Die richtige Dimensionierung eines Generators ist entscheidend, um sicherzustellen, dass das System effizient und ohne Unterbrechungen funktioniert. Dieser Prozess geht über das bloße Addieren des Verbrauchs der angeschlossenen Geräte hinaus; es müssen Schlüsselfaktoren wie Startspitzen, die Art der Last, der Gleichzeitigkeitsfaktor und die Betriebsbedingungen, unter denen der Generator eingesetzt wird, berücksichtigt werden.
Wir werden diese Aspekte im Detail untersuchen, damit du eine präzise Schätzung vornehmen kannst. In jedem Fall ist es unerlässlich, die Details der Installation an Fachleute weiterzugeben, die das Projekt letztlich studieren werden, um die richtige Lösung zu finden.
Die Art der Last identifizieren, die du mit dem Generator versorgen willst
Ein erster Schritt ist, die Art der Last zu bestimmen, die der Generator versorgen wird. Im Allgemeinen wird sie in zwei Hauptarten unterteilt:
Unterschied zwischen Widerstands- und Induktivlasten
- Widerstandslasten: Dies sind Lasten, die elektrische Energie in Wärme umwandeln, wie Glühbirnen, elektrische Heizungen und Heizgeräte. Diese Lasten haben ein lineares Verhalten, das heißt, sie benötigen keine zusätzliche Leistung, um zu funktionieren, sobald sie angeschlossen sind.
- Induktivlasten: Sie beinhalten Geräte, die Spulen enthalten, wie Motoren, Transformatoren und Kompressoren. Diese Lasten haben einen niedrigen Leistungsfaktor, was bedeutet, dass sie mehr Strom benötigen, um zu funktionieren, besonders beim Start, wenn der Energiebedarf um ein Vielfaches steigen kann. Dieses Phänomen ist als Startspitze oder Spitzenlast bekannt.
Startspitzen: Wie sie die Kapazität des Generators beeinflussen
Die Startspitzen sind vorübergehende Leistungsspitzen, die auftreten, wenn bestimmte Geräte wie Motoren oder Kompressoren gestartet werden. Diese Spitzen können 2 bis 7 Mal höher sein als die Nennleistung des Geräts. Wird dieser Faktor nicht berücksichtigt, besteht die Gefahr, dass der Generator nicht in der Lage ist, die erforderliche Leistung in kritischen Momenten zu liefern.
- Berechnung der Startspitze: Um die Startspitze eines Elektromotors zu berechnen, muss der Nennstrom des Geräts mit einem Faktor multipliziert werden, der von seiner Größe und Art abhängt.
Die Reihenfolge des Anschlusses dieser Lasten bestimmen
Ein Aspekt, der von einigen übersehen wird, ist die Art und Weise, wie diese Lasten Energie anfordern. Werden alle Systeme gleichzeitig starten? Werden sie schrittweise eingeschaltet? Es ist wichtig, diese Fragen zu beantworten, um die Reihenfolge des Anschlusses dieser Lasten zu bestimmen. Zusammen mit der Art dieser Lasten wird es uns wesentlich bei der Dimensionierung des Geräts helfen.
Den Gesamtverbrauch der Geräte berechnen
Nachdem der Lasttyp identifiziert wurde, die Startspitzen berücksichtigt sind und wir die Reihenfolge des Anschlusses kennen, können wir den gesamten Energieverbrauch der Installation berechnen. Dazu ist es wichtig, die Leistung jedes Geräts in Watt oder Kilowatt zu kennen und diese zu summieren. Es ist jedoch zu beachten, dass nicht alle Geräte gleichzeitig betrieben werden, was uns zum nächsten Punkt führt.
Gleichzeitigkeitsfaktor: Die Kapazität des Generators optimieren
Der Gleichzeitigkeitsfaktor ist ein Koeffizient, der den Anteil der Gesamtlast angibt, der zu einem bestimmten Zeitpunkt gleichzeitig betrieben wird. Durch Anwendung dieses Faktors können wir die insgesamt geschätzte Leistung reduzieren, da nicht alle Geräte gleichzeitig mit voller Last arbeiten.
- Wie der Gleichzeitigkeitsfaktor berechnet wird: Dieser Wert wird auf der Grundlage spezifischer Kenntnisse der Installation und des Verhaltens der Geräte ermittelt. In einer Wohninstallation liegt der Gleichzeitigkeitsfaktor beispielsweise normalerweise zwischen 0,6 und 0,8, während er in industriellen Anlagen bei etwa 0,5 liegen kann. Es handelt sich jedoch um Schätzwerte. Es ist unerlässlich, eine detaillierte Untersuchung der Installation durchzuführen, um diesen Faktor genau zu bestimmen.
Ein Sicherheitsmarge bei der geschätzten Leistung einplanen
Neben der Berücksichtigung der Startspitzen und des Gleichzeitigkeitsfaktors ist es ratsam, eine Sicherheitsmarge bei der geschätzten Leistung einzuplanen. Diese Marge deckt unvorhergesehene Ereignisse ab, wie die Installation neuer Geräte in der Zukunft oder plötzliche Anstiege der Nachfrage. In jedem Fall sollte diese Sicherheitsmarge nicht zu einer unzureichenden Dimensionierung des Generators führen, da dies nicht nur eine höhere Investition bedeutet, sondern auch nachteilige Auswirkungen auf den Betrieb des Generators haben kann.
Warum ist eine Sicherheitsmarge notwendig?
Die Sicherheitsmarge verhindert Überlastungen und garantiert zudem eine effizientere Betriebsweise des Generators. Wenn ein Generator nahe an seiner maximalen Grenze arbeitet, neigt er dazu, sich stärker zu erhitzen, was seine Lebensdauer verkürzen und die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen erhöhen kann. Wie bereits erwähnt, kann jedoch eine übermäßige Überdimensionierung dazu führen, dass der Generator bei niedriger Last arbeitet, was ebenfalls den Motor und seine Lebensdauer schädigt.
Unterscheidung zwischen Dauerleistung und Notstromleistung
Es ist wichtig, zwischen zwei Arten von Leistung zu unterscheiden, die ein Generator liefern kann:
- Dauerleistung: Sie bezieht sich auf die Menge an Energie, die der Generator über einen langen Zeitraum hinweg kontinuierlich liefern kann. Diese Leistung ist diejenige, mit der der Generator in Anwendungen arbeiten muss, in denen er die Hauptenergiequelle ist.
- Notstromleistung: Sie entspricht der Energiemenge, die der Generator im Falle eines Stromausfalls liefern kann, jedoch nur für begrenzte Zeiträume. Sie ist ideal für Situationen, in denen der Generator nur intermittierend arbeitet.
Wann benötigst du Dauerleistung und wann Notstromleistung?
Wenn der Generator als Hauptenergiequelle eingesetzt wird, zum Beispiel an abgelegenen Orten ohne Zugang zum Stromnetz, musst du die Dauerleistung des Generators berücksichtigen. Wird der Generator für Notfallsituationen eingesetzt, muss er auf Basis der Notstromleistung dimensioniert werden.
Wie jede Art von Leistung gemäß deinen Bedürfnissen berechnen
- Dauerleistung: Berechne den durchschnittlichen Bedarf der angeschlossenen Geräte und passe die Generatorleistung so an, dass diese Energieanforderung über längere Zeiträume gedeckt wird.
- Notstromleistung: Berücksichtige den maximalen Leistungsbedarf zu Zeiten des höchsten Verbrauchs und wähle einen Generator aus, der diese Leistung für kurze Zeiträume liefern kann.
Weitere Faktoren bei der Dimensionierung eines Generators berücksichtigen
Neben den oben genannten Aspekten gibt es weitere Faktoren, die die richtige Auswahl eines Generators beeinflussen:
Höhe, Temperatur und Feuchtigkeit: Generatoren können Leistungsverluste aufweisen, wenn sie in größeren Höhen oder bei hohen Temperaturen bzw. Feuchtigkeitsbedingungen installiert sind. Dies ist das Phänomen, das als Derating bekannt ist. Wenn der Generator unter diesen Bedingungen arbeitet, müssen die Leistungsverluste des Motors quantifiziert und entsprechend gehandelt werden.
