Ist 12 V oder 240 V effizienter für einen solarbetriebenen Beleuchtungskreis für den Haushalt?

Meine Frage ist, sollte ich bei einem herkömmlichen 240-V-Beleuchtungskreis bleiben oder ist es effizienter, 12-V-Leuchten zu verwenden und den Wechselrichter zu umgehen ? Ich denke also, es ist die Auszahlung zwischen dem Spannungsabfall an 12-V-Schaltungen und dem Leistungsverlust durch den Wechselrichter.

Das Haus hat keinen Stromanschluss , es ist ausschließlich Solar mit einem Backup-Generator.

Angesichts der beiden oben fett gedruckten Punkte wäre meine Empfehlung, 12 V zu verwenden.

• Sie können dann den Wechselrichter ausschalten, der im Standby Strom verschwendet. Wenn Sie 240 V AC verwenden, müssen Sie den Wechselrichter laufen lassen, falls jemand ein Licht einschaltet. Mit der 12-V-Option können Sie den Wechselrichter nachts abschalten usw.
• 12-V-Lampen sind leicht erhältlich, benötigen keine lokale Stromversorgung und sind einfach zu verdrahten und zu warten.
• Sie benötigen möglicherweise Gleichstromschalter, wenn die Ströme erheblich werden.
• Bei einem Batterieausfall können Sie Ihre Hausbeleuchtung über eine Fahrzeugbatterie oder ein 12-V-Ladegerät von Ihrem Generator überbrücken. (Überprüfen Sie, ob es auch einen 12-V-Ausgang hat.)

Die Berechnung des Drahtverlusts ist einfach, hier ist eine US-Version mit AWG. Ich werde metrisch verwenden, also ist ein 1,5-mm2-Draht 11 mOhm/m.

Man könnte sagen, dass eine höhere Spannung die Verwendung eines dünneren, billigeren Kabels ermöglicht, aber Bauvorschriften und Wirtschaftlichkeit stören die Berechnung. Hier ist beispielsweise ein 1,5-mm2-Kabel der Standard für Lampen, sodass es im 240-V-Fall verwendet werden würde. Daher geht es im 12-V-Fall eher um die Verwendung des gleichen 1,5-mm2-Drahts im Vergleich zu einem dickeren Draht.

Eine weitere Komplikation besteht darin, dass 230-V-LED-Leuchten keine Leistungsfaktorkorrektur haben, sodass der Strom, den sie ziehen, kein Sinus ist, sie würden hohe Stromspitzen unbekannter Amplitude und Dauer ziehen. Dies hängt auch von der Wellenform am Ausgang des Wechselrichters ab. Wenn es sich um einen quadratischen oder modifizierten Sinus handelt, sind die Kabelverluste unterschiedlich ...

Die Kabelverluste sind jedoch immer noch ziemlich gering. Betrachten wir eine 10-W-Glühlampe. Bei 230 V würde dies 50 mA RMS (aufrunden) ziehen. Lassen Sie uns dies auf 150-mA-Spitzen mit einem Arbeitszyklus von 1/3 ändern, dies ergibt 2 mW Verluste auf einem 10-m-Kabel , was vernachlässigbar ist.

Vernachlässigen wir also die Kabelverluste für 230V.

Bei 12 V würde dieselbe Glühbirne 0,83 A Gleichstrom ziehen, was 76 mW pro 10 m Kabel entspricht. Wieder nicht so schlimm, aber denken Sie daran, dass Verluste in RI ^ 2 sind, also proportional zum Quadrat der Anzahl der Glühbirnen sind ...

Auch Verluste sind in RI ^ 2, aber R ist umgekehrt proportional zum Kupferquerschnitt, der die Kosten des Drahtes bestimmt. Ein doppelt so teurer Draht (2x so viel Kupfer) wird die Verluste nicht halbieren! Es wird sie nur um 30% reduzieren ... (Quadratwurzel von 2)

Ohnehin. Zeichnen Sie Ihre Installation mit Anzahl der Lampen und Kabellängen.

Vergleichen Sie die Lumen/Watt-Effizienz von 12-V- und 230-V-Glühlampen. Auch der Preis und die Verfügbarkeit. Berechnen Sie, wie viele Watt/Glühbirnen Sie für Ihre Ziellumen benötigen. Man sollte natürlich zwei Installationen mit gleicher Lichtleistung vergleichen...

Sie erhalten also den 12-V-Strom und damit die Kabelverluste. Höchstwahrscheinlich werden sie erträglich sein.

Fügen Sie nun die Wechselrichterverluste zum 240-V-Fall hinzu, sehen Sie sich das Wechselrichter-Datenblatt an und berechnen Sie, wie viel Strom jeder Fall von der 12-V-Batterie verbraucht ...

Meine Vermutung: Der Gewinner wird durch die Effizienz der 12-V-LEDs bestimmt, die Sie finden. Denken Sie daran, dass die Effizienz nicht das einzige Kriterium ist, die Farbwiedergabe ist auch sehr wichtig für den Komfort, und eine gute Farbwiedergabe erhöht die Kosten und verringert die Effizienz.

Stellen Sie sicher, dass Sie zuerst ein Muster der LEDs erhalten, bevor Sie das ganze Los kaufen, und stellen Sie wirklich sicher, dass sie für Sie gut aussehen. Einige haben einen sehr hohen Wirkungsgrad, aber sie sehen böse aus! (wie: grünlich, bläulich, Menschen wie Aliens aussehen lassen, blaue Adern hervorheben usw.). Diese sind nur für die Korridore!

Ich habe CRI95-LEDs in meiner Küche installiert ... das Essen sieht gut aus ;) einige LEDs lassen Ihr frisches Steak wie vor einem Monat überfahren aussehen ...

Sie müssen zuerst überlegen, welche Verluste bei 12 VDC bis 240 VAC auftreten würden , dh Wechselrichterumwandlungsverlust + Verdrahtungsverlust oder falls Sie mit 12 VDC die Leitungsverluste hier beleuchten .

Aber selbst wenn Sie erwägen, intelligente LEDs für die Beleuchtung zu verwenden, werden die Kabelverluste bei 12 VDC mit zunehmender Länge viel höher sein, es sei denn, Sie planen, mindestens eine Glühbirne pro Raum zu haben. Kurz gesagt, wenn Ihre Stromaufnahme bei 12 VDC höher sein wird, sollten Sie die Verkabelung aufgrund des erhöhten Spannungsabfalls kurz halten.