2014-10-17 Boeke-LED Beleuchtung v2dcgrid.tue.nl/files/2014-10-17_Boeke-LED_Beleuchtung.pdf · 2014-10-20 · Philips Research Eindhoven 2 kW DC Micro Grid Solar Modules 2 kW pk AC

LED Beleuchtung

October 17, 2014 Ulrich Boeke Philips Research1

Ulrich Boeke

Philips Research

October 17, 2014

Gliederung

� Motivation

� AC & DC Netze

� LED Beleuchtung

� Standards


� Standards

� Test Installationen

� Zusammenfassung

� Anhang

Klimawandel

Hornkees, Zillertal

1905 2003


S.3 Gesellschaft für Ökologische Forschung e.V.

Source: www.gletscherarchiv.de

EU Richtlinie Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden


Nullenergie-Gebäude – mit AC Netz


5Photo: Marché Restaurants Schweiz AG

Energieverbrauch: 39 kWh/(m2 * Year)

Gliederung

� Motivation

� AC & DC Netze

� LED Beleuchtung

� Standards


� Standards


� Zusammenfassung

� Anhang

Gewerbekälte Klimanlagen Beleuchtung

3-Phasen AC Netze in Gebäuden

9 % Losses in

• Rectifier

• Cables

9 % Verluste

• Gleichrichter

• Kabel

• Solarwechselrichter


230 / 400 VAC

AC

DC

AC

DC

AC

DC

L1

L2

L3

N

L1

N

Netztrans-

formator

PE

PEAC-Lasten

Solaranlage

RB

• Cables

• Solar inverter• Solarwechselrichter

Gewerbekälte Klimaanlagen Beleuchtung

Netztrans-

2-Phasen DC Netze in Gebäuden

2 % Losses in

• Cables

• Solar converter

4 % Verluste

• Kable

• Solarwechselrichtern


+380VDC

DC

DC

L+

M

L-

L1

L2

L3

N -380VDC

N

L1AC-Lasten

PE

PE PE

Solaranlage

Netztrans-

formator

RB Ziel: 5 % Wirkungsgrad Vorteil

Gliederung

� Motivation

� AC & DC Netze

� LED Beleuchtung

� Standards


� Standards


� Zusammenfassung

� Anhang

LED Leuchten verbrauchen 20…50 % weniger Strom als Leuchtstofflampen

• Philips Lighting bietet LED Leuchten mit bis zu 138 Lumen/Watt an

Beispiele für LED Leuchten

• LuxSpace Downlight

LED Beleuchtung


• LuxSpace Downlight

• SmartBalance

• PowerBalance

• Maxos LED Industry

Online Katalog: http://www.ecat.lighting.philips.com

LED Beleuchtung

LED Treiber für Wechselspannung haben internen DC Bus

Leuchte

AC Netz EMV Leistungs- LED

LED

DC Bus


AC Netz

Steuerung

EMV Filter

Leistungs-Faktor-Korrektur

LED Treiber

LEDStromRegelung

Steuerung

LEDModul

Bus

z.B. DALI

LED Beleuchtung

LED Treiber für DC Netze verlagern das PFC Schaltnetzteil

Leuchte

DC Netz EMV LEDLEDDC Bus


DC Netz

Steuerung

EMV Filter

LED Treiber

LEDStromRegelung

Steuerung

LEDModul

DC Bus

Gliederung

� Motivation

� AC & DC Netze

� LED Beleuchtung

� Standards


� Standards


� Zusammenfassung

� Anhang

EMV Emissionen

EN55015 Grenzwerte für Funkstöreigenschaften

von Beleuchtungseinrichtungen � Scope: Abgestrahlte und geleitete Funkstörspannungen 9 kHz bis 400 GHz


Photo:Geleitete Funkstör-spannungengemessen mit einem 75 W LED Treiber Prototypen mit 380 V DC Versorgung

EMV Störfestigkeit

DIN EN 61547 / VDE 0875-15-2

Einrichtungen für allgemeine Beleuchtungszwecke

EMV Störfestigkeitsanforderungen

Tests mit transienten Überspannungspulsen für AC Netze� 1.2/50 µs Surge Spannungspulse mit Amplituden


� 1.2/50 µs Surge Spannungspulse mit Amplituden � 1000 V zwischen Phase und Neutralleiter� 2000 V zwischen Phase und Schutzleiter

Diskussion

� Ermöglichen DC Netze geringere Anforderungen an die Störfestigkeit ?+ EMV Filterfunktion von zentralen Gleichrichtern- Solarstromanlagen empfangen bei Gewitter Störungen

Photo: emtest

Gliederung

� Motivation

� AC & DC Netze

� LED Beleuchtung

� Standards


� Standards


� Zusammenfassung

� Anhang

Philips Research Eindhoven

2 kW DC Micro Grid

SolarModules2 kWpk

AC Reference

MainsGrid230V~

SolarModules12 kWpk

MPP

Test Installation mit AC and DC Netzen


MPPConverter

54 LEDDC-Drivers + Lamps 37 Wdc

Rectifier

380V=

MPPConverter and PV inverter

230V~

18 LEDDrivers+ Lamps 39 Wac

SMA

TRIPOWER

PV InverterPhilips Research

MPP Converter

LED Beleuchtung

� DC Netze ermöglichen

� Einfachere LED Treiber

Zusammenfassung


� Höhere Energieeffizienz

• DC Netze haben EMV Störfestigkeitsanforderungen vergleichbar mit

3-Phasen 400 V AC Netzen


Abstract

The 12 partners of the European R&D project “Direct Current Components +Grid”

(www.dcc-g.eu ) are investigating a ±380 V DC 2-phase grid as a more energy efficient

alternative to 400 V 3-phase AC grids. Almost all electric power consumers in

commercial buildings, e. g. lighting, IT-equipment, speed-controlled drives for building

heating, cooling and ventilation, as well as electricity sources such as photovoltaic and


micro-CHP units benefit from DC grids. The reduced number of DC/AC and AC/DC

conversions holds a potential for electric energy savings and the reduction of passive

and active electronic components. Another advantage compared to a conventional AC

supply arises from the possibility to halve the conductor cross-sections. That is a cost

advantage and it saves on the limited copper resources. The project partners are

developing new semiconductor components, protection modules and applications for

DC grid supply. A joint test bed will be installed and operated at the partner Fraunhofer

Institute IISB in Erlangen, Germany.

References

• DCC+G Project: www.dcc-g.eu

• U. Boeke et al: Efficiency Advantages of ±380 V DC Grids in Comparison with 230 V/400 V AC Grids,

DCC+G project white paper, May 5th 2014, published at www.dcc-g.eu

• U. Boeke, L. Ott: Impact of a ±380 V DC Power Grid Infrastructure on Commercial Building Energy

Profiles, DCC+G project white paper, April 28th 2014, published at www.dcc-g.eu

• U. Boeke et al: Gleichstromnetze für kommerziell genutzte Gebäude,

http://www.elektroniknet.de/power/leistungswandler/artikel/100935/


http://www.elektroniknet.de/power/leistungswandler/artikel/100935/

• ENIAC: European Nanoelectronics Initiative Advisory Council,

http://www.eniac.eu/web/projects/project_profiles.php

Buildings

• European Community: http://ec.europa.eu/energy/efficiency/buildings/buildings_en.htm

• Marché Restaurants Schweiz AG:

http://www.immofield.ch/immobilien/data/buerobauxmarche.pdf

• Beat Kaempfen: www.kaempfen.com/en/projects/newbuild/marche-international

• Voss, Musal: Net zero energy buildings, book 2nd edition, 2012, http://shop.detail.de/eu_e/net-

zero-energy-buildings.html

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