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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Neuer Generator - überdimensionieren?


Autor: drakesoft (Gast)
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Hallo zusammen,
wir haben ein kleines Wasserkraftwerk (leistung 6-7KW). Letztes jahr 
wurde die Turbine auch saniert und bringt jetzt auch ein bisschen mehr 
Leistung (Amperemeter sagt jetzt 18A vorher max. 16A). Da der alte 
generator (7.5kw 750u/min) schön langsam seine arbeit getan hat, müssen 
wir einen neuen generator kaufen.
Ist es sinnvoll einen neuen mit 11KW zu kaufen oder wider mit 7.5KW?
Hätte das einen negativen einfluss auf den wirkungsgrad (die turbine 
läuft auch oft mit viel weniger leistung 1-2kw)?
Wäre es sinnvoll einen mit Premium Efficiency (IE3) zu nehmen?
Kennt jemand einen Anbieter der IE3 Generatoren/Motoren auch für 7.5KW 
mit 750u/min anbietet?

Grüße
drakesoft

Autor: Ganymed (Gast)
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Wir der Generator nicht im Nennbetrieb
gefahren, ist der Wirkugsgrad sicher
schlecher.

>Wäre es sinnvoll einen mit Premium Efficiency (IE3) zu nehmen?

Da es ehr ein Hobbykraftwerk ist, würde ich
mir die Mehrausgaben (wieviel % eigentlich?)
schon überlegen.

Autor: drakesoft (Gast)
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ja ich meine wenn so einer ca. 10% effizienter ist dann springen ca. 
300eur im jahr mehr herraus.

Autor: drakesoft (Gast)
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hmm was der generator mehr kostet kann ich nicht sagen da ich noch 
keinen passenden gefunden habe

Autor: oszi40 (Gast)
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Die Frage wird Dir ein Datenblatt konkreter beantworten können.
Früher brannte nur eine 40W-Lampe in der Stube. Heute ist der Verbrauch 
im Haushalt "etwas" höher als vor 50 Jahren.

Ob für mehr Leistung immer ausreichend Wasser bei Dir ankommt oder bei 
Niedrigwasser der größere Generator eher stehen bleibt, wird Deiner 
langjährigen Erfahrung überlassen bleiben. Frag mal in der Nachbarschaft 
was dort so benutzt wird.

Es nützt der billigste Generator wenig, wenn der Service am Ende der 
Welt ist und erst nach 3 Wochen kommt.

Autor: drakesoft (Gast)
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Naja wir sind hier die letzten am fluss die noch eine anlage im betrieb 
haben. Die anlage produziert ca. 30.000 bis 35.000 KW pro jahr. Der 
jetzige Generator/Motor ist von Loher (da ist die Firma ca. 15km weg) 
aber ich hab den Service in den 25 Jahren (Dauerbetrieb) noch nie 
gebraucht.

Autor: Michael O. (mischu)
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Die Frage ist leider nicht einfach zu beantworten.
Habt ihr einen Umrichter dazwischen, der die generatorische Leistung bei 
beliebiger Drehzahl abnimmt? Erfolgt eine optimierung des Arbeitspunktes 
ähnlich dem MPP von Solarzellen?

Ob du tatsächlich mehr Leistung herausziehen kannst hängt vom 
Wasserstrom und der Kennlinie der Turbine ab. Um eine höhere mechanische 
Leistung zu erhalten, muss bei gleicher Drehzahl ein größeres Drehmoment 
abgerufen werden. Zumindest muss das Produkt (Drehzahl mal Drehmoment) 
gegenüber dem Arbeitspunkt mit der 7,5kW-Maschine steigen, sonst macht 
es keinen Sinn.

Eine effizientere Maschine macht vermutlich Sinn (hängt natürlich von 
den Mehrkosten ab). Gerade wenn wenig Wasser fließt, sind die 
Magnetisierungsverluste immer da und reduzieren den Wirkungsgrad. 
Allerdings ist der Wirkungsgrad von Motoren dieser Leistungsklasse eh 
schon recht hoch (schätze mal > 90% bei Nennmoment).

Aber du kannst mit dem 7,5kW Motor ja mal ein bischen experimentieren. 
Normalerweise lassen sich die Motoren für einige Minuten auch bequem 
überlasten. Solange keine Sättigung des Kerns auftritt und Du die 
Überlast schneller fährst als die thermische Zeitkonstante der Maschine, 
sollte nichts passieren. Somit kannst Du schon mal schauen ob mehr drinn 
ist und sich ein Upgrade lohnen könnte.

Autor: oszi40 (Gast)
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Fragen kostet noch nichts. Lt. Doku liegt der beste Wirkungsgrad noch im 
Teillastbereich. Damit könnte man schon ein paar % mehr installieren 
WENN das Wasser reicht?

http://www.flender.com/_upload/asynchrongenerator_...

Falls doch keine Netzeinspeisung lohnt, könnte man mit den überflüssigen 
kWs immer noch schön heizen.

Autor: drakesoft (Gast)
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Hallo, die drehzahl ist konstant. Also Netzeinspeisung lohnt sich, jetzt 
wird auch schon ins Netzeingespeist, der Generator/motor wird direkt mit 
einem Schütz aufs Netz geschaltet. Die Regelung und das einschalten ist 
alles kein problem das macht ein µctrl. Nur ist es besser einen 7.5KW 
generator zu kaufen und diesen leicht zu überlasten oder einen 11kw zu 
kaufen der nie Volllast läuft? Zu beachten ist hier bei auch das die 
Maschine meistens nur 3kw bringt ... also im unternteillast bereich 
arbeitet.

Autor: FLT (Gast)
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Hallo!

Das Problem dürfte sich schon dadurch erledigen dass sich zwischen 7,5 
und
11 kW die Baugrösse ändert(von 160 auf 180 oder so). Damit passt der 
11kW Motor nicht auf die Turbine.

Ist nur eine Vermutung von mir, ohne genauere Angaben ist das alles
Stochern im Nebel.

mfg

Autor: oszi40 (Gast)
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Bis jetzt hat die Anlage bestimmt Bestandsschutz. Was das EVU zu einer 
größeren Leistung meint, wurde ja auch noch nicht betrachtet. Vor 100 
Jahren wird wohl kaum einer übermäßig dicke Kabel verlegt haben. Die 
Baustelle könnte wegen mancher Kleinigkeit auch schnell viel größer 
werden. Deshalb würde ich in diesem Fall wohl bei der aktuellen Größe 
bleiben UND lieber auf höheren Wirkungsgrad achten.

Autor: dfyhnv (Gast)
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Du schreibst selbst:

>Maschine meistens nur 3kw bringt ... also im unternteillast bereich

Wieviele Sunden im Jahr kommen denn nun mehr als 7,5 kW?
Daran kann man ziemlich eindeutig erkennen, ob sich der Mehrpreis lohnt.

Gast

Autor: Michael (Gast)
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>ja ich meine wenn so einer ca. 10% effizienter ist dann springen ca.
>300eur im jahr mehr herraus.

Müsste man mal aufrechnen ob sich dass dann lohnt. Die Turbinen müssen 
einen stärkeren Generator auch treiben können (passen die auch auf einen 
Generator > 7.5 kW?) und was kostet ein Leistungstärkerer Generator 
gegenüber einem mit 7.5 kW? 300 Euro/jahr ist ja nicht wirklich viel 
aber ich schätze mal, dass sihc sowas nach 3/4 Jahren armortisiert 
hat...sofern halt die Turbinen und die Netzanbindung ausreichend ist, 
man also nur die Mehrkosten für den größeren Generator hat.

Eine weitere Überlegung hierbei: Bei einem Motor geht eigentlich nicht 
soviel kaputt. Wenn der ordentlich gebaut und betrieben wurde, wovon ich 
mal ausgehe, zerlegt es nach geraumer Zeit (einige Jahrzehnte) 
eigentlich nur die Lager der Welle. Schonmal angefragt, was eine Wartung 
diesbezüglich kosten würde? Das kann u.U. sehr preiswert sein im 
Vergleich zum Austausch des Motors. Ich frag das halt deshalb da ich 
Generatoren kenne, die zu einer Zeit eingebaut wurden als selbst mein 
Großvater noch mit Bauklötzchen spielte.

Autor: oszi40 (Gast)
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Den alten Generator neue Lager zu spendieren ist sicher möglich. Es gibt 
aber in der Zwischenzeit Motoren, sicher auch Generatoren die mit dem 
Computer optimiert wurden. Da hat sich einiges wesentlich verbessert 
seit Opas Zeiten. Etwas mehr Recherche könnte durchaus den Wirkungsgrad 
verbessern.

Autor: Michael (Gast)
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Sagen wir mal es wird eine Optimierung von 10%, also statt 35.000 kW 
sinds dann 3.500 kW pro Jahr mehr (38.500 kW). Vergütet wird ja nicht 
die Leistung sondern die Energie. Also mal ein wenig rumrechnen: 35.000 
kW bei 365 Tagen = 365*24h macht so pi mal daumem 4.000 kWh bzw., wenn 
man 10% mehr rausholt, also ca. 400 kWh mehr. Ich weiß jetzt nicht was 
man für Stromeinspeisung bekommt aber ich weiß ja was ich für den 
Strombezug bezahle (weniger als 20 ct/kWh) und ich denke mal bei der 
Einspeisung bekommt man noch etwas weniger (der EVU will ja auch was 
verdienen aber ich kenn mich damit absolut nicht aus) aber rechnen wir 
mal mit 20 ct/kWh dann sinds sagenumwobene 80 Euro Mehreinnahmen pro 
Jahr. Das könnte verdammt lange dauern bis sich dann ein neuer Motor von 
einigen tausend Euro armortisiert hat. Bitte auch bedenken, wir reden 
hier vom Austausch eines 25 Jahre alten Motors (s.o.), also ob man durch 
einen neuen Motor gleicher Leistung mit besserem Wirkungsgrad wirklich 
10% mehr rausholt ist sehr fraglich (ich glaubs nicht).

Autor: Moritz (Gast)
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Guten Morgen,

Michael schrieb:
> 365*24h macht so pi mal daumem 4.000 kWh bzw

Würdest du bitte das mit dem "pi mal daumen" nochmal erklären, da steig 
ich grad nicht durch!?

drakesoft schrieb:
> Die anlage produziert ca. 30.000 bis 35.000 KW pro jahr.

Ich geh mal davon aus, das hier die kWh gemeint sind?! Gäbe ja Sinn: Ein 
Jahr mit 9000h, Anlage mit 4kW...

Autor: Zipp (Gast)
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Die Aussage ueber die Baugroesse beruecksichtigt nicht, dass eine 
moderne Maschine kompakter ist, dh man bekommt baugleich mehr Leistung. 
Dann wuerde ich baugleich auf die die leistungsfaehigere Maschine gehen.

Autor: Michael (Gast)
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>Würdest du bitte das mit dem "pi mal daumen" nochmal erklären, da steig
>ich grad nicht durch!?

"pi mal daumem": 35.000 / (365 * 24)

>Ich geh mal davon aus, das hier die kWh gemeint sind?! Gäbe ja Sinn: Ein
>Jahr mit 9000h, Anlage mit 4kW...

Jetzt wo du's schreibst, ja macht Sinn ;)

>Dann wuerde ich baugleich auf die die leistungsfaehigere Maschine gehen.

Macht aber nur Sinn wenn die Umgebung auch für die höhere 
Leistungsfähigkeit geeignet ist. Und zwar, vom Generator aus gesehen, in 
beide Richtungen, d.h. kann die Turbine auch mehr bringen und können die 
Kabel auch mehr vertragen.

Autor: eProfi (Gast)
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Ich kenne auch einen KleinKWbesitzer.
Loher ist ein absolut renomierter Hersteller, bringe den Generator hin 
und lasse neue Lager einbauen und reinigen, der Rest hält noch mind. 50 
Jahre.

Wenn Du investieren willst, kannst Du evtl. mit einer 
Blindstromkompensation mehr erreichen.
Mein Bekannter hat zwei Zähler, einen für Wirkstrom, einen für 
Blindstrom.

Ich nehme an, es ist ein Asynchrongenerator, der genau so aussieht wie 
ein normaler Drehstrommotor.
Obwohl, wenn Du sagst 750U/min, könnte es auch ein Synchroner sein.

Damit ein Asynchroner Wirkleistung erzeugen kann, "verbraucht" er 
Blindleistung. Ich nehme an, die wird dann vom Ertrag abgezogen.
Mit einer Kompensation kannst Du diesen Abzug verhindern.


Wir brauchen mehr Informationen. Hast Du ein Getriebe dazwischen? Wird 
der Generator warm?

11kW wird Dir nichts bringen, bleib bei 7,5kW (außer Du kannst irgendwie 
an mehr Wasser kommen (einen anderen Fluß dazuleiten ;-) ).

Autor: FLT (Gast)
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Zipp schrieb:
> Die Aussage ueber die Baugroesse beruecksichtigt nicht, dass eine
> moderne Maschine kompakter ist, dh man bekommt baugleich mehr Leistung.
> Dann wuerde ich baugleich auf die die leistungsfaehigere Maschine gehen.

Hast Du überhaupt gelesen was ich geschrieben habe?

Siehe auch:

http://www.aps-systems.ch/de/Baugroessen.htm
http://www.fachlexika.de/technik/mechatronik/elekt...

Wenn das Teil in den letzten 30 Jahren gebaut wurde dann entspricht es
der IEC-Norm IEC 72.

Bei 750/min und 7,5kW hat das Teil nach IEC Baugrösse 160L
Bei 750/min und 11kW hat das Teil nach IEC Baugrösse 180L

Die restlichen Abmessungen spare ich mir mal.
Was ist daran so schwer zu verstehen?

Autor: drakesoft (Gast)
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Generatorgröße ist egal da genug platz vorhanden ist und der sockel ist 
auch änderbar.

Der Generator wird im Volllastbetrieb natürlich Warm.

Kabel sind überdimensioniert verlegt.

Angetrieben wird die anlage über ein "Riemenantrieb".

Den alten generator neu lagern wäre natürlich auch kein problem es sind 
sogar neue lager vorhanden, mir geht es vor allem um den wirkungsgrad 
und da dies nicht mal ein richtiger generator ist sonder nur ein motor 
hat er bestimmt auch nicht eine sonderwicklung etc... eines generators.

Es ist ein Asynchron generator und wir haben nur zwei Wirkstromzähler 
(Lieferung an EW und Bezug von EW).

Vergütung ist misserabel für den Verkauften strom ca. 7-8 Cent, aber 
rentabel macht die ganze das man den eigenebedarf natürlich vorher 
decken darf.

Autor: oszi40 (Gast)
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Dann ruf doch einfach mal bei Deinem Hersteller an und frag wieviel 
Prozent die neuen Generatoren bessser wären als vor .. Jahren und was 
der Spaß kostet.

Ich sehe 3 Punkte
1.Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
2.Generator optimieren ?
3.Kompensation evtl. verbessern?

Findet sich noch einer, der ein schönes Thema für seine Diplomarbeit 
braucht ?

Autor: drakesoft (Gast)
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Vielleicht schreibe ich ja selber eine darüber :-)

Autor: eProfi (Gast)
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Du hast noch nichts zu Kompensation gesagt.
Und das Riemengetriebe ist sicher ein Punkt für Verbesserungen 
(Zahnriemen oder Zahnräder).
Kannst Du bitte Fotos Deiner Anlage (auch die Wasserseite) machen?

Gibt es ein Forum für diese Thematik?


Zum Geld: Gibt es eine Möglichkeit, über das ErneuerbareEnergieGesetz 
einen höheren Tarif zu bekommen?

Wie hoch ist der Pegelunterschied?
Kannst Du aufstauen?
Kann das Unterwasser tiefer gelegt werden?
Gibt es einen elektrischen Zwischenkreis?
Lohnt sich eine variable Drehzahl, bei der die Turbine effektiver 
arbeitet?

Autor: drakesoft (Gast)
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Stauhöhe is vorgeschrieben da darf nichts geändert werden! Gefälle ist 
ca. 2,6m.
Kein Zahnriemen und auch kein getriebe, da läuft ein glatter spezial 
riemen, der wie ich finde auch optimal ist und wahrscheinlich weniger 
verluste hat als ein getriebe.
Kompensiert wird gar nichts, würde auch nichts bringen da wir nicht für 
blindstrom zahlen müssen!
Drehzahlregelung ist bestimmt nicht interesant, da dadurch sehr 
wahrscheinlich mehr energie drauf geht als was es bringt. Den Generator 
will ich wieder direkt auf das netz schalten.
Mir geht es eigentlich jetzt eigentlich nur mal um den generator.
Ich kann euch schon fotos machen aber nur von der trockenen seite da ich 
für die nasse seite den ganzen fluss sperren muss was im winter nicht so 
toll ist.

Autor: Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)
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oszi40 schrieb:
> Da hat sich einiges wesentlich verbessert
> seit Opas Zeiten.

Stimmt. Die alten Haudegen sind in Rente gegangen und haben ihr Wissen 
mitgenommen. Heute bekommen sie mit Mühe&Not ähnliche Ergebnisse wie in 
den 60/70-er Jahren.

Autor: Thomas B. (yahp) Benutzerseite
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>Zum Geld: Gibt es eine Möglichkeit, über das ErneuerbareEnergieGesetz
>einen höheren Tarif zu bekommen?

Na hoffentlich nicht! Denk mal selber nach, wo das Geld herkommt...

Außerdem soll das EEG keine x Jahre alten (aka abgeschriebenen) Anlagen 
finanzieren. Reicht schon, dass auf mysteriöse Weise die Preise für 
Solarpanels an den sich jährlich ändernde Einspeisevergütung gekoppelt 
zu sein seinen.

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