Diese Idee klingt zunächst ansprechend, funktioniert aber in der Praxis einfach nicht.

Leider ist die erforderliche Kabelgröße für einen bestimmten akzeptablen Leistungsverlustprozentsatz proportional zum inversen Quadrat der Spannung. Es ist unpraktisch, eine signifikante Leistung mit einer signifikanten Entfernung bei 5 V zu betreiben.

Sobald Sie eine Zwischenspannung (z. B. 48 V DC-Systeme) einführen, entstehen die Verluste bei der Durchführung der Umwandlung (die Sie im Allgemeinen isolieren möchten, um zu verhindern, dass Ströme aufgenommen werden unerwartete Wege) von Ihrer Zwischenverteilungsspannung zur endgültigen Nutzungsspannung verschlingen tendenziell alle Gewinne.

Die Verwendung von strukturellen Metallarbeiten würde eigene Probleme aufwerfen, wie z. B. eine schlechte elektrische Isolierung, das Risiko von Kurzschlüssen (ein Kurzschluss an einer Hochstrom-Niederspannungsleitung kann kein Lachen sein), galvanische Korrosion und große Verwirrung für jedermann Wer arbeitet in Zukunft auf dem Grundstück.

Ich kann sehr kurz sein. Der wirtschaftlichste Weg ist die Verwendung von Wechselstrom.
Sie müssen Zeit und Geld für eine benutzerdefinierte Gleichstromverteilungslösung investieren.

Wenn Sie sich die Herausforderungen bei der Implementierung ansehen:
- Gleichstromversorgung. - DC-Sicherungen, Sie möchten, dass sie wieder einstellbar sind.
- DC-Buchsen, selten.
- DC-Geräte.
- DC-Verkabelung.

Wenn nicht Wenn Sie schwere Kabel benötigen, benötigen Sie mehr Spannung. Sagen wir 48 Volt, da dies immer noch einigermaßen niedrig ist, aber für Telekommunikationsgeräte etwas Standard ist.
Können Sie jetzt LEDs für 48 Volt bekommen? Oder ein Telefonladegerät? Eine PC-Versorgung?
Sie können wahrscheinlich, aber Sie können wahrscheinlich Jahre AC-Geräte für das Geld kaufen.

Ganz zu schweigen von der Zeit, die Sie investieren müssten.

Außerdem erwähnte Dave Tweed in den Kommentaren, dass dies möglicherweise gegen die Bauordnung verstößt. Beachten Sie, dass es einige DC-Standards gibt, da es 42-V-Stecker in CEE-Form gibt.

Leistungsverluste hängen sehr wenig von der Art des verwendeten Stroms (AC / DC) und viel mehr von der Spannung ab, die Sie nicht angegeben haben. Wenn Sie 120 V in Ihrem Haus betreiben, führt dies normalerweise zu einem Stromausfall von ca. 2% in den Kabeln. Mit 40 V verlieren Sie 9-mal so viel oder Sie benötigen Drähte mit 9-mal größerer Querschnittsfläche. 5 V sind nur für Anwendungen mit sehr geringem Stromverbrauch geeignet.

Die Verwendung einer Stahlkonstruktion zum Betreiben Ihres Haushaltsstroms ist eine schlechte Idee, da galvanische Korrosion den Stahl sehr schnell wegfrisst. Es ist auch eine schlechte Idee, den Strom durch dekorative Elemente in Innenräumen zu leiten: Stellen Sie sich vor, Ihr Gleichstromwandler fällt auf eine Weise aus, die Hochspannung in den Ausgang bringt. Oder ein Blitzschlag. Würden Sie sich in einem Haus sicher fühlen, in dem Sie sich während eines Gewitters von Wänden fernhalten müssen?

Sie können einen großen 5-V-Stromrichter kaufen und ihn mit mehreren USB-Anschlüssen an eine Wand anschließen Steckdosen. Dann haben Sie einen Ort, an dem Sie Ihre Telefone aufladen können, ohne all diese Wandwarzen zu benötigen. Stellen Sie einfach sicher, dass das Netzteil immer noch zugänglich ist, falls es kaputt geht und Sie es ersetzen müssen.

Es ist eine großartige Idee - und Sie müssen das Rad nicht neu erfinden. Es ist bereits weit verbreitet , insbesondere in netzunabhängigen Solarhäusern, robust verdrahteten Wohnmobilen, kleinen Häusern, Menschen, die ein komfortables Zuhause wünschen, wenn die Stromversorgung ausfällt usw. Sie können vorhandene Konzepte anpassen, müssen dies jedoch wissen, wann sie loszulassen . Wenn jemand nein sagt, lässt er die richtigen Konzepte nicht los. Es passiert.

Rechtfertigung

"Nur um Geld zu sparen" funktioniert nicht. Ihr Haus benötigt weiterhin eine Netzverkabelung an den gesetzlich vorgeschriebenen Orten (hauptsächlich Steckdosen), da Code dies erfordert und Sie Ihr Haus ohne diese nicht verkaufen können, was bedeutet, dass Sie keine Hypothek darauf erhalten oder behalten können . Dies bedeutet, dass jedes Gleichstromsystem mindestens bis zu den Steckdosen eine "Überlagerung" sein muss. Ich sehe in NEC jedoch nichts, was 120V Beleuchtung erfordert.

"Weil ich nicht am Netz bin" ist ein hervorragender Grund. "Weil es cool ist" ist in Ordnung - es ist dein Haus.

Weil ich mehr will ist ein fantastischer Grund. Es ist das 21. Jahrhundert für Pete. Häuser sollten keinen Strom verlieren. Alles, was Sie reparieren müssen, ist ein Overlay-System mit netzunabhängiger Solartechnologie. Die Preise für diese Systeme liegen im freien Fall. Wenn Sie sorgfältig skalieren, können Sie nur ein paar hundert Dollar einsparen. Panels, Laderegler, Batterien, Sie können ein sehr schönes System haben. Mit etwas mehr Arbeit kann das System einen Kühlschrank und einen ausgewählten Ofen (oder einfach einen nicht elektrischen Ofen) mit Strom versorgen, und Sie haben die Chance, Stürme zu überstehen. Sie können keine Kleidung waschen und trocknen, aber Netflix auf Ihrem Fernseher sehen. (Beachten Sie, dass die meisten Router, Roku und viele Fernsehgeräte 12-V-Eingänge verwenden und die Zentrale über eine U-Boot-Batteriebank verfügt, um die Telekommunikation jederzeit auf dem Laufenden zu halten, sowie über ein Genny-Backup.)

Entfernung und Spannung

Beim Umgang mit Niederspannung ist die Entfernung ein sehr schwerwiegender Faktor. Dies war Edison / GE verlor den Krieg der Strömungen. Also ist Cottage vs. McRanchion wichtig. Ecke gegen Mitte des Gebäudes, zählt. Sie müssen darüber nachdenken. Es ist kein Deal-Breaker, braucht nur entweder Smarts ... oder viel Feeder. Ich empfehle "smarts".

Die Spannung ist ein großer Faktor, und Sie haben die Wahl zwischen 12, 24 oder 36 Volt. 12V bietet mit Abstand die beste Auswahl an Geräten. USB-Anhänger werden beispielsweise an buchstäblich jeder Tankstelle verkauft. Es ist jedoch am schwierigsten, Entfernungen zu ziehen, da dickere Drähte erforderlich sind. Es gibt 24-V-Ausrüstung, aber es ist mehr Jagd erforderlich, um sie zu finden. Im Gegenzug erhalten Sie die vierfache Übertragungseffizienz, was eine große Sache ist. 36V verdoppelt die Übertragungseffizienz erneut, aber der Gang ist knapp, also wahrscheinlich nicht wert. Tatsächlich verwenden viele 12-V-Geräte Schaltnetzteile (z. B. LED-Treiber), die sich bocken und daher von Natur aus mit 12 V und 24 V (und in einigen Fällen mit 36 ​​V) arbeiten können. Die Frage ist, ob sie es aktivieren und das Gerät dafür aufgelistet haben. Dieses Ruckeln macht sie auch widerstandsfähig gegen Spannungsabfall innerhalb des vernünftigen Rahmens.

Alles über 36 V kommt nicht in Frage. Es gilt nicht mehr als "Niederspannung" und DC kann bei diesen Spannungen ziemlich bissig und arcey werden. Damit willst du dich nicht anlegen.

Sie können auch eine Desktop-Verknüpfung für einen anständigen Spannungsabfallrechner verwenden, da Sie "dort leben". Es ist schwer, einen guten zu finden, der Sie nicht anlügt ... Die meisten guten sind für die NEC-Netzinstallation optimiert und weisen Fehler beim Umgang mit 12 V auf. Dies ist das Beste, was ich gefunden habe.

Hier ist ein Konzept zum Loslassen : 3% Spannungsabfall. Das ist ein netzelektrisches "Mem", das viele wirklich schlechte Designs leitet, sehr zur Freude der Kabelhersteller. Es ist nirgendwo im Code. Was im Code enthalten ist, sind die Strombegrenzungen 310.16 und 240.4D, und eine Sache, die ich an der Spannungsberechnung von Southwire mag, ist, dass diese berücksichtigt werden, während Sie einen beliebigen prozentualen Abfall auswählen können. Sie haben einen Spannungsabfall. Planen Sie es ein. Aber es ist nicht das Ende der Welt: Wahrscheinlich beträgt Ihre Versorgung 13,8 V, wenn eine Batterie unterstützt wird, und selbst bei 15% sind Sie immer noch bei 11,7 V. Und das Ruckeln von Lasten ist einfach egal.

Das Erdungsdilemma

Denken Sie daran, dass Elektrizität zur Quelle zurückkehren möchte, nicht zur Erde. Im Wechselstromnetz verdrahten wir als isoliertes System - Masse ist von der normalen Stromschleife ausgeschlossen, sie führt nur Erdschluss . Es gibt auch eine Neutral-Masse-Verbindung nur an einer Stelle , die als "Fehlerfänger" fungiert und verhindert, dass sie bei hoher Spannung schwebt / klappert, was isolierte Systeme sind anfällig zu tun. Das macht Neutral nicht gleichbedeutend mit Erde. EEs hassen dies, weil sie daran gewöhnt sind, dass GND / dieses kleine Symbol das Symbol für die normale Stromrendite ist (was wir als neutral bezeichnen).

Was ist mit einem Niederspannungs-Gleichstromsystem? Gute Frage. Der springende Punkt beim Trennen des Netzes ist, dass es gefährlich ist - das gilt nicht für Niederspannungs-Gleichstrom. Selbst wenn Sie das DC-System isoliert gebaut haben, möchten Sie dennoch ein Minuspol mit dem Erdungssystem verbinden, um zu verhindern, dass es schwebt / klappert. Ich kann ehrlich gesagt keinen Grund sehen, das Erdungssystem des DC-Systems und den aktuellen Rücklauf- und Gebäuderahmen nicht zusammenzuführen, vorausgesetzt, es ist für den aktuellen ausgelegt. Es gibt keine Frage in einem Wohnmobil, Boot oder Zug; Sie sind Fahrzeuge und dies ist SOP. In Gebäuden ist Ihr Stahlwerk jedoch nicht so massiv und auch nicht verklebt (Fahrzeuge sind geschweißt), und es kann ohnehin ein strittiger Punkt sein: Sie müssen geeignete Verdrahtungsmethoden anwenden und sie machen kein 1-Draht-Romex . Sie werden sicherlich stecken bleiben, wenn Sie 2, wenn nicht 3 Drähte entlang ziehen, unabhängig davon, so dass die Verwendung des Gebäudes für die Rückgabe möglicherweise umstritten ist.

Der ultimative Entscheider hier ist Ihr AHJ. Sprechen Sie also zuerst mit ihm / ihr . Wenn es nicht funktioniert, verlegen Sie die Minuskabel. (AHJ = zuständige Behörde, d. H. Ihr Elektroinspektor).

Topologie

Überlegen Sie, an welchen Ort Gleichstrom gehen soll und wie viel Watt (oder Ampere, wenn Sie Ihre Spannung festgelegt haben). Möglicherweise können Sie große Teile Ihres Hauses vollständig ausschließen. Überlegen Sie, wo Sie die Verteilung platzieren sollen. Im Allgemeinen möchten Sie kurze Läufe zu jeder Last, Sie möchten keine 12 V langen Strecken auf dünnen Drähten tragen. Jedes Segment muss in den Spannungsabfallrechner aufgenommen werden, damit Sie gute Entscheidungen zur Drahtgröße treffen können. Ich stelle mir vor, dass die meisten Lasten <4A sein werden, die <20 'gehen, so dass 14AWG-Draht einen <0.42V-Abfall ergibt.

Jede Anschlussdose muss zugänglich sein. Ein Verteilungspunkt muss jedoch nur dann die Service Panel -Regeln befolgen, wenn er Leistungsschalter oder Sicherungen enthält, die Sie zurücksetzen würden.

Jeder Stromkreis muss auf der Grundlage des dünnsten Kabels abgesichert werden: 15A für 14AWG und 20A für 12AWG. Sie dürfen größere Kabel verwenden, wenn Sie möchten.

Denken Sie bei jedem Wechsel an Relais, um die Tragweite der Stromversorgung zu verringern. Rechnen Sie in beide Richtungen, aber ein Relais kann helfen, da die Leistung nicht über die Relaisschleife laufen muss.

Sie müssen den Taschenrechner ausbrechen, die Karte erstellen und rechnen.

Beispiel:

Dies ist nur ein kurzer Überblick über die Idee. Damit könnte noch viel mehr getan werden . Dies ist mit einem langen, schmalen Haus mit der ganzen Aktion an den Enden, also 2 separate LV-Systeme. Der Versuch, eine fette Amtsleitung in dieser langen Mitte zu verlegen, ergab keinen Sinn, und es machte auch keinen Sinn, 15 "kleinere" Drähte zu verlegen. Zwischen den Verteilungspunkten und der Batterie befindet sich ein dicker Draht. Es wurde beschlossen, das Kabelmodem und den Router in den Hauswirtschaftsraum zu bringen, um sich in der Nähe der Batterie zu befinden, anstatt Zeit damit zu verschwenden, Strom an den schwierigen Ort im Wohnzimmer zu bringen. Telefon- und Internetleitungen sind einfacher zu bewegen. Da die Zweige kurz gehalten wurden, konnten Draht Nr. 12 und Nr. 14 verwendet werden, mit Ausnahme des Schlafzimmers, das für die Beleuchtung verwendet wurde. Es gibt nur 40 'Fettzuführung und 20' kleinere Zuführung.

Belastungsfaktoren

Eine Sache, die viel gesagt hat, ist "schauen Sie, wie viel Power Lights benötigen". Für einen "durchschnittlichen Raum" wurden 6500 Lumen vorgeschlagen. Ich meinte: "Du wirst wirklich einen Dimmer dafür wollen." Glücklicherweise ist das Dimmen von Gleichstromlicht im Gegensatz zu Wechselstrom einfach und zuverlässig.

Und warum sollten alle Lichter im Haus gleichzeitig an sein? Vielleicht ist die richtige Antwort lassen Sie sie dimmen ... absichtlich einen Spannungsabfall einleiten, um die Insassen zu warnen, das Licht nicht unnötig anzulassen. Dies ist in einem Off-Grid- / Batterieszenario noch sinnvoller. wo solche Nachlässigkeit Batterie verbrennen würde. Dies ist die Art von Designentscheidung, die Sie treffen müssen.

Darüber hinaus kommt es wirklich auf die Berechnung an, "wie viel Sie bereit sind, für Draht für einen proportionalen Spannungsabfall auszugeben". Kein Problem, fetten Draht zu bekommen - 4/0 Mobilheim-Feeder für 3,50 USD / ft ist mehr als Sie jemals brauchen werden.

Spannungsumwandlung

Im Allgemeinen möchten Sie so wenig Spannung multiplizieren / dividieren, wie Sie unbedingt müssen. In einem normalen Haus ist dickerer Draht billiger als eine abgehackte, verlustbehaftete Spannungspumpe.

Dies gilt insbesondere für 120/240 Wechselrichter - sie sind sehr verlustbehaftet, insbesondere wenn sie übergroß sind, und sie verlieren auch ohne Last. Viele netzferne / solare Projekte scheitern, weil der Benutzer diese enorme Vampirlast nicht berücksichtigt.

Ich mache eine Ausnahme für Versorgung - Solar, Wind, Generator, Mikrohydro, "Verwenden Sie Ihre Autobatterie, um Ihre durchhängenden Batterien 3 Tage nach dem Eissturm aufzuladen" usw. Sie wahrscheinlich Ich kann nicht viel dafür tun, dass Ihre Stromquelle ziemlich weit von Ihrer Batterie entfernt ist. Dies ist eine großartige Zeit, um die Spannung so hoch wie möglich zu pumpen, so ziemlich bis zu den Grenzwerten für die Kabelisolierung. Dies kann so einfach sein, wie die Sonnenkollektoren in Reihe anstatt parallel zu schalten oder den Windmühlengenerator anders zu wickeln oder die Lichtmaschine Ihres Autos mit einem Wechselrichter für den Transport auf 120/240 V zu pumpen.

Kann ich Stahlverstärkungen, auch in Stahlbeton, als Gleichstromverteilungsnetz verwenden? Andere strukturelle und / oder dekorative Elemente wie Aluminiumstangen, Kupferplatten usw., die bei Anordnung auch als Gleichstromverteilung dienen könnten

Dekorative Elemente? Definitiv nicht. Das würde spannungsführende Elemente freilegen. Sie müssen isoliert sein.

Stahlverstärkungen wären ein Albtraum. Der gesamte Stahl in einer Betonplatte ist zusammengebunden, sodass alles elektrifiziert wird. Und mit einer großen 5-V-Versorgung, die dieses Netz antreibt (z. B. 100 A, um 500 W zu erhalten), wird alles, was das Netz berührt, sofort geschweißt.

Nicht standardmäßige Elektrik erschwert auch den Verkauf eines Hauses. Sie wissen vielleicht, wo das Gitter im Beton vergraben ist, aber wird der nächste Eigentümer?

Alles, was ich wirklich brauche, ist eine USB-Buchse in einer Wand.

Nun, Sie können diese bekommen. Es gibt nur USB-Buchsen und kombinierte 120-V / USB-Buchsen. In diesen ist ein Adapter integriert.

Ich bin nicht von Ihrer Seite des Teiches, aber die Grundregeln sind dieselben. Wenn Sie Strom durch ein Kabel leiten, verlieren Sie Volt. Ein paar Volt an einem 110-V-Stromkreis zu verlieren ist ein Problem, aber nicht annähernd das Problem, da ein Prozentsatz, der ein paar Volt verliert, an einem 24-V-System liegt. Die Leistung wird in Watt und bei Gleichstrom in einfachen Volt x Ampere angegeben. Um die gleiche Leistung bei 24 V zu erhalten, benötigen Sie viel mehr Ampere und je mehr Ampere Sie in Ihrem Stromkreis haben, desto mehr Volt oder Druck verlieren Sie in Ihrem System. Abgesehen von Bauvorschriften und dergleichen gibt es einige sehr gute Gründe, warum wir dies nicht tun. t Stromkreise mit 24 VDC.
Instrumentierung in der Industrie - das ist anders, aber nur ein paar Milliampere.

In 10 Jahren wird das 5-V-USB-Laden überholt sein. Das ist es eigentlich schon. Die meisten Telefone können jetzt schnell aufgeladen werden. Warum sollte ich mein Telefon 2,5 Stunden lang mit einem Standard-USB-Gerät aufladen, wenn das Schnellladegerät 30 Minuten dauert? Ich habe nie verstanden, wie wichtig es ist, den Adapter an eine Steckdose anzuschließen.

Bleiben Sie bei der Klimaanlage

Wenn Sie damit prahlen möchten, können Sie ein paar Lichter von einem Solarpanel ausschalten.