http://users.telenet.be/worldstandards/electricity.htm Beim Lesen dieses Artikels dachte ich mir grad, eigentlich sollten wir in Europa auf 60Hz umstellen, wenn wir dadurch 30% kleinere Trafos, 10% weniger Übertragungsverluste und einen 20% höheren Wirkungsgrad im Generator haben. Welche Probleme würde das eigentlich bei Geräten geben? Alle Geräte mit Weitbereichsschaltnetzteilen sollten doch ohne Probleme funktionieren. Und der Rest?
Probleme sehe ich beispielsweise bei: - Alle Maschinen, Lüfter, Antriebe usw. mit Synchron/Asynchronmaschinen die direkt am Netz betrieben werden - billigen Uhrenradios deren Zeitbasis die Netzfrequenz ist Ansonsten müssen die Kraftwerksgeneratoren 20% schneller drehen. Weiss nicht ob die das auf Dauer abkönnen.
Beim Anfassen wird's noch unangenehmer. Praktisch alle Länder mit 60Hz Stromnetzen haben nur ~110V. Der Skineffekt in Überlandleitungen tritt dann übrigens auch stärker zu tage, also da geht dann mehr Energie in Wärme auf.
Das lässt sich doch in absehbarer Zeit kaum durchsetzen: Sämtliche Synchron-und Asynchronmotoren müssen ausgetaucht werden (sonst laufen sie 20% schneller...). Das kostet doch einen Haufen Geld, auch durch hohe Stillstandszeiten in der Industrie.
Ja das ist derzeit nicht durchsetzbar und unrealistisch. Erst nach einem Krieg in der Wiederaufbauphase kann sowas geändert werden.
... wrote: > http://users.telenet.be/worldstandards/electricity.htm > auf 60Hz umstellen, wenn wir dadurch 30% kleinere Trafos, 10% > weniger Übertragungsverluste und einen 20% höheren Wirkungsgrad im > Generator haben. Diese Werte halte ich für ziemlich falsch! Der Trafo ist bei 60Hz tatsächlich etwas kleiner, aber nicht 30%. Die meisten Netzteile sind inzwischen sowieso Schaltnetzteile. Weiterhin hat ein Trafo bei 50Hz weniger Ummagnetisierungsverluste, ein Motor genauso. Das ein Generator mit 60Hz einen höheren Wirkungsgrad hat, halte ich schlicht und einfach für falsch.
Keiner weiß, welche Geräte alles auf 50Hz optimiert sind. Allein wenn ich an die heftige Diskussion zurück denke, als die nominale Spannung von 220V auf 230V angehoben wurde, halte ich so weitgehende Änderungen für ausgeschlossen. (Und warum dann eigentlich nicht gleich 100Hz?) Ich hätte viel lieber zusätzliche Wandsteckdosen mit 12V DC. Ich habe jede Menge Kleinverbraucher, die jeder ihr eignes, schweres und ineffizientes (Stecker)-Netzteil mitbringen. Die könnte man alle einsparen.
Detlev T. wrote: > Keiner weiß, welche Geräte alles auf 50Hz optimiert sind. Eben. Sowas umzustellen verursacht sicher Kosten in Billiardenhöhe > Ich hätte viel lieber zusätzliche Wandsteckdosen mit 12V DC. Ich habe > jede Menge Kleinverbraucher, die jeder ihr eignes, schweres und > ineffizientes (Stecker)-Netzteil mitbringen. Ob das effizienter ist? immerhin sind die Verluste im Kabel dann dann 20x so hoch. 230V / 12V = 20fach höherer Strom bei gleicher Leistung
Und für den Staubsauger darfst du dann 1cm^2 Leitungen verlegen ;). Der Skineffekt in Überlandleitungen setzt der Frequenz, wie schon gesagt, eine wirtschaftliche Obergrenze.
Alexander Schmidt wrote: > Ob das effizienter ist? > immerhin sind die Verluste im Kabel dann dann 20x so hoch. > 230V / 12V = 20fach höherer Strom bei gleicher Leistung Die Verlustleistung geht quadratisch mit dem Strom, also wäre die Verlustleistung im Kabel fast 400 mal so hoch. Aber ich meine natürlich nicht eine 12V-Leitung vom Kraftwerk zu mir nach Hause, sondern ein hocheffizientes Schaltungsnetzteil für das ganze Haus im Keller. Dein Denkfehler: Die Verluste treten ja nicht im Kabel, sondern in den Netzteilen (den typischen "Wandwarzen") auf. Die haben nominell (bei Maximalstrom) einen Wirkungsgrad 30-50% , real wohl eher 10-20%. (Und schön sehen sie auch nicht aus.) Kleine Rechnung: Nehmen wir zehn Kleinverbraucher: DSL-Modem, Router, DECT-Telefon, Anrufbeantworter, Radiowecker, Ladestation Elektrorasierer, DVB-T-Receiver, CD-Player(standby), DVD-Player(standby), Handy-Ladegerät. Die brauchen zusammen vielleicht 1-2A bei 12V, verbraten mit ihren einfachen Netzteilen aber, sagen wir einmal, 40-60W. So hoch können die Leitungsverluste doch gar nicht sein, um da gleich zu ziehen. Nachtrag: Nehmen wir an, das Kabel hätte bis in den Keller einen Widerstand von 1Ohm. Die Leitungsverluste wären dann 1-4W vs. 20-50W in den Netzteilen.
> Aber ich meine natürlich nicht eine 12V-Leitung vom Kraftwerk > zu mir nach Hause, sondern ein hocheffizientes Schaltungsnetzteil > für das ganze Haus im Keller. Das dürfte auch allgemein so verstanden worden sein. > Dein Denkfehler: Die Verluste treten ja nicht im Kabel, sondern > in den Netzteilen (den typischen "Wandwarzen") auf. O doch, natürlich treten auch Verluste im Kabel auf. Und die sind proportional zum fließenden Strom. Und deshalb sollte man Hochstromanwendungen mit möglichst kurzen Kabeln betreiben. Und die Verluste treten natürlich auch bei jedem Übergangswiderstand an Steckverbindungen auf. > Die haben nominell (bei Maximalstrom) einen Wirkungsgrad > 30-50% , real wohl eher 10-20%. Naja, das sind die wirklich üblen Mistteile mit Billigsttrafo. Moderner Schaltnetzteile, die es mittlerweile auch in Steckernetzteilbauform gibt, sind da um Klassen besser. > (Und schön sehen sie auch nicht aus.)
Er hat ja nicht gesagt 230V durch 12V zu ersetzen sondern 12V zusätzlich für solche Verbraucher. Der Staubsauger bleibt bei 230V.
Ich schätze, es geht eher um kapazitive Verluste (die Hochspannungsleitung bildet mit der Erde eine Kapazität). Und der Wechselstromwiderstand eines Kondensators sinkt ja bekanntlich mit steigender Frequenz => mehr Verlustleistung. Außerdem werden die im Trafokern entstehenden Wirbelströme größer. Das sorgt auch für eine Zunahme der Verlustleistung. Ein guter Ringkerntrafo hat sowieso schon >97% mehr Wirkungsgrad. Wenn der dann tatsächlich noch 20% besser wird wären das >97,6%. Dieser kleine Unterschied rechtfertigt meiner Meinung nach so eine Umstellung nicht. Die Riesen-Trafos in Kraftwerken haben sogar bereits bis zu 99,5% Wirkungsgrad. Mit 20% verbesserung wären es dann 99,6%. Lohnt sich wohl kaum dafür den ganzen Trafo zu tauschen.
Matthias wrote:
> Skineffekt bei 50-60 Hz ?
Ja. Führt in Verbindung mit ähnlich gelagerten anderen Effekten
(Stromverdrängungseffekt, Proximity-Effekt) dazu, dass man
Hochspannungs-Freileitungen mit einer Stahlseele (ca. 10 % des
Leiterquerschnittes) zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit ausstatten
kann, ohne dass dadurch die elektrischen Eigenschaften der Leitung
nennenswert negativ beeinflusst werden (Eisen hat einen knapp fünfmal
höheren spezifischen Widerstand als Aluminium, würde also im Normalfall
eine nicht unerhebliche Verlustleistung verursachen). Der Strom fließt
praktisch nur im Außenbereich des Leiters (also im Aluminium).
Früher(TM) (also in der Anfangszeit der elektrischen Energieübertragung,
20er-30er Jahre des vergangenen Jahrhunderts) hat man Freileitungen als
Kupfer-Hohlleiter ausgeführt (Alu war damals noch teurer als alles
Andere), da man damals diese Effekte schon beobachtet hat. Hat
allerdings auch etwas mit der Tatsache zu tun, dass man die Feldstärke
an der Oberfläche gering halten muss (Reduzierung von Koronaverlusten)
und dadurch sowieso einen relativ großen Gesamtquerschnitt des Leiters
vorgegeben hat (bei gegebener Betriebsspannung und Geometrie).
Heutzutage realisiert man die Reduzierung der Randfeldstärke bei hohen
Spannungen durch Einsatz von Bündelleitern. Wenn man die Leiter massiv
ausgeführt hätte, dann wären massive mechanische Probleme aufgetreten
(Masse der Leitung). Es war aber damals schon bekannt, dass der
(Wechsel-) Strom bei gewissen Bedingungen sowieso nur in den äußeren
Bereichen fließt, so dass man da zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen
konnte.
Markus F. wrote: > Ich schätze, es geht eher um kapazitive Verluste (die > Hochspannungsleitung bildet mit der Erde eine Kapazität). Die sind in der Praxis bei Freileitungen aber gegenüber anderen Verlusten vernachlässigbar, da der Abstand zwischen Leitung und Erde vergleichsweise groß und die effektive Elektrodenoberfläche (Leiteroberfläche) relativ klein ist. Bei Kabeln sieht das anders aus (was auch der Grund dafür ist, dass man bei Energieübertragung über längere Kabelstrecken, also da, wo man keine Freileitungen bauen kann, Gleichspannung benutzt, Stichwort "kapazitive Ladeleistung").
Auf wieviel Uhr müsste ich bei einer Umstellung meinen 50Hz-Wecker stellen, damit ich morgens um 10:00 Uhr pünktlich zur Arbeit komme?
Schläfer wrote: > Auf wieviel Uhr müsste ich bei einer Umstellung meinen 50Hz-Wecker > stellen, damit ich morgens um 10:00 Uhr pünktlich zur Arbeit komme? Kommt drauf an, wann Du den Wecker stellst...;-)
"Ich schätze, es geht eher um kapazitive Verluste (die
> Hochspannungsleitung bildet mit der Erde eine Kapazität)."
Kapazitive "Verluste" gibt's nicht, höchstend kapazitive
"Blindleistung".
Die sind aber beim üblichen Betrieb von Hochspannungsfreileitungen eher
günstig.
Diese Leitungen werden oft mit grösseren Leistungen als der sog.
"natürlichen Leistung" ( bestimmt durch Spannung und Wellenwiderstand )
betrieben, sodass die Freileitung, vom EVU aus betrachtet, meist wie
eine zusätzliche Reiheninduktivität wirkt ( cos Phi - induktiv ).
Diese "Reiheninduktivität" verschlechtert den insgesamt wirksamen
induktiven Leistungsfaktor aller angeschlossenen Verbraucher noch
weiter.
Grosser Kapazitätsbelag einer Freileitung schadet also nicht, sondern
kompensiert sogar.
( Nur bei Hochspannungskabeln mit niedrigem Wellenwiderstand kann es
andersherum sein, d.h. dass sie insgesamt "kapazitiv" wirken, cos Phi -
kapazitiv. )
Gruss
>Skineffekt bei 50-60 Hz ?
Ja. sobald das I-Punkt größer Null ist.
Eindringtiefe ist da ca 10mm. ALso eine Ader mit einem Durchmesser
größer 2cm macht keinen Sinn...
Johannes M. wrote: > Ja. Führt in Verbindung mit ähnlich gelagerten anderen Effekten > (Stromverdrängungseffekt, Proximity-Effekt) dazu, dass man > Hochspannungs-Freileitungen mit einer Stahlseele (ca. 10 % des > Leiterquerschnittes) zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit ausstatten > kann, ohne dass dadurch die elektrischen Eigenschaften der Leitung > nennenswert negativ beeinflusst werden (Eisen hat einen knapp fünfmal > höheren spezifischen Widerstand als Aluminium, würde also im Normalfall > eine nicht unerhebliche Verlustleistung verursachen). Das ist Quatsch mit Soße, es gilt einfach nur das ohmsche Gesetz: Wenn Du einen 1 Ohm Kupferwiderstand mit einem 5 Ohm Eisenwiderstand parallel schaltest, dann fließt durch den Eisenwiderstand nur 1/5 des Stromes durch Kupfer. Die Verluste im Eisen sind also geringer, egal ob 50Hz oder Gleichstrom. Peter
Durch den Skineffekt sind sie aber noch deutlich niedriger als nur durch den ohmschen Widerstand.
Stahlseelen in Freileitungsseilen sind nicht völlig unzweckmässig, vor allem auch aus mechanischen Gründen ...
Peter Dannegger wrote: > Das ist Quatsch mit Soße, es gilt einfach nur das ohmsche Gesetz: > > Wenn Du einen 1 Ohm Kupferwiderstand mit einem 5 Ohm Eisenwiderstand > parallel schaltest, dann fließt durch den Eisenwiderstand nur 1/5 des > Stromes durch Kupfer. > Die Verluste im Eisen sind also geringer, egal ob 50Hz oder Gleichstrom. Sie sind aber höher, wenn ein Strom durch's Eisen fließt als wenn der Strom komplett durch's Aluminium fließt. Und die besagten Effekte führen eben dazu, dass durch das Eisen gar kein nennenswerter Strom fließt, der Verluste verursachen könnte. Man könnte ja auch auf die Idee kommen, Stahldrähte über den gesamten Leiterquerschnitt verteilt einzuflechten oder gar außen herum einen Stahl-"Mantel" zu legen. Speziell bei der letzten Variante wären die Verluste ungleich höher als bei einer innenliegenden Stahlseele. Das ohmsche Gesetz gilt natürlich auch hier, nur ist der "effektive" Widerstand ein anderer, da eben die Stromverteilung im Leiter nicht gleichförmig ist. I_ H. hat es ja bereits korrekterweise erwähnt.
Spötter wrote: > "Ich schätze, es geht eher um kapazitive Verluste (die >> Hochspannungsleitung bildet mit der Erde eine Kapazität)." > > Kapazitive "Verluste" gibt's nicht, höchstend kapazitive > "Blindleistung". Der Begriff "kapazitive Verluste" ist zwar vielleicht ein wenig unglücklich gewählt, aber jeder Blindstrom erzeugt tatsächlich ohmsche Verluste auf der Leitung und muss deshalb für die Verlustbilanz berücksichtigt werden. > Die sind aber beim üblichen Betrieb von Hochspannungsfreileitungen eher > günstig. > Diese Leitungen werden oft mit grösseren Leistungen als der sog. > "natürlichen Leistung" ( bestimmt durch Spannung und Wellenwiderstand ) > betrieben, sodass die Freileitung, vom EVU aus betrachtet, meist wie > eine zusätzliche Reiheninduktivität wirkt ( cos Phi - induktiv ). Solange kapazitive und induktive Blindströme sich weitgehend kompensieren, ist das auch kein großes Problem (zumal wie bereits erwähnt die kapazitiven Anteile bei Freileitungen eher vergleichsweise klein ausfallen). > Grosser Kapazitätsbelag einer Freileitung schadet also. nicht, sondern > kompensiert sogar. Siehe oben... > ( Nur bei Hochspannungskabeln mit niedrigem Wellenwiderstand kann es > andersherum sein, d.h. dass sie insgesamt "kapazitiv" wirken, cos Phi - > kapazitiv. ) Genau.
Detlev T. wrote: > Die Verlustleistung geht quadratisch mit dem Strom, Stimmt allerdings, war wohl etwas zu schnell geschrieben. > Dein Denkfehler: Die Verluste treten ja nicht im Kabel, sondern in den > Netzteilen (den typischen "Wandwarzen") auf. Die haben nominell (bei > Maximalstrom) einen Wirkungsgrad 30-50% , real wohl eher 10-20%. (Und > schön sehen sie auch nicht aus.) So schlecht dürfen die auch nicht mehr sein. Ist von der EU vorgeschrieben. Leerlauf: max 0,3W Wirkungsgrad bei 1W: 50% Wirkungsgrad bei 4W: 60% Da gibts von Friwo ein schönes Diagramm, wo alle Werte verzeichnet sind. > Kleine Rechnung: Nehmen wir zehn Kleinverbraucher: > Die brauchen zusammen vielleicht 1-2A bei 12V Das wären nach obigen Daten etwa 45W Eingangsleistung. > Nachtrag: Nehmen wir an, das Kabel hätte bis in den Keller einen > Widerstand von 1Ohm. Plus den Wirkungsgrad vom Kellernetzteil: (1R * 2A² + 24W) / 80% = 28W / 0,80 = 35W m.M. zu umständlich und lässt sich außerdem schwer einführen. Pluspunkt wäre die einfache Realisierung einer Unterbrechungsfreien Stromversorgung. Grüße, Alexander
Zum Thema Leerlauf: Hatte eine Ikea Schreibtischlampe, Halogen, 12V. Dazu war ein einfacher Trafo. An dem hab ich mir fast die Finger verbrannt, obwohl die Lampe garnet eingeschaltet war.
schön doof, dass die den "netz"schalter scheinbar sekundärseitig anbringen. aber achte auch drauf, dass der trafo nicht von einer anderen lampe bestrahlt wird, ich habe mich schon mehrfach über heiße bauteile gewundert, naja, überm basteltisch ist ne 60w reflektorlampe in einer ikea schreibtischleuchte, diese silberne, die einfach DER preis/leistungssieger ist
@I.H: Ist auch erst seit Januar 2007 so: http://www.binkert-medien.ch/polyscope/artikel/index.php?id=4809 @Kevin: Das liegt daran, dass ein 12V Schalter einige Cent billiger ist als ein 230V Schalter.
Alexander Schmidt wrote: > So schlecht dürfen die auch nicht mehr sein. Ist von der EU > vorgeschrieben. LOL. Na, wenn die EU das vorschreibt, werden sich schon alle dran halten :) Weißt du, wo man diese EU-Norm findet? Ich war mit meiner Suche erfolglos. Was ich gefunden habe: Conrad preist seine Schaltnetzteile als "jetzt schon konform zur EU-Energiesparnorm ECOC" an. Die wäre demnach also noch gar nicht in Kraft. > Da gibts von Friwo ein schönes Diagramm, wo alle Werte verzeichnet sind. Auch das finde ich nicht.
Alexander Schmidt wrote: > @Kevin: Das liegt daran, dass ein 12V Schalter einige Cent billiger ist > als ein 230V Schalter. Und daran, dass der Schalter auf diese Weise direkt neben der Leuchte sitzt. Das ist für die Bedienung recht sinnvoll. Scheibenkleister ist nur, dass der Trafo so hohe Leerlaufverluste hat. Vielleicht ist ja die neue Regelung auch der Grund, warum Ikea diese Leuchten aus dem Programm genommen hat? Schade auch, die Leuchten selbst fand ich recht praktisch. Dein LCD-Bildschirm hat auch nur einen sekundärseitigen Schalter, aber (hoffentlich) ein deutlich besseres Schaltnetzteil, das auch bei ausgeschaltetem Bildschirm nicht warm wird.
"Der Begriff "kapazitive Verluste" ist zwar vielleicht ein wenig unglücklich gewählt, aber jeder Blindstrom erzeugt tatsächlich ohmsche Verluste auf der Leitung und muss deshalb für die Verlustbilanz berücksichtigt werden." Nochmal, meist ist der vom "EVU aus gesehene" gesamte Leistungsfaktor kleiner 1 induktiv. Jedweder Kapazitätsbelag auf Freileitungen sollte insgesamt daher eher günstig sein, und wie gesagt, oft werden Freileitungen OBERHALB ihrer natürlichen Leistung betrieben, wirken insgesamt dann induktiv. Falls nicht, wirken sie im Netz eben als ( verlustbehaftete ) Kompensations-Kondensatoren. MfG.
@Alexander Schmidt: Danke für den Link. Dort habe ich gefunden: "In Europa wurde durch die Europäische Gemeinschaft mit dem CoC (Code of Conduct) eine freiwillige Selbstverpflichtung der Hersteller auf die Begrenzung der Geräteverlustleistung einge- führt; Netzgeräte mit einer Ausgangsleistung von bis zu 50 W dürfen ab dem 01.01.2007 eine Verlustleistung ohne Last von 0,5 W nicht überschreiten." Die Begrenzung der Verlustleistung ist demnach freiwillig und betrifft ohnehin nur Hersteller in der EU. Also keine wirkliche Verbesserung in Sicht. Bei kleinen Leistungen bis 10W werden Trafos immer noch die billigere Variante sein. Und ob ich möchte, dass die Billig-Hersteller jetzt Schaltnetzteile bauen, habe ich noch nicht entschieden. Ich sehe da Probleme mit Entstörung und Lebensdauer.
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