Kraftstoffverbrauch von Notstromaggregate

Wie berechnet man den Kraftstoffverbrauch eines Stromerzeugers aus den Angaben in Datenblättern?

Hier erklären wir es mit Beispielen in 5 Schritten. Wir zeigen Ihnen auch eine schnelle Faustformel zur überschlägigen Berechnung des Verbrauchs. Die Anleitung zur  Berechnung des Kraftstoffverbrauchs von Netzersatzanlagen (PDF)  bieten wir hier auch zum herunterladen. Alternativ gibt es hier unseren Online-Rechner der  Kraftstoffverbräuche in l/kWh und €/kWh errechnet. 

Verbrauchsangabe des Motors in g/kWh

Bei Industriemotoren geben die Hersteller den spezifischen Kraftstoffverbräuche in g/kWh bei einer spezifischen Drehzahl an. Die Motordrehzahl liegt bei Notstromaggregaten üblicherweise bei 1500 1/min, in manchen Fällen von schnellaufenden Kleinmotoren kann diese auch 3000 1/min betragen. Die spezifischen Verbrauchsangaben erlauben einen einfachen Vergleich der Kraftstoffverbräuche verschiedener Motoren und Hersteller.

Hier ein Ausschnitt aus einem Datenblatt des Motorhersteller Deutz:

Die Angaben deklarieren wieviele Gramm Kraftstoff verbraucht werden um eine kWh (1 kW Leistung für die Dauer 1 h) für den anzutreibenden Generator bereitzustellen. Die Verbrauchsangabe bezieht sich auf die am Schwungrad bereitgestellte Leistung in Kilowatt (kW) bei einer spezifischen Dichte des Kraftstoffs von 0,835 kg/l. Beachten Sie, dass es sich hierbei rein um mechanische Leistung (auch als Schwungradleistung bekannt) handelt, nicht die elektrische Leistung! Wie sie die Schwungradleistung in elektrische Leistung umrechnen, zeigen wir in Kapitel III. Im Datenblatt sind auch verschiedene Lastpunkte angegeben. Wie viele andere Motoren auch, haben die Deutz Motoren ihren Bestpunkt bei 75 % Last. Dies ist meist der Punkt mit dem geringsten Kraftstoffverbrauch, bei dem auch lange Lebensdauern erzielt werden.

Dichteangabe Dieselkraftstoff

Die Angaben für die Dichte von Dieselkraftstoff oder Heizöl variieren zwischen 0,82 bis 0,85 kg/l. Die Verbrauchsangaben der Motorhersteller beziehen sich immer auf eine bestimmte, im Motordatenblatt vom Hersteller angegebene Dichte.

Die Firma Deutz zum Beispiel verweist in ihren Angaben auf eine Kraftstoffdichte von 0,835 kg/l. Achten Sie besonders hierauf, um eine echte Vergleichbarkeit zu ermöglichen!

Wirkungsgrad Generatoren

Aufgrund der von der Physik gestellen Randbedingungen ist der Wirkungsgrad jedes Generators immer geringer als 100%. Dies bedeutet, daß ein Teil der Antriebsenergie in Wärme umgewandelt wird. Dennoch ist der Wirkungsgrad meist sehr hoch und liegt für kleinere Generatoren < 10 kVA meist bei ca. 80-85%, für größere Generatoren zwischen 87-94% (diese Werte dienen nur als Anhaltswerte!)

Um die mechanische Antriebsleistung umzurechnen in elektrische Leistung wird die mechanische Leistung mit dem Wirkungsgrad multipliziert. Die Formel hierfür lautet also: Pel = Pmech * (Wirkungsgrad in % / 100).

4. Formel zur Berechnung des Verbrauchs in l/h:

Der Kraftstoffverbrauch eines Notstromaggregats lässt sich mit den Angaben spezifischer Verbrauch des Motors, Generatorwirkungsgrads, der Dichte und der benötigten elektrischen Leistung leicht umrechnen in Verbrauchsangaben ausgedrückt in l/h.

Die Formelzeichen:

• VkW = Verbrauch des Aggregats [l/h]
• Vspez. = spezifischer Verbrauch des Motors [g/kWh]
• Rho = Dichte [g/l]
• Eta = Wirkungsgrad Generator in %
• Pel = elektrische Leistung die von den Verbrauchern benötigt wird
• VkW = (Vspez * Pel)/(Rho*Eta)

Da die Leistung von Stromerzeugern aber meist in kVA, nicht kW angegeben wird, können Sie VkW umrechnen in VkVA mit dieser Formel: VkVA = VkW / cos. phi 0,8

Der berechnete Wert VkVA drückt dann den Kraftstoffverbrauch in l/h aus, bezogen auf die Scheinleistung des Aggregats. Als „Faustformel“ lässt sich sagen, dass der Verbrauch für jede 100 kVA circa 20 l/h beträgt. So braucht z.B. nach dieser Faustformel ein 200 kVA Aggregat ca. 40 l/h.

Eine Beispielrechnung

Wir nutzen nun die Formel aus Kapitel IV. in diesem Beispiel. Es wurden Annahmen getroffen für die folgenden Werte:

• Vspez. = 0,230 kg/kWh
• Rho = 0,835 kg/l
• Eta = 88 %
• Pel = 40 kW

Diese Annahmen werden nun in die Formel für VkW eingesetzt und ergeben dann den Kraftstoffverbrauch in l/h:

• VkW = [0,230 kg/kWh / (0,835 kg/l * 88%/100)] * 40 kW
• VkW = 12,52 l/h