Betriebsart Motor/Generator
Vom Aufbau her sind Motor und Generator ja ein und dasselbe. Wie wird aber die netzgebundene Betriebsart unterschieden? Wenn ein Generator ans Stromnetz angeschlossen wird, fängt dieser ja an sich zu drehen und fungiert somit als Motor. Hat der Generator nur eine gerìnge Eigendrehung (Windrad) ist ja die im Stromnetz verfügbare Leistung so hoch, dass der Generator zum Verbraucher wird. Auf welche Weise kann ein Generator denn trotzdem Strom einspeisen, ohne selbst welchen zu verbrauchen (die Elektromagneten für die Induktion mal außen vor gelassen)?
4 Antworten
es gibt grundlegend zwei betriebsarten für Generatoren im Stromnetz:
den direkten Netzparallelbetrieb. das ist die Weise, die du hier gerade angeschnitten hast. hier wird der motorische Betrieb einfach verhindert, in dem man das Netz entsprechend ab oder zuschaltet.
nehmen wir als Beispi einen 4poligen asyncronen Drehstrommotor im 50 Hz Netz. wenn die Welle 1500 Umdrehungen pro Minute erreicht, wird das Netz zugeschaltet. der regler muss dann halt eben dafür sorgen, dass eine Drehzahl von etwas über 1500 gehalten wird bzw. die Leistung des Generators immer im optimalen Bereich liegt. das geht halt eben nur bei Energiequellen die regelbar sind. z.b. bei Windkraftanlagen durch verstellen der Flügel, bei Wasserkraftwerken durch Regulierung der Wasserzufuhr oder bei Kolbenmotoren (BHKW) durch die Regelung der Luftzufuhr.(Gas geben)
für kleinwindkraftanlagen z.b. wo die flügel nicht verstellt werden können ist diese Art der Einspeisung eher ungeeignet. einzige Ausnahme sind schnelläufer (Darius Rotoren) die regeln ihr Drehmoment nach der anleigenden Last. wenn man den Rotor gut auslegt, dann regelt sich das Drehmonent von selbst. außerdem kann man hier den betrieb als motor zur Anlaufunterstützung nutzen.
alternativ zur direkten Aufaschltung auf das Netz gibt es noch die Möglichkeit über einen Netzweichselricher, ähnlich wie bei einer PV Anlage einen Permanentmagnetgenerator über einen Gleichrichter betrieben. der sogenannte indirekte netzparallelbetrieb. der vorteil liegt darin, dass die Energiequelle nicht im Drehmonent geregelt werden muss. z.b. für Kleistwindkraftanlagen die optimale Lösung.
lg, Anna
Ob ein Elektromotor ohne weiteres als Generator einsetzbar ist, hängt von dessen Bauart ab. Ziemlich umstandslos sind z.B. Drehstrom-Asynchrom-Motoren als Generatoren einsetzbar. Für den Start muss allerdings eine Erregerspannung zugeführt werden. Zum Generator wird er schlicht dadurch, dass mechanische Energie zugeführt wird.
Nicht ganz, er bezieht einen kleinen Teil Blindleistung aus dem Netz, das ist keine Erregerspannung wie man es z. B. bei einem Synchrongenerator versteht.
Ganz so banal ist das nicht, aber du hast schon Recht das ein Generator auch Motor sein kann und umgekehrt. Allerdings unterscheiden sich die einzelnen Generatoren grundlegend, daher gibt es verschiedene Konzepte.
Ich versuche es mal die wichtigsten Grundlagen anzureißen:
Synchronmaschine: Läuft im Motorbetrieb mit der Netzfrequenz synchron, die Leistungsregelung erfolgt durch ein leichtes Voreilen um wenige Grad mit der Netzspannung, die Spannung selbst kann man durch die Erregung regeln. Es gibt also keinen Magneten wie beim Fahrraddynamo, sondern das Feld wird durch einen Elektromagneten durch Gleichstrom erzeugt. Ein Synchrongenerator kann auch ohne Probleme im Inselnetz betrieben werden, z. B. an einem Stromerzeuger. Zur Anschaltung an das Netz ist eine umfangreiche Cos Phi, Spannungs- und Frequenz/Drehzahlregelung notwendig.
Asynchronmotor/Generator: Dieser wird durch das Netz selbst erregt, hat immer etwas Schlupf, also dreht schneller als die Netzsynchrondrehzahl. Zum Anschalten genügt es lediglich die Drehzahl einigermaßen zu treffen, danach regelt man die Leistung über den Schlupf, also man versucht die Drehzahl etwas nach oben zu kriegen, der Generator wird aber durch das Netz selbst eingebremst. Gut für kleinere Anlagen, da du einfach nur eine MIndestdrehzahl hast, und dann von 0 - X kW Leistung ins Netz einspeisen musst. Nachteil, Blindstromkompensation nötig, daher nur für kleinere bis mittlere Leistung möglich, kein Inselbetrieb möglich (nur mit extremen Aufwand, funktioniert aber instabil)
Für dich die beste Lösung, da du dein Windrad für die Netzanschaltung nur auf die Synchrondrehzahl einbremsen musst und dann volle Belastung drauf gibst. Sobald eine Mindestleistung erreicht wird muss der Generator vom Netz, sonst hast du einen Ventilator.
Torque Generator: Generator mit festen Magneten, ähnlich Fahrradynamo. Hier wird über einen Frequenzumrichter ins Netz gespeist, ähnlich wie man es bei Solaranlagen macht. Hoher Wirkungsgrad, aber großer technischer Aufwand.
Bei allen Einspeisungen sind die technischen Anschaltebedingungen des Netzbetreibers zu beachten, insbesondere die Maßnahmen zum Schutz gegen Netzausfall, z. B. doppelter Netzschutz, Über- und Unterfrequenz sowie die DIN 50160. Der Netzbetreiber muss dem Vorhaben zustimmen.
Die Frequenz von Netz und Generator müssen genau gleich sein.