¿Cómo debo proceder para instalar un circuito residencial de 12 voltios CC?

Tengo un par de baterías de ciclo profundo que se cargan lentamente desde un panel solar, para uso de emergencia. En este momento, la única forma en que obtengo energía útil de ellos es usar un inversor de 12 V CC -> 120 V CA, por ejemplo, el tipo que se puede conectar a la batería de un automóvil.

Me gustaría instalar las baterías de forma semipermanente en el sótano y configurar un par de circuitos de 12 voltios para el uso diario fuera de la red. Por ejemplo, tal vez instalar algunas lámparas LED de 12 voltios o quitar las verrugas de la pared en algunos de mis dispositivos electrónicos.

¿Existe algún estándar para el cableado de circuitos residenciales de 12 voltios? ¿Es siquiera legal? No puedo encontrar nada sobre recomendaciones de calibre de cable, formas de tomacorrientes y enchufes, etc. He visto algunos generadores, por ejemplo, este , tiene un receptáculo de 12 V CC con dos cuchillas en ángulo, pero no puedo encontrar nada como eso en el habitual minoristas y no estoy seguro de si esa es una forma de receptáculo estándar o no.

¿Alguien tiene alguna experiencia u orientación sobre dónde comenzar con los circuitos residenciales de CC de 12 voltios?

(Este es más un proyecto paralelo para ayudar a reducir mi uso de electricidad y aprovechar el panel solar que ya tengo que una fuente seria de energía de emergencia. No estoy interesado en un generador).

Hay dispositivos POE que impulsan 25 vatios a más de 50 voltios con Cat. 5 cable, así que dudo que sea ilegal. Correr DC me interesa. Dado que la mayoría de nuestros productos electrónicos funcionan con CC, deshacerse de las verrugas de la pared y los inversores podría ahorrar una gran cantidad de energía.
¡Esta es realmente una pregunta adelantada a su tiempo! Y muy buena pregunta.
La CC a través de Ethernet es de muy baja potencia. A 12 V CC que manejan requisitos de energía más realistas, la amplitud es el rey. Calcule la cantidad de cobre necesaria (AWG/milésimas circulares) para transportar la corriente y sobredimensiónela un poco para obtener una resistencia baja y no calentar el cobre.
La caída de voltaje tiende a ser un problema serio en circuitos de bajo voltaje como este. 6V puede ser solo el 5% en un circuito de 120V, pero es el 50% si está en 12V.
Hice esto en mi antigua casa hace unos 20 años. Dos baterías de Golf-Cart, panel de 60 W, unos circuitos a la casa. Usé un cable de cableado doméstico de calibre 12. Lo más importante es utilizar los fusibles adecuados. Debe tener un fusible Clase K o mejor directamente en la batería. Puede usar fusibles más baratos para los circuitos derivados, pero toda la salida de la batería debe pasar por el único fusible grande. Utilice una desconexión de 3 polos: panel solar, línea de carga, línea de carga. Utilicé receptáculos de cierre giratorio diseñados para 120 V, los encontré baratos y nunca los he visto usados ​​en ninguna parte, no hay riesgo de confusión. ¡Que te diviertas!
Puede instalar cableado de CC de bajo voltaje que suministre energía a los puertos USB integrados (5 V, ~15 W) y/o encendedores de cigarrillos (12 V, ~100 W) reemplazando las verrugas de la pared con solo cables USB o adaptadores para automóvil. Si estuviera haciendo un intento serio de un estándar para la distribución de energía de CC residencial, usaría 48 V CC en un cable de calibre 12 para distribuir energía (~ 500 W por circuito).

Respuestas (9)

Una gran cantidad de dispositivos de CC en el hogar funcionan con varios voltajes, desde 22 voltios hasta 5 voltios. Por lo tanto, simplemente pasar un cable de 12 voltios no es práctico porque tendría que regular el voltaje hacia arriba o hacia abajo, al igual que con 110/220 voltios ahora. Es por eso que no puede encontrar un receptáculo para 12 voltios.

Pero

Puedes usar un receptáculo de 5 voltios :)

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OK, pero ¿qué tiene eso que ver con 12 voltios?

¡Todo! Puede ejecutar un cable Ethernet para transportar sus 12 voltios por toda la casa, que generalmente usa 24 AWG. Para estar seguros, usemos la especificación 26AWG para los cálculos actuales.

Búsquedas de AWG

26AWG por estándar debe manejar 0,3 amperios. A 12 voltios, eso no es más de 3,6 vatios por par. Si decide usar un cable Ethernet, tendrá 4 pares que podría usar, lo que le da un total de 14,4 vatios por cable Ethernet. ¡Eso es suficiente para aplicaciones básicas que necesitan 12 voltios! Pero si encuentra un cable de éter más grueso como 22 AWG, puede aumentarlo a 10 vatios por par.

ingrese la descripción de la imagen aquíLuego, en cada receptáculo, puede comprar un convertidor de CC-CC de 12v - 5v (£ 1,50) y sus enchufes USB se estandarizarán y se alimentarán a través de su suministro de 12 voltios.

Puede preguntar por qué no simplemente ejecutar 5v directamente desde las baterías. La misma razón por la que tiene 110v/220v en su enchufe. Con la distancia, pierde energía y cuanto menor es el voltaje, más grueso es el cable que necesita para transportar más energía. Por lo tanto, los reguladores reductores garantizan 5v casi constantes en la fuente, mientras que puede suministrar varios lugares con el mismo cable, lo que garantiza más potencia en cables de núcleo más pequeño.

¡Pero las luces LED no funcionan a 5v! - ¡Solo a 12v!

No, no funcionan a 5v. Entonces, la única forma de hacer funcionar correctamente los dispositivos que requieren 12 voltios en su hogar es NO usar un receptáculo, sino conectarlos para siempre. Exactamente de la misma manera que sus luces de 110/220v están conectadas (todo esto es solo una reducción de escala). Luego, debe comprar los cables codificados por colores adecuados y un cable de cobre de núcleo más grande como

En general, para el cableado del consumidor, el estándar debe ser,

  • 220v marrón/azul (amarillo+verde tierra)
  • 110v blanco/negro?
  • 12 voltios rojo/negro
  • 5 voltios amarillo/negro

Muchas personas comentarán que la declaración anterior es incorrecta. Bueno, el cableado de consumo son los cables que obtenemos con televisores, teteras, etc. y eso es lo que siguen muchos países. Pero los estándares varían de un país a otro y los edificios realmente antiguos anteriores a 1950 en la mayoría de los países no siguen ningún estándar a menos que hayan sido recableados específicamente.

Luego, simplemente tendería un cable aislado en un calibre adecuado directamente a su iluminación LED estática, ¡incluso en sus conductos existentes! Solo asegúrese de que todo esté codificado por colores para que el próximo fellapueda VER la diferencia. Incluso etiquetar 12v 110/220 es una buena práctica pero no es necesario.

Pero realmente quiero 12v en mi receptáculo. Esta es una parte actualizada gracias a otra respuesta .

Puede comprar estos enchufes estandarizados de 12 voltios y conectarlos directamente a 12 voltios. Requerirá un poco de bricolaje, pero puede comprar placas ciegas, taladrar el orificio del tamaño correcto y colocarlas. Pero le diré qué. Seguro que son feos y yo personalmente los evitaría.

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La seguridad

Es buena idea hacer un tablero de distribución como los que se usan para alta tensión y usar interruptores automáticos. Con el cable cat (26AWG), desea que 0,3 A sea seguro; el resto depende del cable que decida utilizar.

Pero incluso uno de bricolaje como este funcionará muy bien y garantizará la seguridad contra cortocircuitos, sobrecorriente con la facilidad de monitorear el consumo. Incluso puede ejecutar 110/220 en esta base de datos e incorporar una conmutación por error, en caso de que se agoten las baterías, por lo que podría tener un sensor simple, un relé y un convertidor de potencia de 12 voltios 2 ~ 5a.

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Solo una cosa para recordar: si está usando baterías de ácido, ¡no las deje sobre el concreto! Colóquelos siempre encima de la madera o elevados. Sucede algo extraño que las baterías de ácido se descargan cuando se colocan sobre concreto/suelo y no deben estar cerca de la tierra. No estoy seguro acerca de las celdas secas.

Esto también se ve bien y fácil y usa fusibles tipo automóvil.

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Pero se debe usar el uso de disyuntores adecuados clasificados para corriente continua, ya que ofrecen una protección confiable para varias cosas, pero cuestan mucho más.

No seguir los estándares

Puede pensar para sí mismo que puede ejecutar 12 voltios directamente en un receptáculo USB. Claro, funcionará. Pero, ¿qué pasa si su hijo/hija/esposa amiga viene y conecta su iPhone sin preguntar? Ooops, se está poniendo caliente allí.

MK battery corp dice esto: muchas personas tienen la impresión de que cuando las baterías se asientan sobre el concreto, la energía se “fuga” o se estropean. La respuesta corta es que dejar que las baterías modernas se asienten sobre concreto no las daña ni las descarga de ninguna manera. De hecho, el hormigón suele ser una excelente superficie sobre la que colocar una batería. El electrolito de una batería colocada sobre un suelo extremadamente frío con aire muy caliente a su alrededor podría estratificarse y provocar daños por sulfatación; mientras que el hormigón proporciona una buena masa térmica para amortiguar las temperaturas extremas temporales en el compartimento de la batería.
la palabra clave son las baterías modernas. ¿Cuál es la definición de batería moderna?
¡Todo lo que puedas comprar hoy!
Todas las baterías que usan plástico en lugar de alquitrán para el paquete.
Extraño: cuando trabajaba un tiempo para un taller de reparación de carrocerías, experimenté esta descarga con las llamadas baterías modernas que puede comprar hoy. ¿Una batería nueva completamente cargada que permaneció toda la noche sobre concreto estaba DED a la mañana siguiente? Así que sigo manteniendo mi opinión. Las celdas secas no harán esto, lo sé.
Las viejas baterías recubiertas de goma se descargaban cuando se colocaban sobre concreto, de ahí la noción de que una batería se descargaría cuando se dejaba sobre concreto, la otra parte por la que la gente todavía cree esto es que tienen una batería sulfatada (baja resistencia interna, por lo que se descarga por sí sola). propia) mantuvo viva la idea. Una buena batería que se carga en una caja de plástico no se verá afectada por colocarla sobre cemento. Una batería de plomo ácido crea voltaje mediante el uso de metales y productos químicos diferentes. Las baterías nuevas tienen una resistencia interna muy alta a medida que envejecen, este valor se reduce y se autodescargan.

Lo que estás describiendo es básicamente lo que encontrarás en un RV. Sin embargo, no es probable que sea tan útil como podría desear.

El "12V" en el nombre de una batería de plomo-ácido es nominal . El voltaje real puede variar entre 10V y 15V. La mayoría de los aparatos electrónicos no pueden tolerar ese tipo de variación. Los componentes de audio pueden sufrir bucles de tierra. Aunque hoy en día muchos dispositivos en nuestros hogares funcionan con CC, la CA sigue siendo una buena opción para la distribución de energía.

En un RV, la mayor parte de los 12 V se destinan a la iluminación y los motores de los ventiladores, que simplemente se vuelven más brillantes/más oscuros o más rápidos/lentos, dentro de ese rango de voltaje. La variación puede no ser ideal, pero aún funciona.

Dado que su voltaje es 1/10 del cableado doméstico convencional, su corriente será 10 veces mayor. Eso significa que los conductores deberán ser mucho más gruesos, más cobre y más caros.

Una vez que tiene 120 VCA y 12 VCD en su casa, es molesto cambiar de 120 VCA a 12 VCC. Independientemente de lo que configure, considere un convertidor de 12 V para cuando tenga energía de tierra/red, de modo que sus dispositivos de 12 V CC puedan usarse todo el tiempo.

Un estándar ampliamente utilizado para las salidas de CC es el enchufe del "encendedor de cigarrillos". Si los instala en sus paredes, le recomiendo etiquetar cada uno con la corriente máxima.

Asegúrese de colocar fusibles en cada circuito, en su bloque de distribución. Y un fusible maestro lo más cerca posible de la batería.

Cuando una batería de plomo-ácido se carga, libera gas hidrógeno. Si va a colocar ese sistema en el interior, necesita ventilación para limpiar el gas y evitar una explosión. Alternativamente, puede usar baterías de plomo-ácido selladas ("SLA"), pero son más caras.

Tenga mucho cuidado de mantener sus dos sistemas de cableado separados. Nunca los haga funcionar en el mismo conducto o caja de empalmes. Las etiquetas en el bajo voltaje ayudarán a evitar confusiones en el futuro.

La forma más económica, sencilla y confiable de proporcionar energía de respaldo de emergencia a una casa es un generador con un interruptor de transferencia. Incluso los vehículos recreativos con baterías y paneles solares tendrán un generador.

Tenía la impresión de que muchos componentes electrónicos no eran tan sensibles a los voltajes de entrada, porque hacían su propia regulación internamente. Consulte también: electronics.stackexchange.com/questions/13910 . No tengo conocimiento personal de una forma u otra. Haces un excelente punto sobre la corriente (y por lo tanto la resistencia). Principalmente estoy planeando dispositivos de baja potencia (probablemente menos de 100 vatios en total), por lo que no estoy demasiado preocupado por eso, pero definitivamente es una preocupación válida.
El argumento del voltaje nominal parece un poco exagerado, ya que probablemente colocaría un regulador en la fuente de alimentación.
Sí, un regulador de voltaje solucionará el problema de sobrevoltaje, aunque no ayudará con el bajo voltaje.
De acuerdo, use un convertidor reductor-elevador o lo que sea necesario para que el voltaje esté dentro de las tolerancias de su equipo. La variación de voltaje de las baterías marinas de 12 V no determina la utilidad del cableado de CC en el hogar.
¿Por qué querría evitar ejecutar 100v/220v y 12v en el mismo conducto? (Es por eso que se inventó un estándar de codificación de colores) Si es sensible a datos como, audio, red, sufren interferencia electromagnética.
Esa fue una declaración demasiado fuerte: puede colocarlos en las mismas canalizaciones, pero el cable de 12 V debe tener una clasificación de 600 V, como lo es el cable de 120 V. Pero tenga mucho cuidado para asegurarse de que nunca se crucen.
¿Qué hay de usar un puerto USB de solo alimentación en lugar de un enchufe de "encendedor de cigarrillos"?

Estoy instalando un circuito de iluminación de 24 V CC en mi nueva casa pequeña.

El artículo 411 del NEC describe los requisitos de cableado residencial de iluminación de bajo voltaje.

Aquí están los puntos principales:

  • Las fuentes de alimentación de 12 V CC (transformador de 120 V CA a 12 V CC) deben tener 60 vatios o menos
  • Las fuentes de alimentación de 24 V CC (transformador de 120 V CA a 24 V CC) deben tener 96 vatios o menos.
  • La caja de conexiones debe contar con un cable de 120 V CA y un transformador.
  • Se debe usar un cable clasificado para pared de clase 2
  • cada circuito no puede exceder los 25 amperios

Aquí hay un buen artículo sobre cómo comprender el cumplimiento de Clase 2 /

Aquí está el código: http://freenec.com/T254.html

Sé que esta es una publicación antigua, pero ¿de dónde sacaste los valores máximos que enumeraste para los transformadores? Instalé transformadores de 500 w y 12 v que figuraban como parte de un sistema de iluminación que consumía 300 w a 12 v.

En los EE. UU., en la mayoría de las jurisdicciones, el cableado doméstico de cualquier tipo aún se rige por el Código Eléctrico Nacional. Tiene una breve sección sobre distribución de energía de bajo voltaje, AC o DC menos de 50V nominal. El cableado debe ser de cobre de al menos 12 Ga o equivalente, con protección contra sobrecorriente. El sistema debe estar conectado a tierra. Todo el trabajo de una manera prolija y profesional. Y algunas otras cosas que quizás desee verificar, pero que probablemente no se apliquen a lo que describe. Parece bastante abierto en cuanto a qué métodos debe usar.

El principal problema es que la potencia perdida es \$ P = RI^2 \$. Si desea poder usar equipos de alta potencia, necesitará cables realmente grandes si desea poder tender los cables por varios metros. Esos cables son caros y puede que no sea fácil conseguirlos dependiendo de la resistencia/longitud requerida.

Su lista de cargas planificadas es "lámparas LED de 12 voltios o eliminar las verrugas de la pared en algunos de mis dispositivos electrónicos". Estas no son cargas de alta potencia a menos que esté cultivando marihuana o tenga alguna otra necesidad de niveles extremadamente altos de luz.
Si usara LED en todo su hogar, aún sería> 100 W y cables largos. Si desea cambiar una computadora portátil (digamos 19V 4 A) eso sumaría 15A (a 12V dado que el cargador se convierte a 19V en un punto final), lo que requiere bastante cables si los quiere a través de su casa sin una caída de voltaje significativa .
No considero que la fuente de alimentación de una computadora portátil sea una verruga de pared. Incluso para la fuente de alimentación de una computadora portátil, 19V@4A no se convierte en 12V@15A. Y si está tratando de ahorrar energía, no va a quemar más de 100 W de potencia en sus luces.
Los LEDS para toda la casa necesitarán algo de energía incluso con una eficiencia óptima. Obtuve el 15A de la suma de 100W + 19*4. ¿Qué consideras una verruga de la pared? para mí es cualquier cosa que convierte el voltaje que está fuera de la máquina usando la energía.
Una verruga en la pared es algo que parece que toca la pared, una caja con los contactos eléctricos incorporados. Nunca he visto uno clasificado para más de 3A a 12 V y nunca he visto una computadora portátil alimentada por una verruga de pared. Siempre hay un cable desde la fuente de alimentación de la computadora portátil hasta el receptáculo.
@PhilipNgai Yo diría que la fuente de alimentación de la computadora portátil de Apple probablemente contaría. Aún así, estoy de acuerdo en que es poco común. Ejemplo: ww.dealwinwin.com/wwwimages/small/product/I6/01/…
Tienes razón, algunas fuentes de alimentación de portátiles de Apple son verrugas de pared. Nunca he tenido una computadora portátil Apple, por lo que nunca había visto una fuente de alimentación para computadora portátil Apple. De todos modos, si uno tuviera suficiente carga como para requerir más de 15 amperios a 12 V, podría usar la misma técnica que el cableado de energía doméstico normal: tener múltiples circuitos de energía.
Dado que es solar, ¿qué tal hacer funcionar el circuito de "rama" en 48 V CC solo para mantener el AWG más bajo y usar cajas reductoras en los armarios para alimentar habitaciones individuales a los 12 voltios requeridos? ¿Podría eso ser una ayuda en el lado del costo de los materiales? Me imagino que se trata de situaciones en las que solo se necesitan 5-8 m de funcionamiento con el voltaje más bajo para evitar el problema del calentamiento del cable. ¿Es eso posible?

12V es bastante común en los sistemas fuera de la red (no conectados a la red eléctrica). Si realiza una búsqueda de "fuera de la red 12v", encontrará muchas referencias sobre la configuración de dicho sistema.

He estado planeando instalar receptáculos en mi casa para 12 voltios CC. Decidí usar un tomacorriente de 15 o 20 amperios que está diseñado para 277 voltios, la configuración es nema 7-20R o 7-15R. Parece un receptáculo normal de 120 voltios, pero las ranuras caliente y neutra están configuradas en un ángulo de 45 grados para que no me conecte accidentalmente a 120-240 voltios. utilice el terminal plateado para blanco y el terminal dorado para negro+. Planeo usar un cable de calibre 10 para cada receptáculo y un fusible automotriz de 20 amperios en la fuente para proteger todo el cable. cada salida tendrá su propia línea de regreso a la batería.

Usé enchufes y receptáculos de bloqueo giratorio. Los encontré en una gran ferretería. La ventaja es que no se aflojan por ser twist-lock.

Las caravanas y casas móviles del Reino Unido tienen enchufes y tomas de corriente de 12 V como estos. Ejemplo www caravanaccessoryshop co uk /product/2-pin-plug/1284

enchufe de 12V enchufe de 12V

Tal vez puedas encontrar artículos similares en los Estados Unidos. Esto no es un anuncio, no tengo conexión (juego de palabras gratuito) con la empresa a la que se hace referencia.

Veo las muchas preguntas educadas! Es realmente simple.

  1. Coloque el panel solar en Sun
  2. Conecte los cables + y - a las entradas de su controlador de carga.
  3. Conecte el controlador de carga a la batería o baterías usando el Romex n.º 12 (el material amarillo) desde las baterías hasta su fusible (15 amperios es suficiente)
  4. Sintonice desde su fusible hasta el tipo de receptáculo del encendedor de cigarrillos de 12 voltios, donde quiera, dentro de los 100 pies/30 metros del cable.
  5. Corte el cable de cobre desnudo dejando blanco y negro (<<--necesita revisión)
  6. Use blanco para + cinta roja use negro para negativo. (<<--necesita verificación)
  7. Los puntos principales son que su controlador de carga protege la carga de su batería. no superará los 16 voltios como un automóvil, pero dejará que su batería llegue a 0 voltios
  8. Dimensionamiento: ¿Qué tamaño de panel solar necesita? Tantos como pueda pagar, iguale el vataje a la salida de su batería.
    Un panel de 90 vatios para una batería de 90 vatios...
  9. Use baterías selladas/de ciclo profundo que cuestan un poco más pero duran más. Tengo experiencia en explosiones de hidrógeno. ¡Sí, es posible hacer que el agua sea inflamable!
  10. Ahora que tiene un dispositivo como un televisor que desea alimentar, obtenga un inversor, digamos que 500 vatios deberían ser suficientes. Coloque su encendedor de cigarrillos de 12 voltios cerca de su televisor. Enchufe su inversor y luego su televisor. Esto se aplica a todas sus necesidades de CA de 120 voltios.

Estos son circuitos baratos.

  • Su calor y la cocina se puede hacer con leña o gas.
  • Un acondicionador de aire es el más caro, hasta que bajen los precios de la energía solar, recomiendo usar la conexión a la red para eso.
  • El agua puede ser calentada por leña o gas o energía solar directa o por un tanque externo calentado por el sol. Recomiendo costar alrededor de $ 250.
  • Retire y reemplace todas sus luces que no sean LED. La energía y la calidad de un LED está poniendo a los contratistas eléctricos fuera del negocio, una vez que instalamos una luz LED, nunca más necesita mantenimiento o servicio.

La moraleja de esta lección es que sí, la energía solar vale la pena para ti, y te enseñará cuán adicto a la electricidad se ha vuelto el mundo. ¡Tu simple circuito de 12 voltios podría convertirse en una pasión!

¿Cómo debo proceder para instalar un circuito residencial de 12 voltios CC?
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