Notstromaggregate stellen elektrischer Energie zur Verfügung und unterscheiden sich hinsichtlich ihres Antriebs und der Funktionsweise. Wir möchten in diesem Artikel darstellen, welche Notstromerzeuger es gibt und wie diese funktionieren.
Bei einem Notstromaggregat (auch Notstromerzeuger oder Netzersatzanlage genannt) handelt es sich um eine Maschine zur Stromerzeugung, das bei Ausfall der regulären Stromversorgung eingesetzt wird.
Funktion Notstromaggregat
Die Funktion von Netzersatzanlagen ist recht einfach, denn ein konventionelles Notstromaggregat besteht aus lediglich zwei grundlegenden Komponenten: einem Verbrennungsmotor (Antrieb) und einem Generator (Energieerzeuger). Während der Motor den Generator antreibt, erzeugt dieser eine Spannung, die an die Verbraucher abgegeben wird.
Hinzu kommen weitere Aggregatteile wie der Kraftstofftank, die Steuerung der Motordrehzahl und Generatorspannung, Überwachungssensoren (Ölmangel, Überlast), Sicherheitseinrichtungen wie Isolationsüberwachung oder FI-Schutzschalter, sowie eine Klemmleiste oder Steckdosenfeld und eventuell eine Schallisolierung.
Egal, ob eine Netzersatzanlage mit Diesel oder Gas betrieben wird – in Notsituationen wie einem Stromausfall soll das Notstromaggregat so lange wie möglich Strom erzeugen. Für die Dimensionierung des Tankes ist daher die erwartete Laufzeit und die benötigte Energiemenge entscheidend. Kleine, kompakte Modelle haben meist einen kleineren Tank als größere Notstromaggregate. Einige Aggregate verbrauchen zudem mehr Kraftstoff als andere.
Arten von Netzersatzanlagen
Die am häufigsten vorkommenden Netzersatzanlagen sind folgende:
Notstromaggregat mit Verbrennungsmotor (Diesel, Benzin und LPG): Der flüssige Kraftstoff wird in einem Tank des Gerätes gespeichert und steht dem Generator somit zuverlässig zur Verfügung.
Gas Notstromaggregat: In großen Anlagen kommen häufig auch Gasturbinen zum Einsatz, die die Generatoren antreiben.
Zapfwellengenerator als Notstromaggregat: Ein Zapfwellengenerator verfügt nicht über einen eigenen Verbrennungsmotor, sondern nutz den Motor eines Traktors oder anderen Fahrzeugs mit Zapfwellenanschluss. Die Drehzahl der Zapfwelle wird über ein Getriebe auf den Generator übertragen, der somit mit 1500 U/min läuft und 400V Drehstrom erzeugt. Für den Einsatz zur Notstromeinspeisung wird die Umschaltung des Zapfwellengenerators auf TN-Netz benötigt. Oft wird mit einer 1h Starkstromsteckdose die Elektrizität in das Gebäude übertragen.
Der Vorteil dieser Notstromgeräte ist, dass der wartungsintensive Anlagenteil – also der Verbrennungsmotor – entfällt. Somit fallen beim Kauf geringere Kosten als für gleichgroße Stromerzeuger mit Motor an und während der Nutzungsdauer entfallen die meisten Wartungskosten.
Batteriebetriebene Notstromversorgung: Oftmals werden in Verbindung mit einem Wechselrichter auch kleinere, aufladbare Batterien beziehungsweise Akkumulatoren verwendet. Die Batterien werden über die reguläre Stromversorgung geladen und können die Energieversorgung ohne Unterbrechung sicherstellen (USV = Unterbrechungsfreie Stromversorgung). Da diese Geräte über vergleichsweise kleine Batterien verfügen, können sie die Stromversorgung nur für eine kurze Zeit und für ausgewählte Verbraucher sicher stellen.
Kombinationen von Batterien und Verbrennungsmotoren: Diese Lösung wird immer häufiger gewählt, da sie einige Vorteile bietet. Dabei unterstützen die Batterien den Stromerzeuger bei hohen Lasten, Lastspitzen, aber auch bei geringen Lasten (unter 30%), so daß der Stromerzeuger in einem optimalen Betriebszustand laufen kann. Lastspitzen werden von den Batterien abgefangen, so daß oft ein kleinerer Stromerzeuger gewählt werden kann. Bei geringer Lastabnahme kann der Stromgenerator ausgeschalten bleiben und die Batterien versorgen die elektrischen Verbraucher.
Notstromaggregat mit Inverter: Bei einem Notstromerzeuger mit Inverter-Technik kann der Verbrennungsmotor mit einer unterschiedlichen Drehzahl laufen, als es für die Netzfrequenz von 50 Hz nötig wäre. Dies ist möglich, da der Verbrennungsmotor und Generator zunächst Gleichstrom erzeugt und dieser anschließend durch den Inverter in 230V Wechselstrom mit 50 Hz umgewandelt wird. Das Notstromaggregat hat daher die Möglichkeit die Motordrehzahl der benötigten Energiemenge (im Teillastbetrieb) anzupassen. Die Ergebnisse sind sehr leise Inverter-Stromerzeuger und ein geringerer Kraftstoffverbrauch. Wer in Sachen Stromversorgung unabhängig sein möchte und ein Notstromaggregat für Zuhause sucht, kann diese kleinen Notstromaggregate beschaffen. Ein Notstromaggregat für ein Einfamilienhaus erzeugt Strom für den eigenen Bedarf und kann auch zum Camping oder in den Schrebergarten mitgenommen werden.
Notstromaggregat mit Wasserstoff-Brennstoffzelle: Hierbei wird Wasserstoff als Energieträger genutzt, der in der Brennstoffzelle reagiert und somit elektrische Energie freisetzt. Die Funktion der Brennstoffzelle lässt sich mit der einer Batterie vergleichen. Als elektrochemische Zellen verfügen beide über eine Anode und eine Kathode, werden allerdings mit unterschiedlichen Betriebsstoffen angetrieben. Die Brennstoffzellen-Technologie setzt dabei auf Wasserstoff, der nicht wie bei der Batterie im Aggregat gespeichert ist, sondern aus einem Tank an die Anode gelangt. Für die Stromerzeugung wird bei der Wasserstoff-Brennstoffzelle Sauerstoff benötigt, der der Kathode zugeführt wird. Der Wasserstoff reagiert in Verbindung mit Sauerstoff zu Wasser.
Größter Vorteil der Brennstoffzellen-Technologie im Vergleich zu Verbrennungsmotoren ist ihre Umweltfreundlichkeit. So entstehen bei der Wasserstoff-Brennstoffzelle keinerlei schädliche Abgase wie Stickoxide oder Kohlenmonoxid, sondern ausschließlich Abwärme und Wasserdampf. Außerdem arbeitet die Brennstoffzelle sehr viel geräuscharmer als die üblichen Verbrennungsaggregate.
