Anhang 6
Hinweise zur Auswahl von Stromerzeugern mit Verbrennungsmotor unter Berücksichtigung der Belastung
Bei der Auswahl von Stromerzeugern mit Verbrennungsmotor sollte darauf geachtet werden, dass sowohl ihre kurzzeitige Überlastung beim Anlauf (Einschalten) von induktiven Verbrauchsmitteln als auch dauerhafter Unterlastbetrieb vermieden werden.
Anlaufverhalten und Unterlastbetrieb können durch die Kombination aus Stromerzeugern mit Verbrennungsmotor und elektrochemischen Energiespeichern optimiert werden.
Überlastung
Üblicherweise sollten Stoßlasten bei Lastzuschaltungen 50-60 % der Generator-Nennleistung nicht überschreiten.
Beispiel: Ein Verbraucher mit 5 kW Startleistung und einem cos phi von 0,5 hat eine Gesamtstartleistung von 10 kvar. Bei 50 % Stoßlast am Generator ist hier schon ein Stromerzeuger mit ca. 20 kVA einzusetzen, um den Spannungs- und Frequenzeinbruch bei Lastzuschaltung innerhalb der Grenzwerte zu gewährleisten.
Anlaufströme verschiedener Verbraucherkategorien:
| ⋅ Direktanlaufende Elektromotoren: | 5 bis 7 x In |
| ⋅ Stern-Dreieck-Anlauf: | 2 bis 3,5 x In |
| ⋅ Elektronische Sanftanlaufgeräte: | 3 x In |
| ⋅ Frequenzumrichter: | 1 bis 1,5 x In |
Unterlastbetrieb
Generatoren sollten mindestens mit einer Last von 30-50 % der Nennleistung betrieben werden. Ein längerer Unterlastbetrieb kann Schäden am Verbrennungsmotor verursachen. Die Dauer eines Leerlaufs sollte aber 15 Minuten nicht übersteigen.
Nach einem längeren Unterlastbetrieb sollten Generatoren mit erhöhter Last und mindestens einmal im Jahr für mehrere Stunden mit einer Last von 100 % der Nennleistung betrieben werden. Damit werden Ablagerungen im Motor beseitigt, und die Leistungsfähigkeit kann festgestellt werden.
Belastung durch frequenzgesteuerte Verbrauchsmittel
Verbrauchsmittel mit Frequenzumrichtern können den Generator eines Stromerzeugers aufgrund einer nicht sinusförmigen Stromaufnahme erheblich belasten. Ein Frequenzumrichter mit einem Leistungsfaktor λ von beispielsweise 0,5 belastet einen Stromerzeuger doppelter Leistung aufgrund der auftretenden Oberschwingungen bereits zu 100 %.
Um unzulässige Verzerrungen der Generatorspannung sowie thermische Überlastungen des Generators zu vermeiden, sollte neben der Nennleistung des Frequenzumrichters auch sein Leistungsfaktor λ bekannt sein und entsprechend berücksichtigt werden.
- Herkömmliche Frequenzumrichter sollten den Generator maximal zu 50 % belasten (λ = 0,5).
- Frequenzumrichter mit gesteuerten netzseitigen Gleichrichterschaltungen sollten den Generator nur bis zu 20 % belasten (λ = 0,2).
Werden geeignete vorgeschaltete Oberschwingungsfilter, Drosseln oder aktive Filter verwendet, kann der Generator höher belastet werden.
- Frequenzumrichter mit Leistungsfaktorkorrektur (PFC: Power Factor Correction) zur Erzielung einer nahezu sinusförmigen Stromaufnahme können den Generator bis zu 90 % belasten (λ = 0,9).
Bei den obigen Empfehlungen handelt es sich um Richtwerte. Gegebenenfalls sollten daher die Hersteller oder Herstellerinnen des Verbrauchsmittels und des Stromerzeugers kontaktiert werden um sicherzustellen, dass eine Überlastung des Generators ausgeschlossen werden kann.
Anmerkung:
Diese Hinweise zur Belastung von Generatoren sollten bei Verwendung aller Verbrauchsmittel mit elektronischen Bauelementen beachtet werden, die netzseitig gesteuerte oder ungesteuerte Gleichrichterschaltungen enthalten. Auch kleinere Verbrauchsmittel in größerer Anzahl, z. B. LED-Leuchten, die ebenfalls nicht sinusförmige Stromaufnahmen aufweisen, können den Generator stärker belasten.
An Stromerzeugern mit Asynchrongenerator können kapazitive Verbrauchsmittel wie Entladungslampen und Verbrauchsmittel mit elektronischen Bauelementen, z. B. Frequenzumrichter, nicht betrieben werden.
