Seit des Stromkrieges ist einiges an Zeit vergangen und das damals die Wechselspannung siegte lag daran, das es keine Leistungshalbleiter gab. Inzwischen sieht die Welt anders aus, die Transistoren wurden schon vor etwa 100 Jahren erfunden und stehen billig in ausreichenden Leitungsklassen zur Verfügung. Wenn ich kurz in meiner eigenen Wohnung nachzähle, führt die damalige Entscheidung zum Wechselstrom inzwischen zu 13 einzelnen Netzteilen in 4 Räumen, die die Wechselspannung wieder zu Gleichspannung machen. Das ist eigentlich völlig unnötig, wegen des Leerlaufbedarfes auch nicht wirklich effizient, wegen der schieren Masse an Haushalten ein gigantisches Problem und Mangels einfacher Kommunikations-Protokolle (DLAN) auch damit verbunden, dass in meiner Wohnung ein LAN Netz, ein WLAN Netz und ein 443MHz Netz aufgespannt worden ist, um manche Geräte Smart zu machen.
Die Fragestellung hat sich sowieso grundlegend geändert, seit dem eine große Menge an Verbrauchern nur noch Homöopathische Mengen an Strom brauchen – Handy Netzteil, Deckenbeleuchtung, Schreibtischlampen, Rassierer-Ladegerät, Staubsauger-Roboter-Ladestation – um ein paar zu nennen. USB-C setzt sich aktuell als „Letzte Meter“ Energieinfrastruktur durch, häufig aber erst direkt hinter einem Netzteil. Wie wie wie also den Gleichstrom direkt in die Steckdose bringen ? Wie hoch, welcher Stecker, welche Absicherung, welche Isolation, wie soll das im Sicherungskasten aussehen ?
Das einfachste wäre ein Netzteil 5V oder 20V oder 60V in die Unterverteilung und dann in den Steckdosen ein USB-Spannungs-Steller. Das kann man machen, ist aber nicht als großer Wurf zu bezeichnen. Die bessere Variante wäre, ein bereits existierendes System zu verwenden, das sich an irgendwelche Normen hält und gute Nachricht: Das gibt es schon: Power over Ethernet (PoE) ! Man bekommt mit dem aktuellen 4-paar PoE Standard (802.3bt-2018) bis zu 90W an das Gerät.
Wie versorgt man jetzt aber Ofen, Föhn und Kühlschrank ? Mit 90 Watt kommt man hier nicht weit, aber auch 60V für 2kW Fönleistung wären schon 33A, also mehr als der doppelte Strom, den aktuelle Verkabelungen zulassen nötig. Ich schlage hiermit ein 240V Gleichspannungsnetz vor, das mittensymmetrisch um PE/N Potential auf zwei Kontakten einmal -120V und einmal 120V bereitstellt.
- Warum 240V ? Bei 16A liegt die Leistung bei 3,8kW also etwa in der Höhe der etablierten Steckdosenleistungen. Die Kabel, die aktuell schon Verwendung finden und in den meisten Wänden unter dem Putz liegen können weiterhin verwendet werden.
- Sicherheit: 120V sollte noch niemanden umbringen, diese Spannung würde man nur „merken“ wenn man gleichzeitig satt an Erde fasst und einen potenziell gefährlicheren, doppelten Finger-induzierten Isolationsfehler könnte man elektrisch mit vertretbarem Aufwand durch eine höherfrequente AC Messpannung detektieren und abschalten.
- Geringe Leistungen könnten die Klemmen einpolig belasten und somit etwas kleiner und effizienter ausfallen indem sie nur ein 120V Potential nutzen.
Soll eine praxisnahe Implementierung erfolgen, sollte man eine Übergangsphase mit vertretbarem Aufwand beginnen. Diese bedeutet für mich: Ein Hersteller muss schon heute ein Gerät anbieten können, das sowohl mit AC als auch mit DC zurechtkommt und sowohl in eine aktuell Schuko also auch in die neue DC-Dose passt. Die offensichtlichen Themen, wie das aktuelle AC-Geräte nicht in den neuen DC-Stecker passen dürfen, sind auch klar.
Mit diesem Steckersystem, könnte man Gegenstecker bauen, die nur AC – nur DC – oder beides können. Ein Verpol-Schutz ist mit diesem Vorschlag auch gegeben. Hingegen sollte es nur diese beiden weiblichen Varianten geben, da man von außen erkennen sollte, ob die Steckdose passt oder nicht. Links würde ich minus und rechts plus anlegen.
Die nun mögliche Verdrahtung einer Wohnung reduziert drastisch die Netzteile mit AC-DC Wandlung auf eines, welches das Haus/die Wohnung mit dem öffentlichen Stromnetz verbindet. An dieser Stelle sollte aber gesagt sein, dass sich die Menge der Schaltregler im System sich nur minimal verändern lässt, da auch die Adaption vom Gleichspannung auf eine andere Gleichspannung immer ein gewissen Schaltungstechnischen Aufwand mit sich bringt und das führt zu Verlusten, benötigt Filter und Halbleiterfläche. Der Unterschied liegt vermutlich in allen Parametern gerade so im zweistelligen Prozentbereich.