Stabiler Inselbetrieb mit Asynchrongenerator - mögliche Lösungsansätze

Zitat von Meles meles

So wie ich es sehe, komme ich für die Umrüstung auf Notstrom unter 2k€ nicht davon

Wie schnell soll das denn fertig werden?

Für den Notstrombetrieb sehe ich eine andere Lösung als sinnvoller an. Allerdings kann ich noch nicht sagen, ob das auch so einfach und so gut funktioniert, wie ich mir das so vorstelle. Ich bin grade dran es auszuprobieren (noch in der Planung), das wird aber noch 3-4 Monate dauern, bis ich da von Erfahrungen berichten kann.

Mein Lösungsansatz:
Ich nehme einen realen 3-Phasen-Synchrongenerator. Kostenpunkt bei 5kW ca. 600€. Mit el. Regler; leider für das Geld nur mit Bürsten, die aber für den Notstromer reichen sollten.

Die „Insel“ wird von diesem Generator gebildet, der aber nicht mechanisch angetrieben wird. Also kein mechanischer Aufwand, nur elektrische Anschaltung. D. h. der Generator kann irgendwo in der Ecke, im Keller, in der Garage oder am Dachboden stehen. Er läuft „leer“ im eigenen Netz und wird vom zusätzlich angeschlossenen Asynchron-Generator mit angetrieben. D. h. der Synchrone macht die Spannung, der Asynchrone die Frequenz. Arbeit verrichtet nur der asynchrone.

Die Regelung für die Frequenz ist immer mit gleichem Aufwand verbunden, unabhängig davon, wie die „Insel“ erzeugt wird. Das „Anwerfen“ ist noch offen, aber da gibt es eine ganze Reihe von Optionen.

So mein Plan und ich würde mich freuen, wenn hier jemand Kommentare / Bedenken zur Diskussion stellen würde. Da könnte ich mir evtl. den einen uder anderen Fehlversuch sparen

Zitat von alikante

der Synchrongenerator kann nur im angetriebenen Zustand als Netzbildner dienen . . .

Der SynGen wird ja angetrieben, aber nicht mechanisch, sondern über das von ihm selbst generierte Netzt. Auch wenn ich das noch nirgens gesehen habe bin ich recht zuversichtlich, dass das funktioniert. Aus dem ganz einfachen Grund: Ich wüsste nicht, was der Generator sonst tun sollte. Aber das wird der Versuch zeigen müssen.

Zitat von alikante

mit Handkurbel oder Anlasser auf Nenndrehzahl

Ich denke nicht, dass der Gen. auf Nenndrehzahl gebracht werden muss. Sobald er eine Wechselspannung (3-phasen) induziert, wird der AsyGen das Netz anschieben, weil seine Drehzahl höher liegt, als die des Drehfeldes. Diese Energie wird in den SynGen eingebracht, der seine Drehzahl so lange erhöht, bis der AsyGen keinen Schlupf mehr hat. Dann wird er einfach weiterhin vom Drehfeld mitgenommen. Wobei es vermutlich sinnvoll wäre, ihn nicht gleich in die 50Hz zu werfen, sondern beim Anfahren eine minimale Drehzahl am Antrieb einzustellen und dann, wenn er eingekoppelt ist, auf Nenndrehzahl hochzufahren.

p.s. in dem Zusammenhang fällt mir ein rechtliches Problem auf:

Unter welchen Bedingungen ist eine Anlage „indirekt“ mit dem Netzt gekoppelt? Ist die Stromerzeugung während des Inselbetriebes EEG-umlagepflichtig?

Die Frage hat einen konkreten Hintergrund: Wenn ich zum Laden eines E-Autos das BHKW vom Netz nehme und als Insel betreibe, dann ist das schon ein Kostenfaktor.

Also ich denke, das reicht eine minimale Anwurfdrehzahl. (Auch das muss der Versuch zeigen)

Zitat von alikante

dann allerdings wird er zum Verbraucher und setzt Wirkleistung in Wärme und Blindleistung um ( Phasenverschiebung ).

Zweifellos braucht er eine gewisse Energiezufuhr, um die inneren Verluste zu kompensieren. Die soll er aus dem eigenen Netz vom AsyGen bekommen. Aber das wird der Versuch zeigen.

Zitat von alikante

Um Dein Inselnetznetz gegen Schwankungen auszuregeln brauchst Du immernoch einen Speicher mit Ladegerät-/Wechselrichter.

Warum? Kennt Du ein Notsrom-Aggregat, das sowas hat?

Außer der (zugegebener Maßen etwas eigenwilligen) Erregung des Spannungsfeldes sehe ich keinen Unterschied zu einem "normalen" Notstromerzeuger.

Zweifellos ist die Regelung der Frequenz eine Aufgabe, die um so anspruchsvoller wird, je genauer die Frequenz stimmen soll und je weniger sie bei Schaltvorgängen ausweichen soll. Die kann man mehr oder weniger gut lösen. Aber das Problem hat jede Insel in gleicher Weise.

Zitat von Peter vdl

Ne Asynchronmaschine dazu zu bewegen von sich aus Strom auszuspucken geht mit einer geregelten Kompensation. Darüber regelt man die Spannung, die Frequenz müsste dann wieder über Motordrehzahl etc. geregelt werden. . .

Die geregelte Kompensation über Kondensatoren ist sehr aufwändig und sicher nicht mit einer Bastellösung zu realisieren, weil da sehr viele Seiteneffekte reinspielen. Genau das meine ich, mit einem SynGen auf einfache Weise erschlagen zu können (was zu beweisen sein wird). Das mit der Frequenz ist zweifelsfrei so. Das muss mit dem jeweiligen Antreibsaggregat erfolgen. Diese Aufgabe ist aber unabhängig vom "Insel-Bilder".

Zitat von Der Dachs läuft ;)

Soweit ich weiß ja da der Stromverbrauch nicht ausschließlich aus den selbst erzeugten Strommengen gedeckt wird

Das ist genau die Frage: Kann ich eine Insel bilden, inerhalb der 100% des Stroms selbst produziert wird.

Zitat von alikante

Gegenfrage: Jeder popelige Baumarkstromerzeuger kann von 0 bis Max "modulieren", kann das dein Dachs auch ??

Zunächst sehe ich das, was ich vorhabe, nicht auf eine bestimmte Maschine bezogen, sondern als neuen Gedanken, der allgemein für BHKWs nützlich sein könnte, sofern es denn so tut, wie ich das denke. Es soll auch schon mancher andere Versuche gemacht haben, die sich als Flop herausgestellt haben. Aber da man dieser Tage nicht zum Skofahren gehen kann, habe ich die Zeit und das Geld für ein anderes Hobby übrig, und wenn es fehlschlägt, dann habe ich trotzdem Spass daran gehabt, wie beim Skifahren, wenn es mich auf die Schnauze schmeißt

Und ja, die Modulation bzw. die Frequenzregelung ist eine Herausforderung, aber das Problem ist ja ein allgemeines und wäre um keinen Deut anders, wenn ich den SynGen mechanisch antreibe. Eine Insel stellt halt gewisse Anforderungen.

Zitat von alikante

Versuch doch erstmal den technischen Rahmen abzustecken, Dich dann über die bereits von anderen erledigte Grundlagenforschung zu Informieren und erst zuletzt in die technische Detailplanung zu gehen.

Genau das ist mein Gedanke, wenn ich das hier schon im Vorfeld anspreche.
Vielleicht hat ja jemand sowas schon mal gemacht und nur nicht beschrieben, weil er/(sie?) nicht mit dem hier manchmal ablehnenden Unterton „belohnt“ werden wollte?
Vielleicht kann ja jemand ein physikalisches Problem anmerken, das ich übersehe?
Vielleicht kann ja jemand erläutern, warum da irgendwas zum Schwingen neigt?

Den SynGen will ich sowieso für Notstrom. Die Frage ist nur, ob ich den mechanischen Aufwand treiben muss, um die Generatoren abwechselnd anzukoppeln. Die el. Koppelung ist im Gesamtaufwand vermutlich einfacher. Im Bedarfsfall aber sicher einfacher und schneller zu machen.

Wenn das el. nicht klappt, muss ich halt an die Mechanik (lernen durch Schmerz)

Zitat von stephans-garage

er mag allerdings keine REINEN kapazitiven Lasten, da

Wie wird da die Spannung in der Insel erzeugt und geregelt?

Zitat von Peter vdl

Warum ziehste den nicht mit nem FU hoch und überbrückst im Betrieb einfach den FU?

Das wäresicher eine Möglichkeit, aber ich sehe bischer den Bedarf nicht. (Das kann sich noch ändern )

Zitat von Peter vdl

Die Spannungsregelung eines Synchrongenerators ist übrigens auch nicht ohne, gerade bei Kleinmaschinen wenn nicht nur ohmsche Lasten dran hängen, wird meißt aber als Platinchen direkt mitgeliefert.

Der von mir geplante Generator bringt das mit (wie heute fast alle, die man von der Stange kaufen kann) . Aber die Spannungsregelung ist hier sicher um Faktoren einfacher, als mit Kapazitäten an einem AsyGen rumzufummeln.

Zitat von Peter vdl

Bis auf das BHKW habe ich eine solche Insel,

Hast Du nur diese Insel, oder auch Netzanschluss? Vielleicht kannst Du das insgesamt darstellen?

Auch dann stellt sich für mich schon noch die Frage, ob ein BHKW zeitweise in der Insel und zeitweise am Netz betrieben werden darf. Das ist vermutliche eine undefinierte Grauzone?

Zitat von alikante

Soweit ich Bluwi verstanden habe will er aber mit nem "normalen" Dachs + Bastelwerk auf Insel gehen.

Da habe ich mich wohl nicht klar ausgedrückt. Ich habe keinen Dachs und kenne mich damit auch nicht aus. Mein Ansatz dreht sich nur um eine einfache Insel auf der el. Seite.