Zusatzgenerator

Betrieb des Zusatzgenerators

Der Zusatzgenerator wird im netzautarken System eingesetzt, um die Batterien zu laden oder Lasten zu decken.

  • Für das Laden der Batterien gibt es eine auf dem Ladezustand der Batterien basierende Einsatzsteuerung, bei der der Generator üblicherweise gestartet wird, sobald die Batterien einen niedrigen Ladezustand von etwa 30% erreichen.
  • Gerade Batterien auf Bleisäure-Basis benötigen regelmäßige Pflegeladungen. Die übernimmt ebenfalls der Zusatzgenerator, wenn nicht ausreichend PV-Energie zur Verfügung steht.
  • Auch zur leistungsabhängigen Lastdeckung kann der Zusatzgenerator eingesetzt werden. Hierbei ist die Deckung von Spitzenlasten oder auch die Sicherstellung einer Grundlast vorstellbar.

SOC-basierte Einsatzsteuerung

Der Zusatzgenerator wird gestartet, wenn der Ladezustand der Batterien (SOC, state of charge) unter der Startschwelle liegt und so lange weiterbetrieben, bis der SOC wieder oberhalb der Stopschwelle liegt.

$$ SOC \leq SOC_\text{Startschwelle} \Longrightarrow P_\text{Generator} = I_\text{Generator} \cdot U_\text{AC-Netz} $$

$$ SOC > SOC_\text{Stopschwelle} \Longrightarrow P_\text{Generator} = 0 $$

Die Leistung wird aus dem Generatorstrom berechnet. Dieser ist entweder der vorgegebene Generatorstrom, oder der maximal zulässige Strom der MultiCluster-Box, falls dieser kleiner ist.

Lastabhängiger Start

Wird der Zusatzgenerator nicht aufgrund der SOC-Schwellen betrieben, wird weiterhin auf einen lastbedingten Einsatz geprüft:

$$ (P_\text{Verbrauch} - P_\text{PV,AC}) > P_\text{Startschwelle, Last} \Longrightarrow P_\text{Generator} = I_\text{Generator} \cdot U_\text{AC-Netz} $$

$$ (P_\text{Verbrauch} - P_\text{PV,AC}) < P_\text{Stopschwelle, Last} \Longrightarrow P_\text{Generator} = 0 $$

Pflegeladungen

Abschließend wird noch geprüft, ob gerade eine Ausgleichs- oder Vollladung stattfindet und der Generator deshalb laufen muss, da die PV-Leistung für die Ladung nicht ausreicht.

Brennstoffverbrauch

Der tatsächliche Brennstoffverbrauch des Zusatzgenerators hängt von seiner Auslastung und dem spezifischen Verbrauch ab. Der spezifische Verbrauch $C_\text{spline, Verbrauch, Auslastung}$ wird im Datenbank-Eintrag festgelegt.

Der Brennstoff-Verbrauch eines Zusatzgenerators hängt nahezu linear von seiner Auslastung ab.

Anhand der Auslastung (aktuelle Generatorleistung $P_\text{Generator}$ zu Nennleistung $P_\text{Generator,Nenn}$) wird der tatsächliche Brennstoffverbrauch $\dot{V}_{\text{Brennstoff}}$ berechnet:

$$ \dot{V}_{\text{Brennstoff}} = C_\text{spline, Verbrauch, Auslastung} \cdot \frac{P_\text{Generator}}{P_\text{Generator,Nenn}} $$

Siehe auch