Techno-ökonomische Bewertung von Klein - Energiestrategie ...

Techno-ökonomische Bewertung von Klein- bzw. Kleinstanlagen vorwiegend für die
Stromerzeugung
radverstellung). In vielen Fällen beschränkt sich die Regelung auf eine mechanische Stilllegung
der Turbine (z.B. durch das Einlaufschütz).
Elektrische Ausrüstung
Die mechanische Antriebskraft der Turbine wird durch den Generator in elektrische Energie
umgewandelt. Die Drehzahl des Generators wird durch die benötigte Frequenz (in Europa
50 Hz) bestimmt. Grundsätzlich ist zwischen Synchrongeneratoren und Asynchrongeneratoren
zu unterschieden.
Synchrongeneratoren werden üblicherweise verwendet, wenn vom Netz unabhängig im
Inselbetrieb gefahren wird. Die Besonderheit des Synchrongenerators liegt darin, dass er bei
allen Lastzuständen stets mit der synchronen Drehzahl läuft. Der Synchrongenerator kann
jedoch auch im Netzparallelbetrieb eingesetzt werden, wenn eine dafür vorgesehene Synchronisierungseinrichtung
installiert wird.
Asynchrongeneratoren werden üblicherweise im Netzparallelbetrieb verwendet, da der
Asynchrongenerator seine Erregerfrequenz aus dem öffentlichen Netz beziehen muss. Im
Inselbetrieb muss die Erregung des Asynchrongenerators mittels einer Kondensatorbatterie
und spezieller Regler und Umrichter sichergestellt werden. Der Asynchrongenerator hat
grundsätzlich einen einfacheren mechanischen Aufbau und ist dadurch weniger störungsanfällig
und billiger als der Synchrongenerator.
Tabelle 3-3: Grundsätzliche Unterschiede zwischen Synchron- und Asynchrongenerator
(Quelle:[L 11])
Synchrongenerator Asynchrongenerator
Läufererregung notwendig Ja Nein
Eigenständiges Anlaufen aus dem Stillstand Nein Ja
Spannungsregelung möglich Ja Nein
Wirkleistungsregelung möglich Ja Ja
Blindleistungsregelung möglich Ja Nein
Einspeisung ins öffentliche Netz Ja Ja
Inselbetrieb möglich Ja Nur in bestimmten Fällen
Synchronisierung notwendig bei Netzverbindung Ja Nein
Wirkungsgrad Höher Niedriger
Investkosten/Betriebskosten Höher/ Höher Niedriger/ Niedriger
Konstruktion Aufwendiger Einfacher
Platzbedarf Größer Kleiner
Der Wirkungsgrad von Generatoren liegt üblicherweise bei rund 95 %.
Schließlich ist das Kleinstwasserkraftwerk noch mit grundlegenden Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen
auszustatten. Die Steuerung und Überwachung eines Kleinstwasserkraftwerks
muss einen Überblick über den Zustand der wichtigsten Anlagenteile
ermöglichen, damit nötige Schalthandlungen vorgenommen oder veranlasst werden können.
Vorgänge, die zum Schutz der Anlage oder des Netzes dienen, müssen automatisch ablaufen
können. Um diesen Voraussetzungen zu entsprechen, ist selbst für die kleinste Anlage
folgende elektrische Grundausrüstung vorzusehen:
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