stromkrieg, beide Systeme haben ihre Vor- und Nachteile.Beide Systeme sind in Fahrzeugen,Schiff, Flugzeug, Bahn nebeneinander vorhanden. Wechselstrom (AC) ist transformierbar, mit einem Transformator kann man mit hohem Wirkungsgrad jedes Spannungsniveau erreichen.
Bei Gleichstrom (DC) ist das nicht so einfach, hier ist der Aufwand wesentlich höher.Dafür läßt er sich einfacher speichern,Batterien, Kondensatoren usw.
Ein anderer Punkt ist die Verteilung bei höherem Spannunungsniveau, hier ist der Aufwand bei Gleichstrom wesentlich höher bei den Überwachungs- und Schalteinrichtungen.
In Haushalts- und Betriebsverteilung und Verteilung im Netz wird der Wechselstrom bzw. Drehstrom seine Vorherrschaft behalten.In Fahrzeugen sind heute schon DC-Netze wegen der kurzen Verteilungsstrecken und der Speicherung sowie der verfügbaren Wandler in der Leistungselektronik für die jeweilige Aufgabe einsetzbar. Spannungen über 65 V sind aber für den allgemeinen öffentlichen Einsatz nicht geeignet.
Große Verteilungsstrecken werden schon mit Gleichstrom (HVDC) betrieben, was jedoch einen hohen Aufwand an Wandlertechnik und Isolation erfordert, dafür sind die Leitungsverluste geringer, sowie eine Stabilität der Übertragung einfacher ist.
Fazit: Beide Systeme können wegen der heutigen Wandlermöglichkeit in ihrem Bereich vorteilhaft betrieben werden.


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