Generatoren gibt es in verschiedenen Technologien. Sie sind unterteilt nach ihrer Stromart in Gleichstromgeneratoren und Wechselstromgeneratoren.

Der Gleichstromgenerator soll hier nicht behandelt werden, da er im Blockheizkraftwerksbau eine untergeordnete Rolle spielt.

Der Wechselstromgenerator wird in Synchron- und Asynchrongenerator unterteilt.

Der Synchrongenerator ist in seiner Bauart aufwendiger als der Asynchrongenerator. Um es vorweg zu nehmen, er liefert jedoch eine konstantere Frequenz und Spannung. Die Voraussetzung dafür ist jedoch eine sehr präzise und schnelle Regelung. Falls der Synchrongenerator in einer Notstromversorgung ( Die erzeugte Energie wird komplett selbst verbraucht. Siehe auch Notstrombetrieb ) eingesetzt wird, ist er trotz einer schnellen Regelung nicht in der Lage die Spannung und die Frequenz bei Lastwechseln konstant zu halten.

Die Regelung des Synchrongenerator besteht aus zwei sich beeinflussenden Regelstufen. Die erste Stufe hält die Drehzahl des Generators konstant. Das geschieht entweder elektronisch mit einem Stellmotor am Gashebel oder mit einem nicht ganz so genauen mechanischen Fliehkraftregler in der Einspritzpumpe. Ein 4 poliger Synchrongenerator muss mit 1500 1/min (sprich: Umdrehungen pro Minute) angetrieben werden. Wenn diese Drehzahl exakt eingehalten wird, wird eine Spannung mit genau 50 Hz erzeugt. Wie gesagt, das ist in der Praxis in einer Notstromversorgung nicht zu erwarten. Die gewünschte Ausgangsspannung von 230 Volt wird mit einer zweiten Regelstufe erreicht. Die erzeugte Spannung ist nicht von der Drehzahl abhängig, sondern von dem Strom der durch den Anker fließt. Der Anker ist das sich bewegende Teil im Generator. Der Strom, der durch die Leitungen des Ankers fließt, muss über Schleifringe übertragen werden. Fließt der Strom, wird ein Magnetfeld erzeugt. Je größer der Strom, desto größer das Magnetfeld. Je größer das Magnetfeld desto größer die Ausgangsspannung. Die Regelung misst die Ausgangsspannung und regelt entsprechend den Ankerstrom.

Mit diesen Informationen werden die Stärken und Schwächen deutlich. Der Synchrongenerator ist durch seine Technologie bedingt aufwendiger in seiner Bauweise. Dadurch ist er teurer in der Anschaffung und wartungsintensiver als der schleifringlose Asynchrongenerator. Mit seinen zwei Regelstufen ist seine Regelung teurer. Klarer Vorteil ist allerdings die konstante Spannung und Frequenz bei konstanter Last.

Der Asynchrongenerator ist wesentlich einfacher aufgebaut. Er hat keine Schleifringe und deswegen auch keinen stromdurchflossenen Anker. Der Anker ist kurzgeschlossenen und ist eigentlich ein Käfig mit sehr wenigen Windungen. Daher heißt er auch Kurzschlussläufer oder Käfigläufer.

Wenn er netzparallel betrieben wird, bezieht er seinen Erregerstrom aus dem Netz. In der Notstromversorgung muss er seinen Erregerstrom von anderer Seite beziehen. Mit Kondensatoren in denen die dafür nötige Energie zwischengespeichert wird, gelingt das Kunststück.

Durch die einfache Bauart bedingt, liefert der Asynchrongenerator die Ausgangsspannung von 230 V mit der Frequenz von 50 Hz nur bei Volllast. Das darf aber in einer Notstromversorgung nicht erwartet werden. Daher gibt es wie beim Synchrongenerator gewisse lastabhängige Schwankungen von Spannung und Frequenz. Man muss sich sozusagen entscheiden welchen Parameter man konstant halten will. Da die Frequenz nicht so sehr beeinflusst ist, wird mit einer Regelung die Spannung konstant gehalten. Anders als beim Synchrongenerator ist die Ausgangsspannung drehzahlabhängig. Wird die Drehzahl geändert, ändert sich auch die Spannung. Mit einem entsprechenden Stellmotor, der am Gashebel des Motors montiert ist, wird die Drehzahl und dadurch auch die Spannung geändert. Wird bei einem solchen Regelvorgang die Last kleiner, muss also die Drehzahl zurück geregelt werden, damit die Spannung konstant bleibt.

Lediglich die Frequenz ändert sich geringfügig. Jetzt wird klar warum bei diesem Generatortyp in der Notstromversorgung nur nach einem Parameter ausgeregelt wird. Man regelt die Ausgangsspannung auf 230 Volt und nimmt eine gewisse Frequenzabweichung in Kauf.

Desweiteren muss erwähnt werden, dass der Asynchrongenerator ökonomischer arbeitet. Denn wenn bei einer kleinen Last, die Regelung eingreift und die Drehzahl reduziert, folgt, dass der drehzahlabhängige Verbrauch des Motors zurückgeht.

Für die Erregung müssen in der Notstromversorgung Kondensatoren bereit gestellt werden. Dafür ist er jedoch in Bezug auf den Synchrongenerator nicht so wartungsintensiv und wesentlich günstiger in der Anschaffung. Auch die Folgekosten für die Regelung sind nicht so hoch.

Die Liste der Vorteile wird vergrößert, wenn man betrachtet, was im Netzparallelbetrieb gefordert ist. Hier hat der Asynchrongenerator einiges zu bieten:

Die Netzsynchronisation, die erforderlich ist, wenn der Generator zugeschaltet wird ist nicht ganz unkritisch. Bei dem Synchrongenerator muss eine weitere Regelung installiert werden. Sie ist nötig, um die beiden Frequenzen, (die des Netzes und die des Generators) so anzupassen, dass sie im Zuschaltaugenblick zueinander passen.

Der Asynchrongenerator, wird im Netzparallelbetrieb einfach zugeschaltet. Er synchronisiert sich selbst.

Es gibt Hersteller die die Dieselmotoren der Blockheizkraftwerke mit dem Asynchrongenerator starten und dann mit dem Zünden des Motors in den Generatorbetrieb übergehen. Es entfallen also die Kosten für Anlasser und Starterbatterie. Es muss aber erwähnt werden, dass dieser Vorteil im Notstrombetrieb entfällt, da ja kein Netzstrom zum Starten vorhanden ist. Wer also sein BHKW für den Notfall gerüstet haben will, braucht Anlasser und Starterbatterie. Aber das trifft auch für den Synchrongenerator zu.

Werden am öffentlichen Stromnetz Wartungsarbeiten durchgeführt, kann ein BHKW das mit einem Asynchrongenerator betrieben wird, nach dem Abschalten des Netzes auch keinen Strom mehr erzeugen und damit auch nicht Einspeisen. Damit entfallen zusätzliche Abschalt- und Sicherheitseinrichtungen. (Leider reicht das dem EVU nicht aus. Es verlangt eine ENS, die permanent das Netz überwacht und das Netz bei Grenzwertüber- oder unterschreitung abschaltet.)

Zusammengefasst ist der Asynchrongenerator für das Mini BHKW prädestiniert. Sogar mit dem Kondensatorpaket ist er wesentlich günstiger als der Synchrongenerator. Er ist ein Massenprodukt. Daher gibt es ihn in großen Stückzahlen mit unterschiedlichen Bauformen. Er muss so gut wie gar nicht gewartet werden.

Lediglich die Frequenzkonstanz des Synchrongenerators ist ein Vorteil der aber bei genauer Betrachtung an Bedeutung verliert, da in der Notstromversorgung keine konstante Last erwartet werden darf.

Am 02.11.2010 erhielten wir Post von einem Mitarbeiter aus einer technischen Universität, der namentlich nicht genannt werden wollte.

"Sehr geehrter Herr Bellers,

beim zufälligen Überfliegen Ihrer Ausführungen ist mir ein eklatanter Fehler aufgefallen. Ich möchte Sie hiermit darauf hinweisen, dass der "Anker" einer drehenden elektrischen Maschine nicht dasselbe ist wie der "Läufer" oder "Rotor".

Ausgehend vom Motorbetrieb, ist der Anker der Teil der Maschine, indem die elektromotorische Kraft entsteht. Bei vielen Motorenarten ist somit der Anker auch der Läufer der Maschine. Also der rotierende Teil.

Bsp.: Gleichstromreihenschluss, -nebenschluss, -doppelschlussmaschine, Asynchronmaschine, Universalmotor, alter Bahnmotor (einphasige Wechselstrommaschine); bei diesen Motoren ist der Anker auch der Läufer.

Bei der Synchronmaschine (Motorbetrieb) entsteht die elektromotorische Kraft ständerseitig. Der Anker der Synchronmaschine ist somit der Ständer bzw. Stator! Wenn bei der Synchronmaschine von Ankerstrom die Rede ist, so meint man den Strom in der ständerseitigen Drehstromwicklung (siehe VDE 0530 Teil 4).

Auch möchte ich darauf hinweisen, dass durchaus auch Asynchronmaschinen in der Ausführung als Schleifringläufer existieren (bei Optimierung der Läuferzusatzwiderstände können diese mit Kippmoment anlaufen). Durch die Möglichkeit der feldorientierten Regelung von Asynchronmaschinen in der Ausführung als Käfigläufer, haben Schleifringläufer mittlerweile jedoch stark an Bedeutung verloren. Dabei spielen natürlich auch Aspekte, wie Verschleiß, Schutzgrad und Wirkungsgrad eine Rolle.

Bei Grundlastkraftwerken eingesetzte Turbogeneratoren (Synchronmaschine im Generatorbetrieb) sind heute schleifringlose Maschinen üblich. Wie dabei die läuferseitig notwendige Erregerleistung übertragen wird, würde jetzt allerdings den Rahmen sprengen.

Ich hoffe, dass ich einige Denkanstöße geben konnte.

Mit freundlichen Grüßen"