Wäre es sinnvoll, einen 12-V-Beleuchtungskreis in einem Haus zu haben?

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Moderne LED-Lampen müssen das Standardhaushaltsnetz (z. B. in Großbritannien) in ein Gleichstromnetz mit einer niedrigeren Spannung (normalerweise glaube ich) für das LED-Array umwandeln . Dies erfolgt auf Lampenbasis. $240\text{V AC}$ $12\text{V DC}$

Verschwendet dies viel Energie bei der Konvertierung? Wenn alle Ihre Lampen LED-Lampen sind, macht es Sinn, stattdessen eine -Schaltung für die Beleuchtung im ganzen Haus und LED-Lampen ohne die Umwandlung pro Lampe zu haben? $12\text{V DC}$

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— Jhabbott
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Wenn Sie dies wollten, sollten Sie sicherstellen, dass die Verkabelung leicht an der Wechselstromverkabelung zu erkennen ist. Ich frage mich, ob es für eine solche Verkabelung nationale Normen gibt, insbesondere hinsichtlich der Farbe der Drähte und des Gesamtkabels.

— Fred

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Es gibt sowohl praktische als auch politische Gründe für die Verwendung von Wechselstrom. Ich würde erwarten, dass Sie Recht haben, wenn eine einzige hochwertige Gleichstromversorgung im Haushalt eine bessere und effizientere Arbeit leistet als die Dutzende von Glühbirnen, Computer-Netzteilen, Handyladegeräten und anderen Warzen, die wir haben bekam. Sie würden wahrscheinlich immer noch Wechselstrom für die Erzeugung und Fernübertragung verwenden.

— Dan,

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Was kostet es und was spart es? Wenn Sie wirklich Strom durch die Leitungen ziehen möchten, ist das viel Kupfer. Die örtlichen Bauvorschriften sollen sicherstellen, dass Ihre Kabel nicht überhitzen und ein Feuer auslösen.

— George Herold

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Der NEC ermöglicht die Verdrahtung von Gleichstrom mit niedriger Spannung. Einige Beispiele sind: Telefonleitungen (Gleichstrom, es sei denn, das Telefon klingelt), Stromversorgung über Ethernet und empfindliche Soundsysteme. Ich kann mich nicht erinnern, wie die Niederspannung definiert ist, aber 12 V wären definitiv geeignet.

— Rick unterstützt Monica am

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Ich kenne modulare Halogen- / LED-Leuchten, die mit einem 12-V-Stromkreis betrieben werden. Da sie modular aufgebaut sind, können sie sehr umfangreich gebaut werden. Für größere Installationen stehen einige sehr leistungsstarke 12-V-Transformatoren zur Verfügung.

— SF.

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Tatsächlich wird bei einigen Neubauten verteilte Gleichspannung verwendet. Es wird weniger von der Effizienz des Transformators als von anderer Logistik angetrieben. Zumindest hier in Kalifornien haben wir ein Gesetz (bekannt als Titel 24), das einige ziemlich ausgefeilte Steuerungen der Beleuchtung sowie einen ziemlich geringen Stromverbrauch pro Quadratfuß erfordert. Zu den Steuerungsanforderungen gehört die Kompensation des Tageslichts durch automatisches Dimmen des Lichts, die Erfassung der Belegung und die Reduzierung des Stromausfalls. Dies bedeutet, dass die Steuerungen ziemlich ausgeklügelt und teuer sind und dass LED-Leuchten bei Neubauten manchmal bevorzugt werden. Infolgedessen werden einige Systeme mit Controllern verkauft, die einen gedimmten Gleichstrom ausgeben, der die LED-Leuchten direkt versorgt.

Die Gleichstromverteilung reduziert die Anzahl der Drähte, die zu jedem Gerät geführt werden müssen (DC + und DC- anstelle von heißem, neutralem Wechselstrom und einer separaten Steuerleitung) und spart etwas Geld für die Elektronik. Soweit ich weiß, gibt es immer noch mindestens einen Controller pro Raum. Mir sind keine Systeme bekannt, die DC im gesamten Gebäude verteilen. Ich stelle mir das vor, weil mit zunehmenden Längen und Strömen die Vorteile der Hochspannung bei der Reduzierung der Drahtgröße immer bedeutender werden.

— Ethan48
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Ja: So etwas ist in den USA seit Jahrzehnten üblich. Sowohl Glühende Unterbauleuchten als auch Niederspannungs-Außenbeleuchtung werden häufig von einem einzigen 12-V-Transformator über 12-Gauge-Kabel betrieben. Es gibt also Code dafür, und jeder, der kürzlich einen Computer gebaut hat, weiß, dass hocheffiziente DC-Wandler eine Vorab-Prämie darstellen, sodass man bezweifelt, dass der in jede LED-Lampe eingebaute Wandler genauso effizient ist ... ganz zu schweigen davon, dass der Transformator von diesem entfernt ist Die Lampe verlängert ihre Lebensdauer, indem sie der Hitze weniger ausgesetzt wird.

— Füße
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Die Industrie für Wohnmobile, Camping, Bootfahren und Solarenergie hat möglicherweise einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung von LED-Blubs mit 12 V Gleichstrom. Auch die Automobilindustrie hätte Einfluss haben können. Einige der Probleme, die eine 12-V-Gleichstrombeleuchtung unpraktisch machen, sind:

Strukturell: Die Mehrheit der Haushalte wird mit 110/120/220/230/240 VAC versorgt. Das Konvertieren dieser ebenfalls 12 V DC für die Beleuchtung ist kostspielig. Es ist ein erheblicher struktureller Aufwand für die Nutzung von 12VDC für die Beleuchtung von Einsamkeit zu erwarten.
Alle anderen Haushaltsgeräte benötigen in den meisten Fällen je nach Region 110/120/220/230/240 VAC. Aus diesem Grund benötigt ein Haus eine 110/120/220/230/240 VAC sowie ein 12-V-Gleichstromnetz. Dies erhöht die Kosten für den Verbraucher.
In größeren Bürokomplexen, Krankenhäusern, Gastgewerbeeinrichtungen, Flughäfen, Stadien usw. kann ein 12-V-Gleichstromnetz unerschwinglich sein.
Der Gleichstromabfall von Punkt zu Punkt in diesem größeren Gebäude kann ebenfalls höher sein.

Lokale Umwandlung von Wechselstrom in 12-V-Gleichstrom für LED- Lampen (Light Emitted Diodes)

Der Grundbaustein einer LED ist eine Diode. Eine typische Diode schaltet bei einer Durchlassspannung von 0,7 V ein. Die Strom- / Spannungskennlinie (IV) für eine typische Diode ist unten dargestellt.

IV Diagramm für eine Diode

Abhängig von der LED-Farbe variiert die Durchlassspannung. In der folgenden Tabelle sind typische Durchlassspannungen für LEDs mit verschiedenen Farben aufgeführt.

Typische Merkmale für farbige LEDs

Die Durchlassspannung für eine typische weiße LED liegt zwischen 3 V und 4 V. Unten sehen Sie ein IV-Diagramm für typische farbige LEDs

IV Kurven für verschiedenfarbige LEDs

Die typische Wechselstromversorgung (120 V in den USA, 240 V in Großbritannien) muss auf eine niedrigere Gleichspannung eingestellt werden. Die Übertragung von Gleichstrom über große Entfernungen ist ineffizient. Somit ist die Wechselstromversorgung für die Übertragung von Energie weitaus effizienter. Es gibt immer einen Energieverlust, wenn Sie Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, aber die aktuelle Technologie hat die meisten dieser Wirkungsgrade überwunden. Auf dem Markt sind kleine kostengünstige Gleichrichterschaltungsmodule erhältlich.

Unten sehen Sie ein Beispiel für ein solches Gerät. (RECOM Power RAC01-05SC)

_{Klicken Sie auf das Bild für eine größere Version des Bildes.}

RECOM Power RAC01-05SC

Zusammenfassung

Obwohl die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom effizient ist, überwiegen die anderen strukturellen Kosten die Vorteile einer separaten 12-V-Gleichstromleitung in Haushalten. Aufgrund des Wachstums der Technologie und der Märkte ist es sehr wahrscheinlich, dass es universelle AC-LED-Lampen geben wird, bei denen die Umwandlung unabhängig von der Eingangswechselspannung nahtlos erfolgt.

Verweise:

— Mahendra Gunawardena
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Interessanter Beitrag von diy.stackexchange.com diy.stackexchange.com/questions/24686/…

— Mahendra Gunawardena

Dies ist ein alter Beitrag, daher erwarte ich keine Änderungen. Der Vollständigkeit halber stelle ich jedoch fest, dass Ihre Aussage "Gleichstromübertragung über eine lange Distanz ist ineffizient" völlig falsch ist. Gleichstrom ist für große Entfernungen viel effizienter, weshalb HGÜ-Übertragungsschemata verwendet werden. Der Vorteil von Wechselstrom ist einfach, dass die Spannungsumwandlung mit Transformatoren relativ einfach und kostengünstig ist.

— Graham

@ Abraham zögern Sie nicht, eine Antwort zu posten.

— Mahendra Gunawardena

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Ich würde sagen, es hängt von der Größe des 12-V-Netzes und der Anzahl der Transformatoren und ihrer Größe ab. Das Problem ist zweifach.

Zunächst müssen wir über die entstandenen Umsetzungsverluste nachdenken. Wenn (und das ist ein großes Wenn) der Wirkungsgrad bei den Glühbirnen der gleiche ist wie bei einem zentralen Transformator, dann sind die Verluste, die durch einen zentralen Transformator entstehen, mit denen der verteilten Glühbirnen vergleichbar. Normalerweise hat ein Transformator jedoch eine Effizienzspitze (wenn beispielsweise die Spitzenleistung des Transformators 500 W beträgt, kann die Effizienzspitze bei 460 W liegen. Wenn das System mehr oder weniger Leistung verbraucht, ist der Transformator weniger effizient). Dies ist bei der Berechnung des Verlustpotentials zu berücksichtigen.

Zweitens gibt es ein Verdrahtungsproblem. Wenn Sie 220 V oder 110 V verlegen, berücksichtigt der Kabelabschnitt den maximal zu transportierenden Strom. In Frankreich können Sie Beleuchtungskabel mit 1,5 mm² Kabel (AWG15 oder 16) verlegen. Die Verwendung von LEDs verringert den Stromverbrauch. Wenn Sie jedoch die Spannung verringern, kann der Spannungsabfall zunehmen, wenn Sie ein zu dünnes Kabel verwenden. Wenn Sie beispielsweise 12-W-Glühlampen verwenden, ziehen diese 1 A Strom bei 12 V anstelle von 0,05 A bei 220 V. Ein zu dünnes Kabel kann einen zu wichtigen Spannungsabfall verursachen, der das Aufleuchten der LEDs verhindert.

— gromain
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