Was ist ein Stromgenerator?
Stromgeneratoren sind im Grunde kleine Kraftwerke. Sie ermöglichen es ihren Besitzern, an Ort und Stelle Strom zu erzeugen, als Ersatz oder Ergänzung zum Strom aus dem Stromnetz. Stromgeneratoren und große Wärmekraftwerke arbeiten nach demselben Prinzip: Beide verbrennen Brennstoff, um Bewegung oder mechanische Energie zu erzeugen, und wandeln diese in elektrische Energie um.
Generatoren bestehen aus zwei Hauptkomponenten: einem Verbrennungsmotor und einer Lichtmaschine.
Wie funktioniert ein Power Generator?
Genau wie der Verbrennungsmotor eines Autos benötigt auch der Motor eines Generators Kraftstoff, um zu funktionieren. Diesel, Erdgas, Propan, Benzin und Bio-Kraftstoffe sind gängige Optionen.
Die Verbrennung des Kraftstoffs wird genutzt, um auf folgende Weise eine Drehbewegung in einer Kurbelwelle zu erzeugen: Luft wird durch ein Einlassventil in den Zylinder gesaugt, wenn sich der Kolben absenkt. Der Kolben bewegt sich dann nach oben, wodurch die Luft im Zylinder komprimiert wird. Wenn die Luft komprimiert wird und durch die Kompression eine bestimmte Temperatur erreicht, wird der Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt und entzündet sich. Die Verbrennung, eine kleine Explosion, drückt den Kolben wieder nach unten. Der Kolben kehrt dann nach oben in den Zylinder zurück und drückt die Verbrennungsgase aus dem Auslassventil. Die Kolben sind an einer Kurbelwelle befestigt. Wenn sich die Kolben auf und ab bewegen, wird die Kurbelwelle in Bewegung gesetzt.
In einem Fahrzeug würde diese Bewegung und Energie genutzt werden, um das Fahrzeug anzutreiben. In einem Generator wird sie zur Stromerzeugung verwendet.
Wie erzeugt ein Generator Strom?
Die vom Motor erzeugte Rotationsbewegung setzt sich in der zweiten Hauptkomponente fort, der Lichtmaschine. Die Lichtmaschine wandelt eine Energieform, die kinetische Rotationsenergie, in Elektrizität um, indem sie die Eigenschaften der elektromagnetischen Induktion nutzt. Das ist das physikalische Phänomen, durch das variable Magnetfelder elektrische Ströme erzeugen.
Die Lichtmaschine besteht aus zwei Teilen, einem Stator und einem Rotor. Der Stator ist ein Gehäuse, das aus vielen Kupferwicklungen besteht. Dreht sich der Rotor im Inneren des Stators, dreht sich auch sein Magnetfeld. Das rotierende Magnetfeld bringt die Elektronen im Stator in Bewegung, so wird ein elektrischer Strom erzeugt.
Aus welchen Komponenten besteht ein Stromgenerator?
Neben dem Generator und der Lichtmaschine enthält ein Stromgenerator weitere Komponenten, die für einen ordnungsgemäßen Betrieb sorgen. Ein Kraftstoffsystem sorgt dafür, dass der Motor des Generators kontinuierlich mit Kraftstoff versorgt wird. Bei kleineren Generatoren kann das Kraftstoffsystem so einfach sein wie ein Kraftstofftank und ein Kraftstofffilter.
Der Generator muss auch Strom mit der richtigen Spannung liefern. Daher sorgt ein Spannungsregler dafür, dass die richtige Spannung erreicht und beibehalten wird.
Teile des Generators werden während des Betriebs heiß. Um eine Überhitzung zu vermeiden, ist ein Kühlsystem erforderlich. Kleinere Generatoren sind in der Regel luftgekühlt, größere Generatoren müssen mit Wasser gekühlt werden. Schließlich brauchen wir noch die Abgasanlage, die die heißen Verbrennungsgase ableitet. Katalysatoren, Staubfilter oder Dampfsiebe können hinzugefügt werden, um die Abgase zu reinigen.
Bei größeren Generatoren, die in der Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt werden, können die Abgase zur Erwärmung von Wasser verwendet werden, z. B. im Rahmen eines Fernwärmesystems. Die Kraftstoffenergie wird also sowohl in elektrische Energie als auch in nutzbare Wärmeenergie umgewandelt. Die Effizienz der Maschine wird dadurch optimiert.
Des Weiteren gibt es in der Regel ein Ölsystem für die Schmierung, eine Batterie für die Zündung, einen Lademechanismus für die Batterie, ein Bedienfeld für die Kontrolle der verschiedenen Anzeigen und Parameter des Geräts und den Rahmen, in dem alle Komponenten des Geräts untergebracht sind.