Projekt:DC-Netz

DC-Netz Status: experimentell
Beschreibung	Power all the things! With DC!
Ansprechpartner	Hendrik

Zentrale DC-Versorgung im Space

Eine der Zielsetzungen unseres Space ist es, auszutesten wie viel Energie man sparen kann. Einerseits ganz klassisch um unsere Energiekosten niedrig zu halten, andererseits auch um (neue) Wege in diesem Gebiet auszuprobieren. Im Bereich der Stromkosten sind immer wieder die Verluste von (Standby-)Netzteilen im Gespräch. Dabei geht es frei nach dem Motto "Kleinvieh macht auch Mist!" auch darum, dass viele elektrische und elektronische Geräte jeweils ein eigenes Netzteil haben das auch läuft während sie abgeschaltet sind. Dieses Netzteil erzeugt jedoch einen nicht unerheblichen Ruhestromverbrauch, der bundesweit hochgerechnet die Leistung mehrerer Kraftwerke benötigt.

Als eine Möglichkeit das zu umgehen, bieten sich zentrale DC-Versorgungen mit niedrigen Spannungen an, bei denen ein besonders effizientes Netzgerät viele kleine ersetzen kann. Als Variante dazu kann ein DC-Verteil-Netz bereit gestellt werden an dem "Unter-Netzgeräte" betrieben werden, die ihrerseits auch möglichst effzient sein sollten, um in der Summe die geringsten Verluste zu erzeugen. Solche Netze bieten jedoch noch andere Vorteile. Da die Spannung unter der Gefährdungsgrenze für Lebewesen liegen sollte, können Geräte direkt ohne besondere Schutz- oder Trennungsmaßnahmen versorgt werden. Ausserdem können Geräte einfacher abgesichert werden und deren Leistungsaufnahme gemessen und deren Funktion gesteuert werden.

Wenn man weiterhin alle haushaltsüblichen Elektrogeräte einmal genauer betrachtet, so arbeiten die weitaus meisten davon intern längst schon mit Gleichstrom. Hatte vor 100 Jahren der Wechselstrom noch eklatante Vorteile, so sind diese inzwischen durch die Fortschritte in der Elektronik hinfällig geworden. Im Gegenteil: Wechselstrom behindert inzwischen in vielen Bereichen den technischen Fortschritt. Da es abzusehen ist, dass in naher Zukunft DC-Netze in unseren Häusern Einzug halten werden, möchten wir hier im Space schon mal die Zukunft vorweg nehmen!

Planung

Spannungslagen

Zunächst mal gilt es, sinnvolle Spannungen zu identifizieren.

Spannung	Art der Vebraucher	Strom für 10W	Strom für 100W	Pro	Contra
3.3V	Core-Spannung Informationstechnik, z.B. ESP8266	3,0A	30,3A	Üblich	Meist nicht zugänglich, sehr hohe Ströme wären nötig
5V	IO-Spannung Informationstechnik, z.B. USB-Clients, RasPis...	2A	20A	Üblich, Oft an DC- oder USB-Buchse einspeisbar	Immernoch n hoher Strom
12V	IO-Spannungen Informationstechnik, z.B. externe Festplatten; Funktechnik	8,3A	0,83A	Üblich, Oft an DC- oder USB-Buchse einspeisbar	<1A für 10W langsam wirds
24V	USVs, manche Kommunikationstechnik, nah an ~19V für Notebooks	4,2A	0,42A	Wird langsam als "Kraftstrom" interessant	Unüblich
48V	Kommunikationstechnik, Mobilfunktechnik (LDMOS) PoE (IT)	2,1A	0,21A	Geringster Strom, gibt "Bricks" um auf die niedrigeren Spannungen zu kommen	Unüblich, fast wie rosa Einhörner

Bei der Bewertung der oben genannten Liste sind einige Punkte zu beachten, die vielleicht nicht soo offensichtlich sind:

• Niedrige Spannungen bei hohen Strömen sind zwar für viele Systeme anwendbar, aber brauchen für gleiche Leistungen im Verhältnis die größten Ströme - und die ergeben im Verhältnis größere Leistungsverluste in den Leitungen
• Für den Spamnnungsbereich 48V (35-75V) gibts recht günstige Bricks aus der Kommunikationstechnik, die historisch mit -60V, modern eher -48V läuft (z.B. Mobilfunk-Basisstationen)

Wir sollten uns auf eine Versorgungsnetzlage einigen und dann am Einsatzort auf 1-2 niedrigere Spannungen umsetzen.

Material

Vorhandenes Material

• 1-2 Bricks 24V/9A auf 48V/3A (Hendrik)
• Baugruppe mit 2 Bricks, 48V nach 12V und 48V nach 5V, jeweils 200W (Hendrik)

Projekttagebuch

Date	Name	Was
30.10.2017	Hendi	Wikiseite angelegt