Ein Stromaggregat ist ein autonomes Gerät, das Strom erzeugen kann .
Die meisten Gruppen bestehen aus einem aus Wärmemotor , der einen antreibt , Lichtmaschine . Ihre Größe und ihr Gewicht können von wenigen Kilogramm bis zu mehreren zehn Tonnen variieren. Die Leistung eines Stromaggregats wird je nach Leistung in VA (Voltampere), kVA ( Kilovoltampere ) oder MVA ( Megavoltampere ) angegeben. Die stärksten Aggregate werden von Gasturbinen oder Großdieselmotoren angetrieben .
Die Generatoren werden entweder in Gebieten eingesetzt, die das elektrische Verteilungsnetz nicht versorgt , oder um eine mögliche Unterbrechung der elektrischen Versorgung zu diesem auszugleichen. Im zweiten Fall werden sie dann häufig zusätzlich zu einer unterbrechungsfreien Stromversorgung bestehend aus einem Akkumulator eingesetzt, der einen Wechselrichter versorgt . Diese Geräte werden im Allgemeinen in Situationen eingesetzt, in denen die Unterbrechung der Stromversorgung zu schwerwiegenden Folgen oder finanziellen Verlusten führt, z. B. in Krankenhäusern , Industrie einschließlich der Lebensmittelindustrie, Flughäfen , Rechenzentren , Feuerwehr bei Einsätzen usw.
Sie laufen mit allen Kraftstoffen. Die häufigsten sind Benzin , Diesel , Erdgas , Flüssiggas , Biokraftstoffe und für die leistungsstärksten, Schwerkraftstofföl .
Die Gruppe kann auf unterschiedliche Weise in Betrieb genommen werden: manuell, elektrisch oder mit Druckluft , je nach Leistung.
Der Wirkungsgrad der Stromaggregate steigt mit ihrer Leistung, bleibt aber auf das vom Carnot-Zyklus erlaubte Maximum begrenzt , von dem die mechanischen und elektrischen Verluste in der Lichtmaschine und im Getriebe abgezogen werden müssen. Vor allem moderate Aggregate zeichnen sich durch einen schlechten Wirkungsgrad und einen hohen Verbrauch aus.
Zum Beispiel für ein kommerzielles Produkt mit 5500 W , angetrieben von einem 9,55- kW- Benzinmotor , der bei 2 ⁄ 3 seiner Nennleistung (dh 3.600 W ) etwa 2,5 l Kraftstoff pro Stunde verbraucht : unter Berücksichtigung der unvermeidlichen thermischen Verlusten bei Verbrennungsmotoren führt dies zu einem Wirkungsgrad von nicht mehr als 40 % (Quellen für Herstellerblätter) des Heizwertes des Kraftstoffs.
Ein modernes Stromaggregat ist mit zwei Regulierungen ausgestattet. Die Ausgangsspannung wird durch ein elektronisches Gerät stabilisiert (zB: 230 V ), das auf die Lichtmaschine einwirkt . Auch die Drehzahl des Motors und damit der Lichtmaschine muss konstant bleiben, um eine konstante Frequenz und Ausgangsspannung (50 Hz in Europa) zu gewährleisten . Diese Regulierung wird durch eine ähnliche Vorrichtung wie der Fliehkraft- Flyball-Regler bei James Watt bewirkt , die direkt den Vergaser oder die Einspritzpumpe steuert. Ein Induktionsgerät auf Wirbelstrombasis, wie man es in älteren Autotachometern findet, oder eine Elektronik kann diese Funktion noch übernehmen.
Seit etwa zehn Jahren gibt es einen Generatortyp ( Inverter genannt ), der auf eine bestimmte Weise arbeitet; Während herkömmliche Stromaggregate direkt die Ausgänge eines einphasigen oder dreiphasigen Synchrongenerators zur Energieerzeugung nutzen, verwendet diese Technologie einen Wechselrichter, der von einem dreiphasigen Generator mit variabler Erregung angetrieben wird, die von einem elektronischen Regler gesteuert wird. Dieser Regler ist so programmiert, dass er die Erregung erzeugt, die erforderlich ist, um die zur Versorgung des Wechselrichters erforderliche Leistung zu liefern. Der erzeugte Drehstrom wird in Gleichstrom gleichgerichtet und anschließend vom Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt . Diese Technik hat gegenüber herkömmlichen Generatoren mehrere Vorteile:
Es gibt auch Generatoren, die als "Time Zero" (GTZ) oder No-Break- Gruppen bekannt sind . Im Gegensatz zu herkömmlichen Stromaggregaten verfügen diese Nullzeitaggregate über einen an das Stromnetz angeschlossenen und permanent rotierenden Generator, der die Last versorgt, während der Verbrennungsmotor (Diesel) bei anliegendem Netz angehalten wird. Bei einem Abfall der Versorgungsspannung oder einem kurzzeitigen Ausfall verfügt die GTZ über eine Energiereserve (elektrochemische Batterie oder kinetischer Akkumulator), die es ermöglicht, die Rotation des Generators aufrechtzuerhalten (und damit die Last weiter zu versorgen). Bei längerer Abschaltung wird der Dieselmotor ohne Last gestartet (da sich die Lichtmaschine bereits dreht), bei Erreichen der Nenndrehzahl schließt ein Freilauf oder eine elektromagnetische Kupplung und sorgt für die Kopplung des Motors Lichtmaschine, ermöglicht eine Ladungsrückgewinnung, während ein Schütz die Lichtmaschine vom Netz trennt. Der Betrieb ist dann der eines konventionellen Generators, mit dem Unterschied, dass die der GTZ zur Verfügung stehende Energiereserve (kinetisch oder elektrochemisch) für eine bessere Versorgungsqualität sorgt, da sie die Wärmekraftmaschine bei Lasteinwirkung verstärkt und so Frequenzschwankungen begrenzt.
Es gibt zwei Haupttypen von Nullzeitgruppen:
Stromaggregate produzieren Kohlendioxid , ein erstickendes Gas, sowie Kohlenmonoxid , das extrem giftig und zudem kaum nachweisbar ist. Selbst in gutem Zustand und in einem belüfteten Raum wie einer Garage, aber neben einem bewohnten Teil der Wohnung, können sie tödliche Vergiftungen verursachen.
Auch Generatoren, die mit einem Dieselmotor betrieben werden, produzieren Partikel, die für die Atemwege schädlich sind.
Der Betrieb eines Stromaggregats kann Probleme mit der Wasser- und Luftqualität sowie Lärmbelästigung aufwerfen und somit die Lebensbedingungen in der Umgebung verschlechtern.