Stromerzeugung und Netzanbindung von BHKW

In einem Blockheizkraftwerk wird durch Generatoren Strom erzeugt. Dabei kommen sowohl Synchrongeneratoren als auch Asynchrongeneratoren zum Einsatz. Beide unterscheiden sich in der Fähigkeit, Blindleistung vom Stromnetz aufzunehmen und wieder abzugeben, sich an die Stromnetzfrequenz zu synchronisieren und mit oder ohne Fremderregung zu starten. In der Regel weisen Synchrongeneratoren hier bessere Eigenschaften zum Betrieb eines Blockheizkraftwerks auf und kommen daher trotz höherer Kosten wesentlich öfter zum Einsatz als Asynchrongeneratoren.

Asynchrongeneratoren sind einfacher und günstiger gebaut als Synchrongeneratoren, benötigen beim Start jedoch eine Fremderregung. Der Asynchronmotor synchronisiert sich im Gegensatz zum Synchronmotor automatisch mit der Frequenz des Stromnetzes und erfordert daher keine besonderen Synchronisierungseinrichtungen. Der Asynchronmotor ist jedoch auf Blindleistung aus dem Stromnetz angewiesen, so dass je nach den technischen Anschlussbedingungen des Energieversorgers diese Blindleistung mit z. B. einer Kondensatorbatterie kompensiert werden muss. Da dies häufig bei Blockheizkraftwerken ab 100 kW gefordert wird, kommen Asynchronmotoren eher bei Blockheizkraftwerken mit kleinerer Leistung zum Einsatz. Ein Inselbetrieb erfordert aus vorgenannten Gründen eine weitere Startvorrichtung und kann zu Schwankungen der Stromfrequenz führen.

Synchrongeneratoren sind aufwendiger konstruiert und daher teurer in der Anschaffung. Synchrongeneratoren synchronisieren sich nicht an die herrschende Stromnetzfrequenz und müssen daher um eine Synchronisiereinrichtung zur Anpassung an die jeweilige Frequenz des anzubindenden Netzes ergänzt werden. Im Gegensatz zu Asynchrongeneratoren sind Synchrongeneratoren auch in der Lage, Blindleistung sowohl zu beziehen als auch abzugeben. Blockheizkraftwerke mit Synchrongeneratoren bedürfen daher keine weitere Blindleistungskompensation und somit auch keiner Blindleistungskosten. Weiterhin benötigt der Synchrongenerator beim Start keine Fremderregung durch ein Netz oder eine Startvorrichtung. Diese Vorteile zeigen sich auch im Inselbetrieb des Synchrongenerators in einer konstanten Frequenz. Daher kommen in den allermeisten Blockheizkraftwerken Synchrongeneratoren zum Einsatz.

Blockheizkraftwerke werden außer beim Inselbetrieb im sogenannten Netzparallelbetrieb betrieben. Dabei ist das BHKW mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden und der erzeugte Strom wird entweder vollständig ins Netz eingespeist, vollständig für den Eigenverbrauch eingesetzt oder je nach Bedarf selbst verbraucht oder in das Stromnetz eingespeist. In kleineren Blockheizkraftwerken wird der erzeugte Strom im Allgemeinen direkt in das Niederspannungsnetz eingespeist. Bei mittelgroßen BHKW erfolgt die Übertragung in der Niederspannungssammelschiene der nächsten Transformatorstation. Erst bei Blockheizkraftwerken mit Generatorleistungen ab rund 1 MW wird in der Regel eine Stromeinspeisung in das Mittelspannungsnetz vorgesehen.

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