Geht es um die Stromversorgung, kommen verschiedene Spannungsebenen zum Einsatz. Während private Verbraucher und gewerbliche Anlagen in der Regel an das Niederspannungsnetz angeschlossen sind, beziehen Gewerbebetriebe und Industrieanlagen mit hohem Leistungsbedarf häufig Mittelspannung. Mit einem Mittelspannungsgenerator sichern sie sich vor Ausfällen ab. Deutsche-Thermo.de erklärt, welche Vorteile das hat und wann ein Mittelspannungsgenerator zum Einsatz kommt.
Die Themen im Überblick
Mittelspannungsgeneratoren liefen Strom mit mehr als 10.000 Volt
Um Strom möglichst effizient verteilen und verwenden zu können, ist das Stromnetz in verschiedene Spannungsebenen unterteilt. Grundsätzlich gibt es Nieder- und Hochspannung, wobei sich die Hochspannung in Mittelspannung, Hochspannung und Höchstspannung separieren lässt. Mittelspannungsgeneratoren liefern Strom üblicherweise in einem Spannungsbereich von 10.000 Volt bis 35.000 Volt. Da die obere Grenze nicht genau festgelegt ist, gibt es die Mittelspannung auch bis zu 60.000 Volt.
Mittelspannung dient dem Transport großer Strommengen in regionalen Netzen
Je höher die Spannung, umso kleiner sind die Ströme der zu verteilenden Energie. Kabel lassen sich kleiner dimensionieren und die Kosten der Verteilung fallen dadurch geringer aus. Dieser Erklärung folgend, kommen Mittelspannungsnetze vor allem zur regionalen Stromverteilung für Gemeinden, kleine Städte oder Stadtteile zum Einsatz. Sie werden aus dem Hochspannungsnetz gespeist und versorgen selbst meist Trafostationen von Niederspannungsnetzen.
Eine Ausnahme:
Wer sehr viel Strom verbraucht oder hohe Spannungswerte benötigt, kann sich unter Umständen direkt an das Mittelspannungsnetz anschließen lassen und die Spannung mit einem eigenen Umspannwerk bedarfsgerecht transformieren. Üblich ist das bei Krankenhäusern, Industrieanlagen und anderen Großverbrauchern.
Verschiedene Bauarten der Generatoren für Mittelspannung
Wer einen Mittelspannungsgenerator benötigt, hat verschiedene Bauarten zur Wahl. So gibt es Stromerzeuger mit konventionellem 400-Volt-Generator und Transformator sowie reine Mittelspannungsgeneratoren.
Wichtig zu wissen:
Grundsätzlich bestehen die Anlagen aus einem Motor für flüssige oder gasförmige Brennstoffe, einem Generator und der nötigen Regelungstechnik. Während der Motor chemische Energie der eingesetzten Brennstoffe in Bewegungsenergie umwandelt, nutzt der Generator diese zur Stromerzeugung. Die Regelung überwacht den Prozess und sorgt darüber hinaus für gleichmäßige Parameter des erzeugten Stroms.
Stromerzeuger mit Niederspannungsgenerator und Transformator
Niederspannungsgeneratoren erzeugen erst einmal Strom mit einer Spannung von 400 Volt. Mit der Anlage verbundene Transformatoren bringen diesen anschließend je nach Bedarf auf 10 kV, 20 kV, 30 kV oder andere Spannungsebenen. Die Anlagen bestehen größtenteils aus Standardkomponenten, sind dadurch einfacher auszutauschen sowie günstiger und flexibler einzusetzen. So ist es beispielsweise möglich, neben der Mittelspannung auch Niederspannung zur Verfügung zu stellen.
Nachteil der Niederspannungsgeneratoren mit zusätzlichen Transformatoren ist der sehr hohe Platzbedarf. Außerdem ist der Wirkungsgrad im Vergleich zu reinen Mittelspannungsgeneratoren häufig geringer, was zu höheren Betriebskosten führt.
Stromerzeuger mit Mittelspannungsgenerator ohne Transformation
Eine Alternative zu den flexiblen Niederspannungsgeneratoren mit Transformator stellen reine Generatoren für Mittelspannung dar. Diese liefern Strom grundsätzlich in der benötigten Spannungsebene, sind dafür aber extra auszulegen. Während die Anlagen in puncto Platzbedarf und Wirkungsgrad von Vorteil sind, zeigen sich Nachteile in Bezug auf die Flexibilität. Denn bei den Mittelspannungsgeneratoren handelt es sich häufig um Spezialanfertigungen, die Nutzer nicht ohne Weiteres austauschen können. Auch der Weiterverkauf ist durch die spezielle Spannungsebene häufig erschwert.
Vorteile und Nachteile der Mittelspannungsgeneratoren
Der größte Vorteil von Mittelspannungsgeneratoren liegt darin, große Leistungen mit vergleichsweise kleineren Strömen bereitzustellen. Das wirkt sich auf die gesamte Anlagentechnik aus, an die dadurch geringere Anforderungen gestellt sind. Durch den Einsatz von Mittelspannungsgeneratoren lassen sich Kabel kleiner auslegen. Die elektrische Anlage wird sicherer und die Kosten der Verteilung sinken. Ein weiterer Vorteil ist der meist etwas höhere Wirkungsgrad, der insgesamt zu niedrigeren Energiekosten führt.
Vorteile
große Leistung bei geringen Strömen
kleinere Kabelauslegung möglich
geringere Verteilungskosten
meistens höherer Wirkungsgrad
niedrigere Energiekosten
Nachteile
spezialisierter Einsatzbereich
teilweise höhere Reparatur- bzw. Wartungskosten
höhere Anschaffungskosten
aufwendigerer Anlagenschutz, Schaltpersonal benötigt besondere Ausbildung
Nachteilig ist unter anderem der bereits beschriebene kleine Einsatzbereich einzelner Anlagen. Da diese elektrische Energie mit einer definierten Spannung bereitstellen, lassen sie sich nicht ohne Weiteres in anderen Anlagen verwenden. Das wirkt sich auch auf Reparatur und Instandsetzungsarbeiten aus, die dadurch teilweise kosten- und zeitintensiver sind. Teurer ist auch die Anschaffung solcher Anlagen, da neben einem aufwendigeren Anlagenschutz im Allgemeinen mehr Geräte und Materialien erforderlich sind. Nachteilig ist zudem auch, dass das Schaltpersonal eine spezielle Aus-/Weiterbildung benötigt.
Unser Tipp:
Trotz der Nachteile lohnt sich der Einsatz von Mittelspannungsgeneratoren in vielen Bereichen. So zum Beispiel dann, wenn große Leistungen zu erzeugen sind. Welche Lösung im Einzelfall wirtschaftlicher ist (Generator für 400 V + Transformator oder Generator für Mittelspannung), zeigt eine individuelle Analyse der Anschaffungs- und Verbrauchskosten. Ein Fachbetrieb für Elektrotechnik oder ein Anbieter für Generatoren unterstützt hier individuell.
Einsatzbereiche für die Mittelspannungs-Stromerzeuger
Zum Einsatz kommen Mittelspannungsgeneratoren immer dann, wenn große Lasten anfallen. Der Fall ist das unter anderem bei der Notstromversorgung regionaler Netze, bei der Abdeckung von Spitzenlasten im Stromnetz oder bei der Versorgung industrieller und gewerblich genutzter Anlagen. Selbst auf Schiffen kommen die großen Generatoren zum Einsatz, um bei hohen Lasten für beherrschbare Ströme zu sorgen.
Generator auf Mittelspannungsebene für regionale Versorgungsnetze
Ein Beispiel ist die Notstromversorgung regionaler Stromnetze. Hier ersetzen die Anlagen das konventionelle Netz im Falle eines Stromausfalls, um Verbraucher aus dem privaten und gewerblichen Bereich ohne Einschränkungen weiter versorgen zu können. Mittelstromgeneratoren mit einer Leistung von mehrere Megawatt sind dabei in etwa 12 Sekunden betriebsbereit – bis dahin liefert eine unterbrechungsfreie Stromversorgung bei Bedarf elektrische Energie.
Abdeckung von Spitzenlasten bei der öffentlichen Stromversorgung
Fallen in bestimmten Netzabschnitten regelmäßig höhere Lasten an, sind die vorhandenen Stromerzeuger daran anzupassen. Möglich ist es hier aber auch, Mittelspannungsgeneratoren für die Spitzenlastabdeckung einzusetzen. Die Anlagen gehen dann zu bestimmten Zeiten in Betrieb, um die konventionellen Erzeuger im Mittelspannungsnetz zu unterstützen.
Notstrom und Inselbetrieb in gewerblichen und industriellen Anlagen
Ein weiterer Einsatzbereich der Mittelspannungsgeneratoren findet sich in der Stromversorgung von Anlagen mit hohen Anschlussleistungen. Beispiele dafür sind Krankenhäuser oder Produktionsstätten, die sehr viel Strom benötigen. Darüber hinaus eignen sich die Generatoren für Mittelspannung auch für Baustellen, Tagebaue oder Bergbaubetriebe mit einem hohen Leistungsbedarf und ohne Anschlussmöglichkeit an das öffentliche Mittelspannungsnetz.
Mittelspannungsgeneratoren für die Energieversorgung auf Schiffen
Wie in industriellen Anlagen sind auch auf großen Schiffen hohe Leistungen aufzubringen. Viel Strom benötigen hier zum Beispiel Motoren, Ruder sowie andere Anlagen. Um die Verteilung sicher zu gestalten, kommen Mittelspannungsgeneratoren zum Einsatz. Diese speisen Transformatoren, welche die elektrische Energie bedarfsgerecht auf die von den Verbrauchern benötigte Spannung reduzieren.
FAQ: Häufig gestellte Fragen und Antworten zum Thema
Was kennzeichnet einen Mittelspannungsgenerator und welche Vorteile hat er?
Stromerzeuger für Mittelspannung liefern elektrische Energie mit sehr hohen Spannungswerten. Während konventionelle Anlagen in der Regel bei 400 Volt liegen, sind bei Mittelspannungsgeneratoren auch 10 kV, 20 kV oder höhere Spannungen möglich. Von Vorteil ist das zum einen durch den meist höheren Wirkungsgrad. Zum anderen aber auch durch die Möglichkeit, große Leistungsbedarfe sicher zu decken.
Was sind die Nachteile eines Generators für das Mittelspannungsnetz?
Nachteilig sind die höheren Anschaffungskosten. Stromerzeuger für Mittelspannung sind meist individuell ausgelegte Anlagen, was Reparaturen aufwendiger macht. Sie lassen sich nicht ohne Weiteres austauschen und auch nicht so einfach verkaufen. Nachteilig ist darüber hinaus, dass das Schaltpersonal eine spezielle Aus-/Weiterbildung benötigt.
Welche Alternativen gibt es heute zum Mittelspannungsgenerator?
Alternativ kommen auch 400-Volt-Niederspannungsgeneratoren in Verbindung mit Transformatoren zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um schnell austauschbare und vergleichsweise günstige Standardanlagen, die neben Mittelspannungsverbrauchern auch Verbraucher mit Niederspannung versorgen können. Nachteilig ist hier der vergleichsweise hohe Platzbedarf.
Wann kommen Mittelspannungs-Stromerzeuger zum Einsatz?
Mittelspannungsgeneratoren eignen sich zur Stromversorgung bei Inselanlagen mit großem Leistungsbedarf. Neben Großbaustellen sind das vor allem Tagebauen, Bergbauanlagen und Mienen. In öffentlichen Netzen kommen die Anlagen zur Notstromversorgung und zum Abdecken zeitweise auftretender Spitzenlasten zum Einsatz. In gewerblichen und industriellen Anlagen mit hohem Leistungsbedarf sorgen Mittelspannungsgeneratoren bei Bedarf für Notstrom.
