Naša električna mreža napaja izmjeničnu struju naponom od 230 volti. Međutim, mnogi kućanski uređaji rade interno na istosmjernu struju i puno niže napone. To stvara gubitke, zbog čega mnogi stručnjaci sada traže drugu električnu mrežu u kući - mrežu istosmjerne struje s niskim naponom.
Fotonaponski sustavi, električna vozila i mnogi moderni, elektronički potrošači poput LED-a ili računala rade s istosmjernom strujom (kratko DC). Uobičajena električna mreža temelji se na izmjeničnoj struji (kratko AC). Puno energije se gubi pri pretvaranju iz izmjeničnog u istosmjerni i obratno. Zato operaterima fotonaponskih sustava može biti korisno razmisliti o drugoj, paralelnoj mreži. Na taj se način može iskoristiti znatno veći udio sunčeve energije.
Koja je razlika između izmjeničnog i istosmjernog napona?
Općenito se pod električnom strujom podrazumijeva usmjereno kretanje nosača električnog naboja.
- Istosmjerna struja
Kod istosmjerne struje ista količina nosača naboja kreće se samo u jednom smjeru. To znači da su smjer i jačina struje trajno jednaki.
- Naizmjenična struja
Kao što već ime govori, smjer trenutnih promjena i količina pomaknutog naboja također se mijenjaju. Međutim, struji treba određeno vrijeme da bi mogla krenuti u drugom smjeru punom snagom.
Brza promjena faze izuzetno je važna, posebno iz sigurnosnih razloga: električni udar s visokim istosmjernim naponom uzrokuje trajnu iritaciju središnjeg živčanog sustava - više niste u mogućnosti samostalno pustiti električni vodič ako dobijete "brisanje".
Prednosti mreže istosmjerne struje u kući
Kućanski uređaji kao što su punjači za mobitele, računala, pametni televizori, telefoni, radio ili LED svjetla rade interno s izravnim naponom. Kod svih ovih potrošača, izmjenična struja iz 230-voltne kućne mreže mora se pretvoriti u istosmjernu. Za to vam je potrebna jedinica napajanja za pretvorbu. Oni koji integriraju mrežu istosmjerne struje u kuću, mogu bez ovih izvora napajanja i uređaje izravno povezati s istosmjernim naponom. To prije svega štedi troškove jer su spriječeni gubici zbog konverzije.
Dobro je znati: Međukružni krugovi istosmjernog napona također se sve češće koriste u industriji. U automobilskoj industriji postoje čak i pilot projekti za opskrbu cijelih proizvodnih jedinica samo istosmjernom strujom.
Kako integrirate mrežu istosmjerne struje?
Za mrežu istosmjerne struje u kući, jednostavno trebate postaviti mrežu druge linije paralelno s mrežom od 230 volti u zgradi. To zvuči složenije nego što jest: izmjeničnu i istosmjernu struju morate podijeliti samo u jednoj točki kućne mreže pretvaračem napona, a zatim možete provesti puno tanje kabele kroz iste vodove i zidne utore kao i uobičajeni kabeli za napajanje - povoljno je da sada postoji i 230 volti Utičnice koje također pružaju USB utičnice za istosmjerno napajanje. Pazite, međutim, da nemaju integrirani transformator. Ili možete podijeliti svoju kuću na nekoliko segmenata: one u kojima je potrebna veća izmjenična struja i one u kojima se može bez. To je poželjno u spavaćoj sobi, na primjer,budući da su polja naizmjenične struje na glasu kao da negativno utječu na san. Ako je potrebno, u kuću možete položiti mrežu istosmjerne struje zajedno s mrežnim kabelima - uostalom, digitalni krajnji uređaji najvažniji su potrošači istosmjerne struje.
USB utičnice na mreži istosmjerne struje učinkovitije koriste sunčevu energiju.
Kome vrijedi istosmjerni izvor napajanja?
Mreža s istosmjernom strujom posebno je prikladna za vlasnike kuća s vlastitim solarnim sustavom, električnim vozilom ili sustavom za pohranu električne energije. Budući da ova tri elementa rade s izravnim naponom. Ako su potrošači povezani sustavom kontrole, potrošnjom se može učinkovito interno upravljati. Na primjer, ako želite napuniti svoj električni automobil, sustav automatski otkriva odakle bi trebala dolaziti energija. Pa ako na primjer sunce sija, automobil se puni energijom iz solarnih ćelija. Ako nije dovoljno, preostala električna energija dobiva se iz baterija u sustavu za pohranu električne energije. Sustav ulazi u javnu mrežu izmjeničnog napona samo kada su prazne. To se radi bez gubitaka, čak i ako su istosmjerni naponi malo drugačiji.Također imate mogućnost uklanjanja uobičajenog pretvarača koji pretvara sunčevu energiju u izmjenični napon iz takvog sustava i na taj način uštedjeti daljnje troškove.
Električni automobili mogu se napajati istosmjernom strujom.
Korištenje solarne energije bez zaobilaznih putova
Ako imate fotonaponski panel na krovu i želite ga koristiti za upravljanje računalom, morate uzeti u obzir da se istosmjerna struja iz PV modula prvo mora pretvoriti u izmjeničnu. U prosjeku izgubite pet posto. Jedinice napajanja računala i zaslona obično rade u rasponu djelomičnog opterećenja, s učinkovitošću od oko 60 posto. U ovom slučaju zapravo možete koristiti samo između 50 i 60 posto električne energije koju generirate. Ako biste solarnu energiju napajali izravno u istosmjernu naponsku mrežu, korisni prinos bio bi oko 95 posto.
Mane mreže istosmjerne struje
- Ako želite napajati različita opterećenja iz mreže istosmjerne struje, morate imati na umu da ne zahtijeva svaki uređaj isti nominalni napon. Primjerice, prijenosno računalo treba 19,5 volta, telefonska sekretarica 12 volti, a mobitel 5 volti - to otežava pronalaženje optimalnog napona i znači da se često može uštedjeti samo dio napajanja.
- Električni automobil treba vlastiti vod, jer je struja punjenja puno veća od istosmjerne struje za digitalne uređaje.
- Istosmjerna struja smije teći samo u niskonaponskom području, inače je rizik od električnih nesreća vrlo velik. Budući da nema promjene faze, postoji opasnost od većih napona da ne možete pustiti vodič nakon kontakta.
- U principu su mogući dobici s visokom učinkovitošću s mrežom istosmjerne struje za neke uređaje, ali ukupne uštede obično nisu jako visoke, budući da najveći potrošači električne energije poput konvencionalne rasvjete (bez LED dioda), električnih štednjaka, bojlera, hladnjaka i zamrzivača rade s izmjeničnim naponom.
- LED svjetiljke u klasičnim veličinama navoja imaju integrirani transformator - stoga ove moderne svjetiljke možete koristiti samo u kombinaciji s konvencionalnim svjetlima izmjenične struje u mreži od 230 V izmjenične struje. Ako želite spojiti LED svjetla na mrežu istosmjerne struje, morate kupiti posebno dizajnirane svjetiljke i reflektori.
- Većina digitalnih uređaja na tržištu (još uvijek) su dizajnirani za izmjeničnu struju i ne mogu se lako koristiti u mreži istosmjerne struje s integriranim transformatorima.
