120V DC Hausnetz?

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Hi.

Zur Zeit nutze ich eine 24V Akkuanlage. Problem sind, trotz hoher Querschnitte, die Verluste. Die Akkuanlage steht aus Sicherheitsgründen nicht im Haus, sondern ist über 18m NYY 5x10mm² angebunden. Je 2 Adern parallel für Plus und Minus (also 20mm²). Von der kleinen DC Verteilung geht es mit 2,5mm² oder 6 mm² zu den Verbrauchern, zum Teil nochmal 15m. Am Ende sitzen dann DCDC Wandler auf 12V oder einfach KFZ USB Adapter zur Versorgung der Geräte. Vieles hab ich auch über POE angeschlossen.

Zusätzlich hab ich an der Akkuanlage noch einen 1 kW Inselwechselrichter, um 230V Verbraucher im Gartenhaus versorgen zu können. Mit 3x1,5 geht es aber noch weiter bis ins Haus und ich kann im Keller auch noch 230V von der Insel abnehmen. Der Wechselrichter ist aber nicht immer an.

Wenn die Batterie voll ist, speise ich darüber hinaus über einen Mikrowechselrichter direkt ins normale 230V Netz ein. Dafür ist eine zweite 3x1,5mm² Leitung zum Gartenhaus vorhanden.

Ich wollte die Akkuanlage vergrößern, und dann auch mit der Spannung hoch gehen. Die 24V Anlage würde ich trotzdem behalten, aber diese nur noch lokal verwenden und die 24V nicht mehr durchs ganze Haus schicken.

Für die große Anlage würde ich dann wohl auf 48V oder sogar auf 120V DC gehen.

48V ist ja mittlerweile schon relativ gängig.

Aber bei 120V DC kommt man in einen Bereich, wo man schon wieder handelsübliche Schaltnetzteile und Leuchtmittel verwenden kann. Die sind zwar eigentlich für AC, aber ich hab schon diverse handelsübliche Netzteile und LED Leuchtmittel testweise an 120V DC angeschlossen, und die funktionierten. Manche funktionierten sogar schon knapp unter 100 V DC.

Nun ist ja das Problem, dass die Gefahr von Lichtbögen bei größeren DC Spannungen steigt.

Ich hab schon ein paar Versuche mit 120V DC gemacht. Eine normale Geräte-Feinsicherung hat nicht ohne einen deutlichen Lichtbogen getrennt. Dabei wurde sie komplett zerstört. Da müsste man wohl die US-Version nehmen, die ist länger.

Bei 120V DC würde ich dann wahrscheinlich schon Neozed Sicherungen verwenden und zweipolig absichern. Und für die Endstromkreise normale B6 oder B10 Sicherungsautomaten, damit man auch schalten kann. Zweipolig, und dann Plus und Minus schalten, um die Trenn-Strecke zu vergrößern. Im Versuch hat es mit 2 Poligen Sicherungsautomaten zumindest funktioniert.

Was sagt ihr zu 120V DC? Oder würdet ihr nicht über 48V gehen?

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Ich hab nicht genau verstanden was du machen willst. Einen Akku mit 120 VDC ? Könnte ich mir mit Bauchschmerzen vorstellen.

Eine 120VDC Stromverteilung mit Steckdosen, Leuchtmittel etc würde ich in keinem Fall machen. Viel zu gefährlich, Finger weg.

Ja da 48V DC noch ungefährliche Spannung

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Vielleicht solltest Du Dir zuerst Dir die Grundlagen der Elektrotechnik zu Gemüte führen. Wechselstrom war schon immer vorteilhafter, wenn es um Leitungsverluste geht. In Europa haben wir uns auf 220-240V geeinigt. Dies nicht ohne Grund.
Für ein normales Hausnetz, selbst wenn es ein paralleles Inselnetzwerk ist, stehen Standardkomponenten zur Verfügung. Darunter auch RCD, die Dir bei dieser Bastelwut das Leben retten können.
Bei 48V DC bist Du an der Grenze zum Berührungsschutz. Du kannst mit trockenen Händen beide Pole anfassen und es passiert so gut wie nichts.
Solltest Du schon mal am 230V-Netz einen "Gewischt" bekommen haben, dann kannst Du der Wechselspannung mit 50 Hz danken, denn es gibt 100 Nulldurchgänge pro Sekunde. Die Muskulatur zuckt und mit ausreichend Glück, löst Du Dich auch wieder.
Bei 120V und den entsprechenden Strömen, bleibst Du kleben. Die Muskulatur verkocht. Es ist ein elektrischer Stuhl auf "Kleinspannung".
Natürlich funktionieren primär getacktete Schaltnetzteile auch mit 120V DC. Die funktionieren auch mit 400 Hz aus der Avionik. Funktionieren bedeutet aber nicht sicher.
Mein Rat: Lass die Finger davon, spiel vielleicht mit 48V und such Dir für Dein Haus eine Versicherung, die groben Unfug auch absichert.
Bei solchen Fragen streuben sich meine Nackenhaare

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Alle gewöhnlichen Schaltgeräte eignen sich für bis zu 32V=. Darüber beginnt erhöhter Verschleiß, dann stehender Lichtbogen. Bei nennenswerter Leitungsinduktivität wirds noch viel lustiger.

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Finger weg von sowas.

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In deinem ganzen Text hier fehlt mir das Stichwort "PV". Wie lädst du denn deine Akkus aktuell? Und wenn über PV, womit willst du dann den 120V-Akku laden?

Dein DC-Konzept mit dutzenden and Kleingeräten/Wandlern/... ist zwar anfangs nett, weil man mit wenig Invest anfangen kann, es skaliert aber nicht sinnvoll mit steigender Leistung. Der sinnvolle Schritt wäre, den ganze DC-Kram zu verkaufen, und auf einen normalen Hybrid-Umrichter (DEYE, ...) umzusteigen, mit 48V-Batterie und 230V-Wechselstromnetz hinten dran.

Oliver

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@wilm

Hallo

Bevor du anfängst anderen Nachhilfe zu geben, solltest du vielleicht selbst erst mal ein Buch zum Thema lesen.

Wo bitte ist der Vorteil von AC gegenüber DC bei der Leitungsübertragung?

Ganz besonders übel ist das nachplappern von Märchen, bei denen man bei 120V "festklebt" um zu verkochen.

Ein elektrischer Stuhl funktioniert nämlich nicht mit Gleichspannung.

Bei solchen Antworten sträuben sich bei mir die Nackenhaare.

mit freundlichen Grüßen

Thomas

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Klingt halt dramatisch wenn man FUD verbreitet...

Man könnte aber auch sich erkundigen dann würde man z.B. sowas finden

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und da sind die 120V DC schon nicht mehr so hoch, dass man sich damit sofort lebensgefährlich umbringen kann.

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Sei doch bitte etwas umgänglicher. Man kommt bei einem solchen garnicht einfachen Thema zu leicht in die Gefahr, selber auf der falschen Strassenseite zu stehen.

Bei der Tatsache, dass bei nur geringen Verlusten mit dem guten alten Trafo transformiert werden kann. Dass schalte über 48 V leicht zu bauen sind. Ganz besonders die Brandgefahr durch Lichtbogen,Fred viel übler abläuft als bei Wechsel Strom. Dass die Gefahr für den Menschen bei 220 VAC geringer ist als bei DC. Dass bei 220 V AC die Ströme nur halb so groß sind wie bei 120 V. Hast du schonmal einen US Fön gesehen? Dessen Kabel?

Das mag richtig sein, aber bei ziemlich wahrscheinlich tot sind solche Details ziemlich unwichtig.

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@Ragnar Das mit der Elektrik ist schon seit über 100 Jahren kein "Neuland" mehr, was da geht was sich bewährt hat, wie man es macht ist alles bekannt.

Du hast da eine Steinzeit Batterie schätze ich, also irgend was mit Blei Säure, da kannst Du noch zusätzlich Zellen oder Batterien in Reihe schalten um in den Bereich von 60 V zu kommen und dann da ausserhalb vom Batteriehäuschen (Knallgasexplosion...) mit einem Inverter den seit 100 Jahren bewährten Wechselstrom zu machen, für den hast Du reichlich (5 x 10 mm2) Kupfer verlegt.

Das geht alles innerhalb der VDE und anderen Normen, alles andere speziell über 60 V ist unüblich und damit besonders teuer oder besonders riskant.

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Ich würde von 120 V DC - zumindest als Hausverteilung - auch Abstand nehmen. Ich war auch mal der Meinung, man könnte vieles auch direkt mit DC erledigen. In den meisten Geräten wird ja AC sofort in DC umgewandelt (mit entspr. Verlusten) und intern eigentlich nur DC genutzt (nahezu alle motorlosen Geräte können meist mit DC genutzt werden - müßten aber entsprechend am Eingang umgebaut werden - da ja oft ein Netztrafo verbaut ist, der die 230 VAC auf interne 12 oder 24 (oder...) VDC heruntertransformiert und gleichrichtet. Wenn der Netztrafo nun 120VDC sieht, brennt die Primärwicklung sofort durch! Ebenso kannst Du weder Staubsauger, Fön, Waschmaschine, Bohrmaschine oder Kreissäge etc. an DC verwenden. Beim Wasserkocher ist es eigentlich egal, so lange die Spannung passt.

120 VDC auf alle Steckdosen zu geben halte ich für brandgefährlich! Du bist mal nicht zuhause oder deine Gäste nutzen eine Steckdose um ihr Handy zu laden und das Ding fliegt ihnen im besten Fall nur um die Ohren! Und du dürftest wohl auch keinen Elektriker mehr in die Wohnung lassen und müßtest das Kleingedruckte in den div. Gebäude- und Hausratversicherungen nochmal lesen!

Ich habe stattdessen z.B. viele Lampen im Durchgangsbereich (Flure, Treppenhäuser, Keller, tlw. auch Bad) mit 12-LED-Leuchten bestückt die über Bewegungs-IR-Sensoren bei Dämmerung das Licht einschalten - gespeist aus 12V Liion-Batterien (z.B. alte Laptopakkus sind oft geeignet). Die Kapazität reicht je nach Jahreszeit und Nutzung ca. 4-6 Wochen - dann muß ich wieder nachladen.

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Hi,

ich wollte die 120V nicht direkt auf handelsübliche Steckdosen oder Lichtschalter geben. Es sollen nur ausgewählte Geräte (fest) angeschlossen werden. Der Hintergedanke ist, bei 120V laufen meistens viele handelsübliche Schaltnetzteile schon. Von 120V kommt man daher relativ günstig auf z.B. 12 oder 24V. Und die Leitungsverluste sind geringer als direkt mit 24V oder gar 12V Stecke zu machen.

Klar, man kann auch mit einem Wechselrichter auf 230VAC direkt an der Batterie wandeln, aber die Leerlauf-Verluste sind enorm.

Und ja, es wäre eine Bleibatterieanlage die ich günstig erworben habe. Im Original sind es sogar 18 Stück in Reihe. Also 216V (Leerlaufpannung 242 V DC zwischen + und - am Ladegerät)

242V DC ist mir aber dann tatsächlich too much.

Schutzkleinspannung geht ja bis 120V, also wäre das meine Grenze, so dass ich die Akkus auf 9S2P anschließen würde.

Ich müsste dann nur noch sehen, wie ich das am Besten mit PV laden würde. Wahrscheinlich würde ich AC Überschussladen machen.

Das vorhandene (originale) Ladegerät ist ja relativ simpel, das ist grob gesagt einfach ein dicker, schwerer Trenntrafo mit Gleichrichter dahinter der stumpf 242V DC in die Akkus drückt. Das kann man mit 121 V dann ja genauso machen.

Es handelt sich übrigens um eine Sicherheitsbeleuchtungs-USV Anlage, welche Ende der 90er gebaut wurde.

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Jeder ist seines Glückes Schmid…

Oliver

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@oliverso Ich weiß, Bleiakkus sind nicht das Gelbe vom Ei. Mein "Batteriehaus" ist allerdings unbeheizt, und ich habe gehört, dass Li Akkus unter 5 Grad schnell kaputt gehen, wenn sie dann benutzt werden.

Entweder müsste ich sie dann im Winter abklemmen oder beheizen. Weil der Strom so knapp ist im Winter, würde es eigentlich nur Sinn machen, sie abzuklemmen/abzubauen und das bisschen PV Ertrag dann über einen Mikro-Wechselrichter direkt ins Hausnetz einzuspeisen.

Meine 24V Bleiakku Bank hat den Winter gut überstanden. Aber die Kapazität hat im allgemeinen doch schon merklich nachgelassen.

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@paddy72 In Bohrmaschinen oder auch in Kreissägen sind Reihenschluß- oder auch Allstrommotoren verbaut. Sofern die keine Drehzahlsteuerung haben, laufen die auch mit Gleichstrom. Erklärt sich dadurch, dass in Anker- und Erregerwicklung der Strom in der gleichen Richtung fließt und sich abstoßende Magnetfelder bilden.

@TE

Viel Spaß mit dem bei Bleibatterien anfallenden Wartungsaufwand. Wasserverlust und entstehendes Knallgas, falls es keine Geltypen sind.

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Danke für die Info, Thorsten, aber ich glaube die meisten Bohrmaschinen heute haben eine Drehzahlsteuerung, meine zumindest - das läuft doch meist über PWM - dann viel Spaß mit DC. Ich habe aber auch noch Vorkriegsmodelle von meinem Großvater, die hat tatsächlich nur 2 Gänge :slight_smile:

Knallgas ist aus meiner Sicht unkritisch, wenn nicht über 14,4V (bei 12V Batterie) geladen wird. Das Gasen fängt erst darüber an und auch nur recht langsam. Solange der Raum groß genug und belüftet ist, sollte das kein Problem sein. Habe früher regelmässig alte Kfz-Batterien absichtlich überladen um Knallgas zu produzieren. Bei 15 V fängt das ganz langsam an und nennenswert Gasproduktion gibts erst ab ca. 20 V. Dennoch sind Bleibatterien für so ein Vorhaben denkbar ungeeignet, vor allem weil sie nicht wirklich zyklenfest sind und max. bis 30...40% entladen werden sollten. Eine Bleibatt. mag nicht gerne leer oder halbleer herumstehen, dann bilden sich harte Bleisulfatkristalle (sog. harte Sulfatierung) und das kann kaum rückgängig gemacht werden. Würde dringend zu LFP-Zellen raten.

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Mein Senf dazu: Finger weg!

Vor alle willst du normale AC Automaten für DC Nutzen um die Trennstrecke zu vergrößern? Wie denn? Trennstrecke kann man nur vergrößern in dem man den Abstand zwischen den Schaltenden Kontakten physikalisch von einander entfernt, aber besten noch etwas was dazwischen geschoben wird um den Lichtbogen zu löschen.

Ab 32V kämpft man schon mit Lichtbögen, deswegen für 48V (die eher 56V sind bei 16S LiFePo4) braucht man schon spezielle Automaten oder spezielle Schmelzsicherungen.

Sorry, aber du hast du ganz wenig Verständnis. Ich übrigens auch, deswegen lasse ich auch die Finger davon. Aber ich war auch ganz heiß aus den 48V per DC-DC 24V zu machen und um meine Beleuchtung im Haus zu versorgen. Die ist zwar immer noch 24V, aber aus AC-DC Netzteilen. Denn es ist schon mal passiert, dass der Akku sich verabschiedet hat... da war ich froh, dass ich normale AC-DC Netzteile eingesetzt habe...

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Hi,

deswegen würde ich bipolar schalten, um den wirksamen Kontaktabstand zu verdoppeln.

Die Lichtbögen sind aber trotzdem heftig, wenn da noch etwas Induktivität dazu kommt.

Ich hab mal einen Versuch mit 9 Bleiakkus in Serie gemacht und einen 100m Ring H07VK 1x2,5 als Induktivität/Strombegrenzung genommen, einen Kurzschluss gemacht und dann versucht auseinander zu ziehen. Holla die Waldfee.

Ich denke, das läuft dann schon in Richtung NH-Sicherung damit das noch sauber trennt.

Wahrscheinlich werde ich doch lieber auf 48V gehen. Bei 4 Bleiakkus in Serie und 100m 2,5mm² bruzzelt das bei Kurzschluss auch schon recht ordentlich aber bei weitem nicht so dramatisch wie bei 120V.

Ich müsste mal durch rechnen, ob der Umweg über 230V AC (Leerlauf-Verluste Wechselrichter, doppelte Wandlung) effektiver ist oder mit 48V über die Leitung zu gehen (Leitungsverlust, aber nur eine Wandlung auf z.B. 12V DC am Ende)

Ich möchte meine Insel aber auf keinen Fall auf Netzsynchron/Nulleinspeisung umbauen, obwohl das wahrscheinlich die effektivste Lösung wäre. Letztes Jahr habe ich noch viel mit Standard-Balkonkraftwerk und Eigenverbrauchsoptimierung per Shelly plus einer Bluletti Power Station gearbeitet. Es war schon recht effektiv, aber für den Blackout bringt es nicht viel. (Bis auf die 1 kWh im Bluletti). Ich habe dann im Herbst am Gartenhaus mit einer 24V Inselanlage angefangen.

Ziel ist es, irgendwann, bis auf die Haushaltsgroßgeräte und 3-4 Wintermonate, nicht nur rechnerisch autark zu werden, sondern tatsächlich auch physikalisch autark zu sein und im Fall eines Blackouts eine funktionierende PV Anlage und Akkustrom für 1-2 Tage zu haben.

Herd, Spülmaschine und Co bleibt natürlich außen vor, das muss beim Blackout nicht funktionieren und treibt wegen den hohen Anschlussleistungen den Aufwand zu hoch.