Wie bestimme ich einen Generator? Tragbar, Backup &Standby für private und kommerzielle Anwendungen

Wie berechnet man den richtigen Größengenerator für private und kommerzielle Anwendungen?

Ein Generator ist eine geeignete Alternative, um bei Stromausfall und Notstromausfall, Stromausfall, Baustellen, Camping, Outdoor und Wohnmobil ( Freizeitfahrzeuge) Anwendungen etc.

Ein Generator kann über ATS (Automatic Transfer Switch) an das Hauptbedienfeld angeschlossen werden. Sie können dies tun, indem Sie mit Hilfe eines qualifizierten und zugelassenen Elektrikers eine Baugenehmigung einholen. Mehrere Generatoren sind für kleine, mittlere und große Tränke erhältlich, wobei die Art des Generators (z. B. tragbar, Backup, Standby für zu Hause oder gewerblich) von den Lastanforderungen und Anwendungen abhängt.

Im folgenden Beitrag zeigen wir, wie Sie für verschiedene Szenarien wie ganze oder ausgewählte Stromkreise und Lastarten etc. die passende Generatorgröße für Heimanwendungen finden.

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Wie groß ist der tragbare Generator, den ich für Heimanwendungen benötige?

Im Allgemeinen wird ein tragbarer Generator für kleine und ausgewählte Lastpunkte in einem Haus bevorzugt. Egal, ob Sie sich für ausgewählte Stromkreise oder ganze Lasten entscheiden, die an das Hauptpanel angeschlossen sind, Sie müssen die Wattleistung aller Geräte finden und addieren, um den geschätzten Wert des Generators in kW zu erhalten.

Denken Sie daran, dass die meisten Haushaltsgeräte wie allgemeine Beleuchtungskreise ohmsche Lasten sind, und Sie können den genauen Wert dieser Art von Lasten hinzufügen. Bei hohen induktiven Lasten (wie Kompressoren, Elektroherde, Klimaanlagen etc.) sind der Anlaufstrom und die Wattzahl größer als die laufenden Ampere und Wattzahlen. Keine Sorge, wir werden es im nächsten gelösten Beispiel tun.

Denken Sie daran, dass Lichtmaschinen und Generatoren immer in kVA (Kilovoltampere) angegeben sind, aber in unseren Beispielen werden wir die Nennleistung des Generators in kW (Kilowatt) ausdrücken. da wir es auf der Lastseite verwenden, wo die meisten Haushaltsgeräte in Watt angegeben sind.

Um die Wattzahl eines Geräts zu erfahren, beziehen Sie sich einfach auf die darauf aufgedruckten Typenschilddaten. Wenn nicht verfügbar, können Sie die Spannung mit der Stromstärke multiplizieren, um den Wattwert zu erhalten. Beispielsweise beträgt die Nennleistung eines Lüfters mit 120 V und 0,8 A 96 W, d. h. (120 Volt x 0,8 Ampere =96 Watt).

Kurz gesagt, Sie können die folgende Formel verwenden, um die Wattzahl eines Geräts zu berechnen.

P =V x I

Wo:

• P =Leistung in Watt
• V =Spannung in Volt
• I =Stromstärke in Ampere

In einfachen Worten 

Leistung in Watt =Spannung in Volt x Stromstärke in Ampere

Watt =Volt x Ampere

VA oder W ist die Grundeinheit der elektrischen Leistung. Für höhere Werte verwenden wir k (Kilo) z.B. 1000 W =1 kW. Sie können einfach das W aus dem A und umgekehrt ermitteln, indem Sie den Watt-zu-Ampere-Rechner bzw. den Ampere-zu-Watt-Rechner verwenden.

Dimensionierung eines tragbaren Generators

Sehen wir uns nun ein gelöstes Beispiel zur Dimensionierung eines tragbaren Generators gemäß unseren Anforderungen an.

Beispiel:

Was ist die geeignete Größe des tragbaren Generators für die folgenden Haushaltsgeräte?

Kleine Ladung

• 4 Lüfter mit je 80 W =320 W
• 4 LED-Leuchten mit je 25 W =100 W
• 2 LCD-Fernseher mit jeweils 120 W =240 W
• 1 Anzahl Laptops mit 110 W =110 W
• 2 Telefonladegeräte mit jeweils 25 W =50 W
• Geschirrspüler:120 V x 8 A =1200 VA =0,96 kW
• Müllabfuhr =120 V x 6 A =960 VA =0,72 kW
• Sonstige allgemeine Kleingerätelast =1,5 kW

Gesamtkleinlast =320 W + 100 W + 240 W + 110 W + 50 W + 960 W + 720 W + 1,5 kW

Gesamtkleinlast =4 kW

Große Ladung

• Klimaanlage:240 V x 15 A =3,6 kW
• Elektrischer Bereich:240 V x 25 A =6 kW
• Elektroheizung:240 V x 30 A =7,2 kW
• Wäschetrockner:240 V x 10 A =2,4 kW
• 1 PS (746 W) Luftkompressor (L-Typ-Motor) =120 V x 5 A x 6* =3,6 kW
• Kreissäge (Universalmotor Typ G) =120 V x 5 A x  3* =1,8 kW

Sie haben vielleicht bemerkt, dass wir x6 multipliziert haben und x3 mit 1 PS L-Typ-Motor und G-Typ-Universalmotor. Dies liegt daran, dass diese Art von Motor sehr hohe anfängliche Anlaufströme aufnimmt und mit normalem Laststrom reibungslos läuft, wenn die Laufgeschwindigkeit erreicht wird.

Außerdem müssen wir den Bedarfsfaktor berücksichtigen, da wir wissen, dass nicht alle Geräte gleichzeitig und kontinuierlich laufen. Beispielsweise werden Heizung und Klimaanlage nicht gleichzeitig betrieben. In diesem Fall zählen wir das am höchsten bewertete Gerät (in unserem Fall die elektrische Heizung, da ihre Nennleistung (7,2 kW) höher ist als die der Klimaanlage, die 6 kW beträgt). (NEC® Artikel 220.82(C)). Und der zulässige Bedarfsfaktor für eine elektrische Heizung mit 7,2 kW beträgt 5,76 kW (NEC-Tabelle 220.55). Elektrische Reichweite ist ausgeschlossen, da sie nur für kurze Zeit betrieben wird.

Nachfragefaktor für kleine Last

• Elektrische Reichweite:=3,6 kW
• Elektroheizung:=5,76 kW jetzt (nach Bedarfsfaktor 7,2 kW)
• Wäschetrockner:=2,4 kW
• 1 PS (746 W) Luftkompressor (L-Typ-Motor) =120 V x 5 A x 6* =3,6 kW
• Kreissäge (Universalmotor Typ G) =120 V x 5 A x  3* =1,8 kW

Total Large Load After-Demand-Faktor =3,6 kW + 5,76 kW + 2,4 kW + 3,6 kW + 1,8 kW = 17,16 kW.

In ähnlicher Weise nutzt niemand die gesamte elektrische Anschlussleistung auf einmal, wie Ventilatoren, Lichtpunkte, Haartrockner, Waschmaschinen, Elektroherde usw. Gemäß (NEC-Tabelle 220.42), Die ersten 3 kVA oder kW sollten mit 100 % bewertet werden, während die verbleibende Last mit einem Bedarfsfaktor von 35 % bewertet werden kann.

Nachfragefaktor für kleine Last

Gesamtkleinlast =4 kW

• Die ersten 3 kW bei 100 % =3 kW
• Rest 1 kW (4 kW – 3 kW) bei 35 % =350 W

Total Small Load After demand factor =3 kW + 350 W = 3,35 kW.

Nun ist die Gesamtlast in Watt (kleine Last + große Last) = 17,16 kW + 3,35 kW =20,51 kW

20 % zukünftige Erweiterung

Fügen Sie zum Schluss eine zukünftige Erweiterungslast von 20 bis 25 % zum berechneten Wert hinzu. Auf diese Weise können Sie in Zukunft problemlos einen zusätzlichen Verbraucher an den Generator anschließen. Darüber hinaus kann diese extra große Kapazität Spannungsspitzen und Transienten usw. problemlos bewältigen. Darüber hinaus verlängert sie die Lebensdauer des Generators, da der kontinuierliche Betrieb eines Generators bei 100 % der Nennlast die Nutzungsdauer des Generators verkürzt.

Kurz gesagt, durch Hinzufügen einer zusätzlichen Wattkapazität von 20 % zum Nenngenerator:

• Sie können in Zukunft zusätzliche Last hinzufügen, ohne die Effizienz des Generators zu beeinträchtigen.
• Es wird problemlos mit transienten Spannungen und plötzlichen Lastspitzen während des Betriebs fertig.
• Es wird den Generator vor unerwünschten Geräuschen schützen.
• Dies verlängert die Lebenserwartung des Generators, da der gleichzeitige Betrieb des Generators bei 100 % Nennlast die Lebensdauer des Generators verkürzt.

Dadurch ergeben sich die 20 % Mehrwattleistung des errechneten Gesamtwertes von 20,51 kW

20,51 kW + 20 % =4,1 kW

Nun wäre die erforderliche Gesamtgröße des Generators:

20,51 kW + 4,1 kW

Erforderliche Größe des Generators:24,61 kW.

Die nächste verfügbare und geeignete Generatorgröße ist 25 kW .

Dimensionierung eines kommerziellen Generators für Standby- und Notstromversorgung

Ein tragbarer Generator, der, wie der Name schon sagt, auch als Notstromaggregat bekannt ist, liefert im Notfall Strom, wann und wo immer es nötig ist. Auf der anderen Seite sind Backup- und Standby-Generator immer über ATS-Schalter und automatische Elektronikschaltkreise mit dem Hauptpanel verbunden, wo sie die elektrische Leistung innerhalb von Sekunden automatisch wiederherstellen, wenn der Hauptstrom aus mehreren Gründen nicht von den Stromversorgungsanbietern verfügbar ist.

Gewerbliche Generatoren werden für groß angelegte Anwendungen und Orte verwendet, an denen das Geschäft 24 Stunden am Tag betrieben wird, wie Resorts, Restaurants und Einzelhandelsgeschäfte, Tankstellen, Banken und Finanzinstitute, Sicherheit und Krankenhäuser, Produktionsstätten etc.

Denken Sie daran, dass große kommerzielle Backup-Generatoren einen ordnungsgemäßen Entwurfs- und Installationsplan sowie die Einhaltung der Anforderungen des National Electrical Code (NEC) (700, 701, 702 und 708) erfordern. Da die Anwendungen und der Betrieb derselben Geräte für verschiedene Benutzer und Kunden unterschiedlich sind und von den Systemanforderungen abhängen, kann ein kommerzieller Notstromgenerator mit den folgenden Methoden dimensioniert werden.

Messung der Volllast-kW-Kapazität

Dies ist eine recht einfache, auf Berechnungen basierende Methode. Wählen Sie einfach ein Amperemeter (oder Klemmamperemeter) und messen Sie den Volllaststrom in Ampere jedes Zweigs (Stromanschluss am Hauptpanel) während der Spitzennutzung. Addieren Sie einfach alle drei Werte, um die Gesamtstromstärke für die Serviceeinrichtung zu erhalten.

Wenn das Verdrahtungssystem dreiphasig ist, teilen Sie einfach die gemessenen Gesamtampere durch 3. Andernfalls teilen Sie die gemessenen Ampere für eine einzelne Phase durch 2. Multiplizieren Sie nun die resultierenden Ampere mit der Versorgungsspannung (zB 120V, 230V oder 240V etc.). Auf diese Weise erhalten Sie die Wattzahl, die von der Anlage benötigt wird. Teilen Sie jetzt durch 1000, um die Größe des Generators in kW-Nennleistung zu erhalten. Fügen Sie abschließend 20 % zusätzliche Wattleistung zum berechneten Wert hinzu. Dies ist die geschätzte und benötigte Größe des für die gewünschte Einrichtung erforderlichen Generators.

Schätzen Sie die erforderliche Generatorkapazität ab, indem Sie Volllaststrommessungen während der Spitzenauslastung an der Wartungstafel durchführen. Verwenden Sie an jedem Zweig der Stromversorgung eine Amperemeterzange und addieren Sie die Messungen. Dies liefert die Gesamtstromstärke, die von der Einrichtung verwendet wird.

Beispiel:

Welche Größe des kommerziellen Generators benötige ich im folgenden Szenario.

Servicepanel, einphasig, 240 V

• Verstärker in Zweig 1 =175 A
• Verstärker in Zweig 2 =165 A

Lösung:

Addieren Sie einfach die beiden Werte und dividieren Sie durch 2.

175A + 165A =340A

340A ÷ 2 =170A.

Da die Betriebsspannung einphasig ist, d. h. 240 V (US-NEC), multiplizieren Sie einfach den Durchschnittswert des gemessenen Stroms.

170 A x 240 V =40.800 W

Teilen Sie einfach durch 1000, um die kW-Leistung zu erhalten

40.800 W ÷ 1000 =40,8 kW.

Fügen Sie jetzt die 20 % zusätzliche Kapazität für zukünftige Lasten hinzu.

40,8 kW + 20 % =8,16 kW.

Addieren Sie nun die errechnete Wattzahl plus zukünftige Erweiterungslast von 8,16 kW.

40,8 kW + 8,16 kW =48,96 kW

Der nächste verfügbare kommerzielle Generator der richtigen Größe hat 50 kW . Befolgen Sie die NEC-Artikel (700, 701, 702 und 708), während Sie die Volllast-kW für die Dimensionierung eines kommerziellen Generators berechnen.

Volle Ladekapazität vom Dienstprogramm 

Dies ist der einfachste Weg, um die Größe von kommerziellen Generatoren zu ermitteln, insbesondere für Unternehmen, die rund um die Uhr in Betrieb sind. Dazu werten und analysieren Sie einfach die Nebenkostenabrechnung der Energieversorger. Sie können den Spitzenbedarfsfaktor und den Stromverbrauch auf monatlicher und jährlicher Basis ermitteln. Wählen Sie einfach den höchsten Spitzenbedarfswert in kW und fügen Sie 20 % als zusätzliche Kapazität für zukünftige Lasten hinzu. Dies ist der geschätzte Wert der kW-Nennleistung des erforderlichen Generators.

Volllast-kW-Kapazität des umfangreichen Motors

Wählen Sie bei dieser Methode die größte Motorgröße aus, unter anderen, die für verschiedene Anwendungen häufig ein- und ausgeschaltet werden. Sie können die Stromstärke dieses großen Motors mit seiner Nennspannung multiplizieren, um die Wattzahl zu bestimmen.

Mach jetzt dasselbe, z.B. Finden Sie die Nennleistung von kleinen Motoren und Lasten ohne Motoren und addieren Sie sie alle. Addieren Sie abschließend eine zukünftige Erweiterungskapazität von 20 % zum berechneten Wert, wie im ersten Beispiel gezeigt. Teilen Sie den errechneten Wert durch 1000, um die kW-Nennleistung des Generators zu erhalten. So dimensionieren sie einen kommerziellen Generator, der die volle Lastkapazität eines umfangreichen Motors nutzt.

Messung in Quadratfuß

Diese Methode wird häufig von Einzelhandelsanwendungen zur Dimensionierung eines kommerziellen Generators verwendet.

Bei dieser Methode fügen sie 10 Watt pro Quadratfuß für Einzelhandelsanwendungen hinzu, während 5 Watt pro Quadratfuß für andere allgemeine und kommerzielle Anwendungen hinzugefügt werden. Um beispielsweise die Größe des Generators zu bestimmen:

• Einzelhandelsanwendungen =75 kW + 10 W pro ft ²
• Andere allgemeine Anwendungen =75 kW + 5 W pro ft ²