Elektrische Einheiten von Stromerzeugern | Stromerzeuger Ratgeber
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Überblick zu den elektrischen Einheiten von Stromerzeugern

Im Folgenden möchten wir einen Überblick zu den elektrischen Einheiten geben, welche für die Auswahl und Anwendung von Stromerzeugern relevant sind und werden dabei einige elektrotechnische Grundlagen erläutern.

Die elektrische Spannung (Formelzeichen U), welche von einem Stromerzeuger zur Verfügung gestellt wird und für den Betrieb von Verbrauchern notwendig ist, wird in Volt [V] gemessen.
Die Spannung kann als Äquivalent zur Kraft gesehen werden, mit welcher Elektronen durch einen elektrischen Leiter bewegt werden.

Wenn die Spannung an einen Verbraucher angelegt wird, ergibt sich über dessen elektrischen Widerstand (Formelzeichen R), gemessen in Ohm [Ω], ein entsprechender Stromfluss.
Dieser elektrische Stromfluss (Formelzeichen I) wird in Ampere [A] gemessen und steht mit den Größen Spannung und Widerstand in folgendem Zusammenhang:

I = U/R

Die elektrische Leistung (Formelzeichen P), gemessen in Watt [W], ergibt sich in einem Gleichstromkreis als Produkt aus der Stromstärke I und der Spannung U:

P = I*U

 

Leistung im Wechselstromkreis

Dieser einfache Zusammenhang unterliegt in Wechselspannungskreisen allerdings einigen Besonderheiten.
Bei dem von induktiven und kapazitiven Widerständen kommt es zu einer Phasenverschiebung der sinusförmigen Spannung und dem sinusförmigen Strom, sodass diese beiden Größen gegebenenfalls nicht mehr synchron zueinander ihre Maximal- und Minimalwerte annehmen.
In diesem Fall kann die Leistung (P = I*U) also auch negative Werte annehmen, falls beide Werte zu einem Zeitpunkt nicht jeweils positiv oder negativ sind (Zur Erinnerung: Positiv mal positiv ergibt positiv. Negativ mal negativ ergibt positiv. Negativ mal positiv ergibt negativ.).
Falls dies der Fall ist, fließt Leistung mathematisch gesehen also vom Verbraucher zurück zum Erzeuger.

Was zunächst unlogisch erscheint hat einen einfachen Hintergrund.
Beispielsweise wird bei Verbrauchern mit Elektromotoren (induktive Verbraucher wie zum Beispiel Kreissägen) Energie benötigt, um die zum Betrieb des Motors nötigen Magnetfelder aufzubauen.
Mit jeder Sinusschwingung des Wechselstromkreises werden diese auf- und abgebaut.
Die dafür erforderliche Leistung (auch Blindleistung genannt) fließt mit der eigentlichen Verbrauchsleistung (der Wirkleistung) zunächst zusammen als Summe (der sogenannten Scheinleistung) vom Erzeuger zum Verbraucher.
In dem kurzen Schwingungsabschnitt, in welchem die zueinander phasenverschobenen Spannungs- und Stromverläufe ein negatives Produkt bilden, fließt die Blindleistung dann wieder vom Verbraucher zurück zum Erzeuger.

Zusammengefasst bedeutet dies, dass nur ein Teil der zum Betrieb solcher Verbraucher notwendigen Scheinleistung in diesem auch umgesetzt wird (zum Beispiel in Bewegungsenergie und Abwärme im Falle eines Verbrauchers mit Elektromotor).
Um die Scheinleistung von der Wirkleistung zu unterscheiden, wird anstatt der Einheit Watt [W] oftmals die Einheit Voltampere [VA] genutzt.

 

Leistung von Stromerzeugern berechnen

Um das nun vorhandene elektrotechnische Basiswissen auf die technischen Angaben von Stromerzeugern zu beziehen, betrachten wir beispielhaft die technischen Daten verschiedener Stromerzeuger.

Leistung von Stromerzeugern berechnen

Für Stromerzeuger mit einer 230V-Wechselspannung, also einem einphasigen Spannungsausgang, können die Strom- und Spannungsangaben aus dem Datenblatt einfach multipliziert werden, sodass hier gilt:

P = I * U

Ein solches Aggregat mit einem maximalen Stromfluss von I = 27,82A und einer Spannung mit dem Effektivwert U = 230V hätte also eine maximale Leistung von P = 6400W oder 6,4kW.

Stromerzeuger mit einer 400V-Wechselspannung besitzen drei Phasen deren Effektivwert jeweils 230 Volt gegenüber dem Neutralleiter beträgt und deren Spannungsverläufe um 120 Grad, also einer Drittel Schwingperiode, zueinander versetzt sind.
Zwischen den Spannung führenden Leitern ergibt sich somit eine Spannungsdifferenz von 400 Volt.

Die maximale Scheinleistung der dreiphasigen Spannungsversorgung errechnet sich wie folgt:

P = √(3) * I * U

Zudem wird hier aufgrund der möglichen Blindleistungsanteile üblicherweise ein Leistungsfaktor (cos Phi) von 0,8 mit einberechnet, um die Wirkleistung zu berechnen. Hierfür gilt dann:

P = √(3) * I * U * (cos Phi)

Für ein 400V-Drehstromaggregat würde sich also bei einem maximalen Stromfluss von I = 13,54A eine Scheinleistung von ca. 9400VA, bzw. 9,4kVA ergeben und eine Wirkleistung von 7500W, bzw. 7,5kW.

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