LED Beleuchtung
October 17, 2014 Ulrich Boeke Philips Research1
Ulrich Boeke
Philips Research
October 17, 2014
Gliederung
� Motivation
� AC & DC Netze
� LED Beleuchtung
� Standards
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� Standards
� Test Installationen
� Zusammenfassung
� Anhang
Klimawandel
Hornkees, Zillertal
1905 2003
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S.3 Gesellschaft für Ökologische Forschung e.V.
Source: www.gletscherarchiv.de
EU Richtlinie Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden
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Nullenergie-Gebäude – mit AC Netz
October 17, 2014 Ulrich Boeke Philips Research5
5Photo: Marché Restaurants Schweiz AG
Energieverbrauch: 39 kWh/(m2 * Year)
Gliederung
� Motivation
� AC & DC Netze
� LED Beleuchtung
� Standards
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� Standards
� Test Installationen
� Zusammenfassung
� Anhang
Gewerbekälte Klimanlagen Beleuchtung
3-Phasen AC Netze in Gebäuden
9 % Losses in
• Rectifier
• Cables
9 % Verluste
• Gleichrichter
• Kabel
• Solarwechselrichter
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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
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+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
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� Standards
� Test Installationen
� 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
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• 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
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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
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DC Netz
Steuerung
EMV Filter
LED Treiber
LEDStromRegelung
Steuerung
LEDModul
DC Bus
Gliederung
� Motivation
� AC & DC Netze
� LED Beleuchtung
� Standards
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� Standards
� Test Installationen
� Zusammenfassung
� Anhang
EMV Emissionen
EN55015 Grenzwerte für Funkstöreigenschaften
von Beleuchtungseinrichtungen � Scope: Abgestrahlte und geleitete Funkstörspannungen 9 kHz bis 400 GHz
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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
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� 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
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� Standards
� Test Installationen
� 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
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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
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� Höhere Energieeffizienz
• DC Netze haben EMV Störfestigkeitsanforderungen vergleichbar mit
3-Phasen 400 V AC Netzen
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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
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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/
October 17, 2014 Ulrich Boeke Philips Research21
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