Ons elektriciteitsnet levert wisselstroom met een spanning van 230 volt. Veel huishoudelijke apparaten werken echter intern op gelijkstroom en veel lagere spanningen. Dit zorgt voor verliezen en daarom vragen veel experts nu om een tweede stroomnet in huis: een gelijkstroomnet met laagspanning.
Fotovoltaïsche systemen, elektrische voertuigen en veel moderne, elektronische verbruikers zoals leds of computers werken met gelijkstroom (kortweg gelijkstroom). Het reguliere elektriciteitsnet is gebaseerd op wisselstroom (kortweg AC). Er gaat veel stroom verloren bij het omzetten van AC naar DC en vice versa. Daarom kan het vooral voor beheerders van fotovoltaïsche installaties de moeite waard zijn om na te denken over een tweede, parallel netwerk. Op deze manier kan een aanzienlijk groter deel van de zonne-energie worden gebruikt.
Wat is het verschil tussen AC en DC?
Onder elektrische stroom wordt in het algemeen verstaan de richtingsbeweging van elektrische ladingsdragers.
- Gelijkstroom
Bij gelijkstroom beweegt hetzelfde aantal ladingsdragers maar in één richting. Dit betekent dat de richting en sterkte van de stroom permanent hetzelfde zijn.
- Wisselstroom
Zoals de naam al doet vermoeden, verandert de richting van de stroom en verandert ook de hoeveelheid verplaatste lading. De stroom heeft echter een bepaalde tijd nodig voordat hij op vol vermogen de andere kant op kan lopen.
De snelle faseverandering is uitermate belangrijk, vooral om veiligheidsredenen: een elektrische schok met hoge gelijkspanning veroorzaakt aanhoudende irritatie van het centrale zenuwstelsel - je kunt de elektrische geleider niet meer alleen loslaten als je er een laat "wissen".
Voordelen van een DC-netwerk in huis
Huishoudelijke apparaten zoals opladers voor mobiele telefoons, computers, smart-tv's, telefoons, radio's of led-verlichting werken intern op gelijkspanning. Bij al deze verbruikers moet de wisselstroom uit het 230 volt huisnet omgezet worden in gelijkstroom. Hiervoor heeft u een voedingseenheid nodig voor ombouw. Wie een gelijkstroomnetwerk in huis integreert, kan zonder deze voedingen en sluit de apparaten rechtstreeks op de gelijkspanning aan. Dit bespaart vooral kosten omdat conversieverliezen worden voorkomen.
Goed om te weten: DC-spannings-tussenkringen worden ook steeds vaker toegepast in de industrie. Er lopen zelfs pilootprojecten in de auto-industrie om hele productie-eenheden alleen van gelijkstroom te voorzien.
Hoe integreer je een gelijkstroomnetwerk?
Voor een gelijkstroomnetwerk in huis legt u eenvoudig een tweede lijnnetwerk parallel aan het 230 volt netwerk in het gebouw. Dat klinkt ingewikkelder dan het is: je hoeft maar op één punt in het huisnetwerk wisselstroom en gelijkstroom te verdelen met een spanningsomvormer en je kunt dan de veel dunnere kabels door dezelfde leidingen en muursleuven leiden als de conventionele stroomkabels - handig zijn er nu ook 230 volt Aansluitingen die ook USB-aansluitingen bieden voor de gelijkstroomvoeding. Zorg er echter voor dat deze geen geïntegreerde transformator hebben. Of je kunt je huis opdelen in verschillende segmenten: die waarin meer wisselstroom nodig is en die zonder. Dit is bijvoorbeeld aan te raden in de slaapkamer,aangezien wisselstroomvelden de slaap negatief beïnvloeden. Indien nodig kunt u samen met de netwerkkabels ook een gelijkstroomnetwerk in huis leggen - digitale eindapparaten zijn immers de belangrijkste gelijkstroomverbruikers.
USB-aansluitingen op een gelijkstroomnetwerk gebruiken zonne-energie efficiënter.
Voor wie is een gelijkstroombron de moeite waard?
Een netwerk met gelijkstroom is met name geschikt voor huiseigenaren met een eigen zonnestelsel, een elektrische auto of een elektriciteitsopslagsysteem. Omdat deze drie elementen allemaal op gelijkspanning werken. Als de verbruikers met elkaar zijn verbonden door een controlesysteem, kan het verbruik intern effectief worden beheerd. Wil je bijvoorbeeld je elektrische auto opladen, dan detecteert het systeem automatisch waar de energie vandaan moet komen. Dus als de zon bijvoorbeeld schijnt, wordt de auto opgeladen met energie uit de zonnecellen. Als het niet voldoende is, wordt de resterende elektriciteit verkregen uit de batterijen in het elektriciteitsopslagsysteem. Het systeem maakt alleen verbinding met het openbare AC-net als deze leeg zijn. Dit gebeurt zonder verliezen, zelfs als de DC-spanningen enigszins afwijken.Ook heeft u de mogelijkheid om de gemeenschappelijke omvormer, die zonne-energie omzet in wisselspanning, uit een dergelijk systeem te halen en zo verdere kosten te besparen.
Elektrische auto's kunnen van gelijkstroom worden voorzien.
Gebruik van zonne-energie zonder omwegen
Heeft u een fotovoltaïsch paneel op het dak en wilt u hiermee een computer bedienen, dan moet u er rekening mee houden dat de gelijkstroom van de PV-module eerst moet worden omgezet in wisselstroom. Je verliest gemiddeld vijf procent. De voedingen van de computer en het beeldscherm werken meestal in deellast, met een rendement van rond de 60 procent. In dit geval kunt u maar tussen de 50 en 60 procent van de elektriciteit die u opwekt daadwerkelijk gebruiken. Als de zonne-energie rechtstreeks in een gelijkspanningsnet zou worden geleverd, zou het bruikbare rendement ongeveer 95 procent bedragen.
Nadelen van een gelijkstroomnetwerk
- Als u verschillende belastingen van stroom wilt voorzien vanuit een gelijkstroomnetwerk, moet u er rekening mee houden dat niet elk apparaat dezelfde nominale spanning nodig heeft. Een laptop heeft bijvoorbeeld 19,5 volt nodig, een antwoordapparaat 12 volt en een mobiele telefoon 5 volt - dit maakt het moeilijk om de optimale spanning te vinden en betekent dat vaak slechts een deel van de stroomvoorziening kan worden bespaard.
- De elektrische auto heeft een eigen lijn nodig, omdat de laadstroom veel hoger is dan de gelijkstroom voor digitale apparaten.
- Gelijkstroom mag alleen in het laagspanningsbereik lopen, anders is het risico op elektrische ongevallen erg groot. Omdat er geen faseverandering is, bestaat het risico bij hogere spanningen dat je de geleider na contact niet los kunt laten.
- Met een gelijkstroomnetwerk zijn in principe voor sommige toestellen hoge rendementswinsten mogelijk, maar de totale besparing is meestal niet erg hoog, aangezien de grootste elektriciteitsverbruikers zoals conventionele verlichting (zonder leds), elektrische fornuizen, boilers, koelkasten en diepvriezers met wisselspanning werken.
- LED-lampen in de klassieke schroefdraadmaten hebben een geïntegreerde transformator - u kunt deze moderne lampen daarom alleen gebruiken in combinatie met conventionele wisselstroomlampen in het 230 volt wisselstroomnet. Wil je LED lampen aansluiten op het gelijkstroom netwerk, dan moet je speciaal ontworpen lampen en spots kopen.
- De meeste digitale apparaten op de markt zijn (nog) ontworpen voor wisselstroom en kunnen niet eenvoudig worden gebruikt in het gelijkstroomnetwerk met een geïntegreerde transformator.
