Generatoren kommen in verschiedenen Technologien vor und werden je nach ihrer Stromart in Gleichstromgeneratoren und Wechselstromgeneratoren unterteilt.
Synchrongeneratoren
Synchrongeneratoren sind aufwendiger in ihrer Bauart als Asynchrongeneratoren, liefern jedoch eine konstantere Frequenz und Spannung. Damit dies gewährleistet werden kann, ist eine präzise und schnelle Regelung notwendig. Allerdings kann der Synchrongenerator die Spannung und Frequenz bei Lastwechseln in einer Notstromversorgung nicht konstant halten.
Die Regelung des Synchrongenerators besteht aus zwei Regelstufen. Die erste Stufe sorgt für die Konstanz der Drehzahl des Generators. Dies kann entweder elektronisch mit einem Stellmotor am Gashebel oder mit einem mechanischen Fliehkraftregler in der Einspritzpumpe erfolgen. Ein 4-poliger Synchrongenerator muss mit einer Drehzahl von 1500 Umdrehungen pro Minute (1/min) betrieben werden, um eine Spannung mit genau 50 Hz zu erzeugen. In der Praxis ist dies jedoch in einer Notstromversorgung nicht zu erwarten. Die gewünschte Ausgangsspannung von 230 Volt wird über die zweite Regelstufe erreicht. Hier ist die Spannung nicht von der Drehzahl, sondern vom Strom abhängig, der durch den Anker fließt. Der Anker ist das sich bewegende Teil im Generator. Durch den Stromfluss wird ein Magnetfeld erzeugt, dessen Größe von der Stärke des Stroms abhängt. Je größer das Magnetfeld, desto größer die Ausgangsspannung. Die Regelung ermittelt die Ausgangsspannung und regelt den Ankerstrom entsprechend.
Die Technologie des Synchrongenerators macht ihn aufwendiger in der Bauweise, teurer in der Anschaffung und wartungsintensiver als den Asynchrongenerator. Seine Regelung ist ebenfalls teurer. Allerdings bietet er den klaren Vorteil einer konstanten Spannung und Frequenz bei konstanter Last.
Asynchrongeneratoren
Im Gegensatz dazu ist der Asynchrongenerator wesentlich einfacher aufgebaut. Er verfügt über keinen Anker mit stromdurchflossenen Leitungen. Stattdessen besteht der Anker aus einem Käfigläufer mit wenigen Windungen. Im netzparallelen Betrieb bezieht der Asynchrongenerator seinen Erregerstrom aus dem Netz. In einer Notstromversorgung muss er den Erregerstrom von anderer Seite erhalten, was durch Kondensatoren ermöglicht wird.
Aufgrund seiner einfachen Bauweise liefert der Asynchrongenerator die Ausgangsspannung von 230 Volt mit einer Frequenz von 50 Hz nur bei Volllast. Dies kann jedoch in einer Notstromversorgung nicht erwartet werden, weshalb es lastabhängige Schwankungen von Spannung und Frequenz gibt. Hier muss man sich entscheiden, welchen Parameter man konstant halten möchte. Die Frequenz wird nur minimal beeinflusst, daher wird in der Regelung die Spannung konstant gehalten. Im Gegensatz zum Synchrongenerator ist die Ausgangsspannung beim Asynchrongenerator drehzahlabhängig. Eine Änderung der Drehzahl führt zu einer Änderung der Spannung. Mit einem entsprechenden Stellmotor, der am Gashebel des Motors montiert ist, kann die Drehzahl und damit auch die Spannung angepasst werden. Wenn die Last kleiner wird, muss die Drehzahl heruntergeregelt werden, um die Spannung konstant zu halten. Lediglich die Frequenz ändert sich geringfügig. Daher wird in der Notstromversorgung nur ein Parameter reguliert, nämlich die Ausgangsspannung von 230 Volt. Eine gewisse Abweichung der Frequenz wird in Kauf genommen.
Der Asynchrongenerator arbeitet ökonomischer, da bei geringer Last der drehzahlabhängige Verbrauch des Motors reduziert wird. Zudem ist er weniger wartungsintensiv und günstiger in der Anschaffung als der Synchrongenerator. Auch die Folgekosten für die Regelung sind niedriger.
Zusammenfassend ist der Asynchrongenerator prädestiniert für das Mini BHKW. Er ist günstiger und muss kaum gewartet werden. Die Frequenzkonstanz des Synchrongenerators ist zwar ein Vorteil, aber in der Notstromversorgung von geringer Bedeutung, da keine konstante Last erwartet wird.
Fazit
Der Asynchrongenerator hat viele Vorteile gegenüber dem Synchrongenerator im Mini BHKW. Er ist einfacher aufgebaut, günstiger in der Anschaffung, wartungsärmer und ökonomischer. Während der Synchrongenerator eine konstante Spannung und Frequenz bietet, ist dies in der Notstromversorgung nicht von großer Bedeutung. Im Netzparallelbetrieb bietet der Asynchrongenerator zudem den Vorteil der Selbstsynchronisation.
