230 volt gleich dc

Unser Stromnetz liefert Wechselstrom mit einer Spannung von 230 Volt. Viele häusliche Geräte laufen jedoch intern mit Gleichstrom und viel niedrigeren Spannungen. Auf diese Weise entstehen Verluste, weswegen viele Fachleute inzwischen für ein zweites Stromnetz im Haus plädieren – ein Gleichstromnetz mit niedriger Spannung.

Im Haus lässt sich mit einem Gleichstromnetz, das zusätzlich zum Wechselstromnetz installiert wird, Energie sparen.

Photovoltaikanlagen, Elektromobile und viele moderne, elektronische Verbraucher wie LEDs oder Computer arbeiten mit Gleichstrom (kurz: DC, englisch: direct current). Das reguläre Stromnetz basiert aber auf Wechselstrom (kurz: AC, englisch: alternating current). Bei der Wandlung von AC zu DC und umgekehrt geht viel Leistung verloren. Deswegen kann es sich gerade für Betreiber von Photovoltaikanlagen lohnen, über ein zweites, paralleles Netz nachzudenken. So kann ein deutlich größerer Anteil der Sonnenenergie genutzt werden.

Was ist der Unterschied zwischen Wechselstrom und Gleichstrom?

Generell versteht man unter elektrischem Strom die gerichtete Bewegung von elektrischen Ladungsträgern.
 

• Gleichstrom

Bei Gleichstrom bewegt sich die gleiche Menge an Ladungsträgern ausschließlich in eine Richtung. Das bedeutet, die Richtung und die Stärke des Stroms sind dauerhaft gleich.
 

• Wechselstrom

Wie der Name hier bereits erahnen lässt, wechselt die Richtung des Stroms und auch die Menge der bewegten Ladung ändert sich. Der Strom braucht jedoch eine gewisse Zeit, bis er in voller Kraft in die andere Richtung laufen kann.

Der schnelle Phasenwechsel ist vor allem aus Sicherheitsgründen äußerst wichtig: Ein Stromschlag mit hoher Gleichspannung verursacht eine anhaltende Irritation des zentralen Nervensystems – man ist also aus eigener Kraft nicht mehr in der Lage, den elektrischen Leiter wieder loszulassen, wenn man einen "gewischt kriegt".

Vorteile eines Gleichstromnetzes im Haus

Haushaltsgeräte wie Handy-Ladegeräte, Computer, Smart-TVs, Telefone, Radios oder LED-Leuchten arbeiten intern mit Gleichspannung. Bei all diesen Verbrauchern muss der Wechselstrom aus dem 230-Volt-Hausnetz in Gleichstrom umgewandelt werden. Hierfür benötigt man ein Netzteil zur Wandlung. Wer ein Gleichstromnetz im Haus integriert, kann auf diese Netzteile verzichten und die Geräte direkt an die Gleichspannung anschließen. Das spart vor allem Kosten, da Umwandlungsverluste verhindert werden.

Gut zu wissen: Auch in der Industrie kommen immer häufiger Gleichspannungszwischenkreise zum Einsatz. In der Automobilindustrie gibt es sogar Pilotprojekte, um ganze Fertigungseinheiten nur mit Gleichstrom zu versorgen.

Wie integriert man ein Gleichstromnetz?

Für ein Gleichstromnetz im Haus sollte man parallel zum 230-Volt-Netz im Gebäude einfach ein zweites Leitungsnetz verlegen. Das klingt aufwendiger als es ist: Sie müssen lediglich an einem Punkt im Hausnetz Wechselstrom und Gleichstrom mit einem Spannungswandler aufteilen und können die deutlich dünneren Leitungen dann durch die selben Leerrohre und Wandschlitze führen wie die konventionellen Stromleitungen – praktischerweise gibt es inzwischen auch 230-Volt-Steckdosen, die zusätzlich USB-Steckdosen für die Gleichstromversorgung bereitstellen. Achten Sie aber darauf, dass diese keinen integrierten Transformator haben. Oder Sie teilen Ihr Haus in mehrere Segmente auf: in solche, in denen vermehrt Wechselstrom benötigt wird, und in solche, in denen man darauf verzichten kann. Das ist zum Beispiel im Schlafzimmer ratsam, da Wechselstromfelder in dem Ruf stehen, den Schlaf negativ zu beeinflussen. Gegebenenfalls können Sie ein Gleichstromnetz im Haus auch zusammen mit den Netzwerkkabeln verlegen – schließlich sind digitale Endgeräte die wichtigsten Gleichstrom-Verbraucher. 
 

USB-Steckdosen an einem Gleichstromnetz nutzen Sonnenstrom effizienter.

Für wen lohnt sich eine Gleichstromquelle?

Ein Netz mit Gleichstrom eignet sich vor allem für Hausbesitzer mit einer eigenen Solaranlage, einem Elektrofahrzeug oder einem Stromspeicher. Denn diese drei Elemente laufen alle mit Gleichspannung. Wenn man die Verbraucher durch ein Steuerungssystem miteinander verknüpft, kann man den Verbrauch intern effektiv managen. Wenn Sie zum Beispiel Ihr Elektroauto aufladen möchten, so erkennt das System automatisch, woher die Energie dafür kommen sollte. Scheint also zum Beispiel die Sonne, lädt sich das Auto mit Energie aus den Solarzellen auf. Sollte sie nicht ausreichen, wird der restliche Strom aus den Batterien des Stromspeichers gewonnen. Erst wenn diese leer sind, zapft das System das öffentliche Wechselstromnetz an. Das geht ohne Verluste vonstatten, auch wenn die Gleichspannungen etwas unterschiedlich sind. Sie haben außerdem die Möglichkeit den gebräuchlichen Wechselrichter, der Solarstrom in Wechselspannung umwandelt, aus einem derartigen System herauszunehmen und damit weitere Kosten zu sparen.

Elektroautos lassen sich mit Gleichstrom versorgen.

Solarstrom-Nutzung ohne Umwege

Wer ein Photovoltaik-Panel auf dem Dach hat und damit einen Computer betreiben möchte, muss bedenken, dass der Gleichstrom aus dem PV-Modul erst in Wechselstrom umgewandelt werden muss. Dabei verlieren Sie im Schnitt fünf Prozent. Die Netzteile des Computers und des Bildschirms laufen meist in einem Teillastbereich, bei einem Wirkungsgrad von ungefähr 60 Prozent. Sie können in diesem Fall also nur zwischen 50 und 60 Prozent des Stroms, den Sie gewinnen, auch tatsächlich nutzen. Würde man den Solarstrom direkt in ein Gleichspannungsnetz einspeisen, dann läge der nutzbare Ertrag bei etwa 95 Prozent.

Nachteile eines Gleichstromnetzes

• Wer mit einem Gleichstromnetz unterschiedliche Verbraucher mit Strom versorgen möchte, muss beachten, dass nicht jedes Gerät auch dieselbe Nennspannung benötigt. So braucht ein Laptop beispielsweise 19,5 Volt, ein Anrufbeantworter 12 Volt und ein Mobiltelefon 5 Volt – das erschwert die Suche nach der optimalen Spannung und hat zur Folge, dass oftmals nur ein Teil der Netzteile eingespart werden kann.
• Das Elektroauto benötigt eine eigene Leitung, da der Ladestrom wesentlich höherspannig ist als der Gleichstrom für digitale Endgeräte.
• Gleichstrom sollte immer nur im Niedervolt-Bereich fließen, da die Gefahr von Stromunfällen sonst sehr hoch ist. Weil es keinen Phasenwechsel gibt, besteht bei höheren Spannungen die Gefahr, dass man den Leiter nach Kontakt nicht wieder loslassen kann.
• Grundsätzlich sind mit einem Gleichstromnetz für einige Geräte zwar hohe Effizienzgewinne möglich, doch die Gesamtersparnis ist meist nicht sehr hoch, da die größten Stromverbraucher wie konventionelle Beleuchtung (ohne LED), Elektroherd, Durchlauferhitzer, Kühlschrank und Gefriertruhe mit Wechselspannung betrieben werden.
• LED-Lampen in den klassischen Gewindegrößen haben einen integrierten Transformator – Sie können diese modernen Leuchtmittel in Verbindung mit konventionellen Wechselstrom-Leuchten daher nur im 230-Volt-Wechselstromnetz verwenden. Wenn Sie LED-Leuchten ans Gleichstromnetz anschließen wollen, müssen Sie also speziell darauf ausgelegte Lampen und Strahler kaufen.  
• Die meisten digitalen Endgeräte auf dem Markt sind ebenfalls (noch) auf Wechselstrom ausgelegt und lassen sich bei integriertem Transformator nicht ohne weiteres im Gleichstromnetz einsetzen.

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