Anleitung zur Kraftstoffverbrauchsberechnung eines Notstromaggregats

Wie berechnet man den Kraftstoffverbrauch eines Stromerzeugers aus den Angaben in Datenblättern? Hier wird es ein 5 Schritten mit Beispielen erklärt. Wir zeigen Ihnen auch eine schnelle Faustformel zur überschlägigen Berechnung des Verbrauchs. Selbstverständlich gibt es unsere Anleitung zur Berechnung des Kraftstoffverbrauchs eines Notstromaggregats (PDF) auch zum herunterladen.

I. Verbrauchsangabe des Motors in g/kWh:

Hersteller von Industriemotoren geben die spezifischen Kraftstoffverbräuche in g/kWh an. Diese Angaben dienen der einfachen Vergleichbarkeit der Verbräuche verschiedener Motoren und Hersteller. 

Hier ein Ausschnitt aus dem Datenblatt der Deutz Baureihe 2011:Deutz 2011 Kraftstoffverbrauch 

 

 

 

Die Angaben deklarieren wieviele Gramm Kraftstoff verbraucht werden um eine kWh (1 kW Leistung für die Dauer 1 h) 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 umrechnen in elektrische Leistung, zeigen wir in Kapitel III. Am Datenblatt sind auch verschiedene Lastpunkte angegeben. Wie viele andere Motoren auch, haben die Deutz 2011 Motoren ihren Bestpunkt bei 75 % Last. Dies ist meist der Punkt mit dem geringsten Kraftstoffverbrauch, bei dem auch lange Lebensdauern erzielt werden. 

II. 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!
 

III. 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 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).
 

IV. 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.
 

V. Beispiel:

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