Anforderungen an den Zapfwellengenerator

Eine belastbare Dimensionierung beginnt mit den Verbrauchern und dem geplanten Einsatz.
Nicht jeder elektrische Verbraucher belastet einen Generator auf dieselbe Weise.
Neben der Nennleistung müssen deshalb auch Anlaufverhalten, Spannung, Phasenverteilung und Betriebsart bekannt sein.

Diese Angaben sollten vorliegen

• Welche Verbraucher sollen versorgt werden?
• Welche Verbraucher laufen gleichzeitig?
• Wie hoch ist die elektrische Wirkleistung in kW?
• Welcher Leistungsfaktor (cos φ) ist zu berücksichtigen?
• Handelt es sich um ohmsche, induktive oder leistungselektronische Verbraucher?
• Treten erhöhte Einschalt- oder Anlaufströme auf?
• Werden Frequenzumrichter eingesetzt?
• Werden 230-V- und/oder 400-V-Verbraucher versorgt?
• Wie verteilt sich die Last auf die drei Phasen?
• Wie hoch ist die tatsächlich verfügbare Zapfwellenleistung des Traktors?
• Wie lange soll der Generator betrieben werden?
• Wo und unter welchen Umgebungsbedingungen wird er aufgestellt?
• Ist nur mobiler Feldbetrieb oder auch eine Gebäudeeinspeisung vorgesehen?

Wichtig: Die größte Typenschildleistung eines einzelnen Verbrauchers ist ebenso relevant
wie die Summe aller gleichzeitig betriebenen Verbraucher. Besonders Motoren können beim Start eine deutlich
höhere Generatorbelastung verursachen als während des normalen Betriebs.

kW (Kilowatt) bezeichnet die Wirkleistung, die von einem Verbraucher tatsächlich in nutzbare Leistung
umgesetzt wird.

kVA (Kilovoltampere) bezeichnet die Scheinleistung, auf die ein Generator elektrisch
ausgelegt wird. Bei Wechselstromverbrauchern können sich Wirkleistung und Scheinleistung unterscheiden.

Der Zusammenhang wird häufig vereinfacht über den Leistungsfaktor dargestellt:

• kW = kVA × cos φ
  kVA = kW ÷ cos φ

Praxis: Für die Generatorauswahl genügt es deshalb nicht, nur die kW-Angaben der Verbraucher
zusammenzurechnen. Der tatsächliche Leistungsfaktor und das Lastverhalten müssen zur Anwendung passen.

Elektromotoren und andere Verbraucher können beim Einschalten kurzfristig wesentlich höhere Ströme aufnehmen
als im laufenden Betrieb. Dadurch kann ein Generator, der für die reine Dauerleistung ausreichend erscheint,
beim Start eines großen Verbrauchers trotzdem zu klein sein.

Typische Verbraucher mit erhöhtem Anlaufbedarf sind beispielsweise:

• Pumpen
• Kompressoren
• Lüfter und Gebläse
• Förder- und Entmistungsanlagen
• größere Elektromotoren
• bestimmte Kälte- und Klimatechnik

Entscheidend sind die Daten des konkreten Verbrauchers sowie dessen Startverfahren.
Bei mehreren Motoren kann außerdem die zeitliche Reihenfolge des Zuschaltens einen erheblichen Einfluss
auf die erforderliche Generatorgröße haben.

Frequenzumrichter stellen besondere Anforderungen an die speisende Stromquelle. Neben der Wirkleistung können Netzrückwirkungen, Stromoberschwingungen, Zwischenkreis-Ladeströme und die Ausführung des Frequenzumrichters die Generatorbelastung beeinflussen.

Eine starre Regel wie „Motorleistung × 2“ ist deshalb nicht für jede Anlage gleichermaßen geeignet. Für eine belastbare Auslegung sollten die technischen Daten des Frequenzumrichters, des Motors und des Generators gemeinsam betrachtet werden.

Zapfwellengeneratoren können je nach Ausführung 230-V- und 400-V-Verbraucher versorgen. Für die Auswahl ist nicht nur die Gesamtleistung entscheidend, sondern auch die Verteilung der Verbraucher auf die einzelnen Außenleiter.

Eine stark ungleiche Belastung der Phasen kann den Generator stärker beanspruchen und die nutzbare Leistung begrenzen. Deshalb sollte bereits bei der Planung bekannt sein, welche einphasigen und dreiphasigen Verbraucher
gleichzeitig betrieben werden.

Vor der Auswahl klären

• Welche Verbraucher benötigen 230 V?
• Welche Verbraucher benötigen 400 V?
• Welche Leistungen liegen auf den einzelnen Phasen?
• Welche Verbraucher werden gleichzeitig eingeschaltet?
• Gibt es große einphasige Verbraucher?

Der Traktor muss an der Zapfwelle genügend mechanische Leistung bereitstellen, um die gewünschte elektrische Generatorleistung unter Last zu erzeugen. Entscheidend ist daher nicht allein die Motorleistung des Schleppers, sondern die tatsächlich verfügbare Leistung an der Zapfwelle.

Pauschale PS-pro-kVA-Faustformeln eignen sich nur für eine grobe Vororientierung. Für die konkrete Auswahl sind die Leistungsanforderungen des jeweiligen Generatormodells und die Daten des eingesetzten Traktors maßgeblich.

Wichtig: Prüfen Sie die tatsächliche Zapfwellenleistung des Schleppers sowie die für das Generatormodell vorgesehene Zapfwellendrehzahl.
Ein zu knapp dimensionierter Traktor kann bei Laständerungen die erforderliche Drehzahl und damit die elektrische Ausgangsqualität nicht ausreichend stabil halten.

Ein Zapfwellengenerator muss für die vorgesehenen Umgebungsbedingungen geeignet sein. Bei der Auswahl sind deshalb neben der elektrischen Leistung auch Zugänglichkeit, Untergrund, Witterungseinflüsse, Verschmutzung, Betriebsdauer und die erforderliche Schutzart zu berücksichtigen.

Schutzart IP44

IP44 bedeutet, dass das Gehäuse gegen feste Fremdkörper ab 1 mm sowie gegen allseitiges Spritzwasser geschützt ist. Welche Schutzart erforderlich ist, richtet sich nach Bauart, Einsatzort und den für das Gerät geltenden Anforderungen. Die WA-ZB Zapfwellengeneratoren sind in entsprechenden Ausführungen für den professionellen mobilen Einsatz in Schutzart IP44 erhältlich.

Weitere Punkte am Aufstellungsort

• standsichere Position von Generator und Traktor
• Traktor gegen unbeabsichtigte Bewegung sichern
• ausreichende Kühlung und freie Lüftungsöffnungen
• Gelenkwelle und Schutzvorrichtungen vollständig und unbeschädigt
• Kabel und Steckverbindungen passend zum Einsatzbereich
• ungehinderter Zugang für Bedienung und Abschaltung

Soll der Zapfwellengenerator nicht nur einzelne Verbraucher versorgen, sondern ein Gebäude oder einen Betrieb als Ersatzstromquelle speisen, gelten zusätzliche Anforderungen an Umschaltung, Netztrennung, Schutzmaßnahmen und die vorhandene Elektroinstallation.

Das Gebäude muss sicher vom öffentlichen Netz getrennt werden. Die Ausführung der Ersatzstromeinspeisung muss zur elektrischen Anlage, zum Generator und zur vorgesehenen Betriebsart passen und durch eine Elektrofachkraft geplant beziehungsweise geprüft werden.

Vertiefendes Wissen zur Gebäudeeinspeisung

Die technischen Zusammenhänge zu Netztrennung, Umschaltung und Einspeisung behandeln wir auf einer eigenen Fachseite.

→ Notstromeinspeisung mit Zapfwellengenerator verstehen

Soll der Zapfwellengenerator nicht nur einzelne Verbraucher versorgen, sondern ein Gebäude oder einen Betrieb als Ersatzstromquelle speisen, gelten zusätzliche Anforderungen an Umschaltung, Netztrennung, Schutzmaßnahmen und die vorhandene Elektroinstallation.

Das Gebäude muss sicher vom öffentlichen Netz getrennt werden. Die Ausführung der Ersatzstromeinspeisung muss zur elektrischen Anlage, zum Generator und zur vorgesehenen Betriebsart passen und durch eine Elektrofachkraft geplant beziehungsweise geprüft werden.

Vertiefendes Wissen zur Gebäudeeinspeisung

Die technischen Zusammenhänge zu Netztrennung, Umschaltung und Einspeisung behandeln wir auf einer eigenen Fachseite.

→ Notstromeinspeisung mit Zapfwellengenerator verstehen

Kann ich die benötigte Generatorleistung einfach aus den kW der Verbraucher berechnen?

Die Summe der gleichzeitig benötigten kW ist der Ausgangspunkt, aber nicht die vollständige Dimensionierung. Leistungsfaktor, Anlaufströme, Phasenbelastung und besondere Verbraucher müssen zusätzlich berücksichtigt werden.

Wie viel Leistungsreserve sollte ein Zapfwellengenerator haben?

Eine Reserve ist sinnvoll, sollte aber nicht als starre Prozentzahl für jede Anlage angesetzt werden. Entscheidend sind Lastprofil, Anlaufströme, Betriebsweise und mögliche spätere Erweiterungen.

Warum wird Generatorleistung in kVA angegeben?

kVA beschreibt die elektrische Scheinleistung des Generators. Bei Wechselstromverbrauchern kann sie aufgrund des Leistungsfaktors größer sein als die tatsächlich genutzte Wirkleistung in kW.

Wie viel Traktorleistung brauche ich?

Maßgeblich ist die vom Generatormodell benötigte mechanische Antriebsleistung und die tatsächlich verfügbare Leistung an der Zapfwelle. Die reine Motorleistung des Traktors ist dafür nur ein Teil der Betrachtung.

Kann ein Zapfwellengenerator 230 V und 400 V gleichzeitig bereitstellen?

Das hängt von der Ausstattung des jeweiligen Generators ab. Bei gleichzeitiger Nutzung ist zusätzlich auf die zulässige Gesamtleistung und eine geeignete Phasenverteilung zu achten.

Kann derselbe Generator für Feldbetrieb und Gebäudeeinspeisung verwendet werden?

Ja, wenn der Generator technisch für beide Betriebsarten ausgelegt und mit den erforderlichen Umschalt- und Schutzeinrichtungen ausgestattet ist. Feldbetrieb und Gebäudeeinspeisung stellen unterschiedliche Anforderungen an das Schutzkonzept.

• Die Generatorgröße wird nicht allein aus der Summe der kW-Werte bestimmt.
• Leistungsfaktor, Einschaltströme und Phasenbelastung können die erforderliche kVA-Leistung deutlich beeinflussen.
• Frequenzumrichter und größere Motoren sollten anhand ihrer konkreten technischen Daten berücksichtigt werden.
• Die tatsächliche Zapfwellenleistung des Traktors muss zum Generatormodell passen.
• Für Gebäudeeinspeisung gelten zusätzliche Anforderungen an Netztrennung, Umschaltung und Schutzmaßnahmen.

Wie funktioniert ein Zapfwellengenerator?

Grundlagen zu Zapfwelle, Generator, Drehzahl und Stromerzeugung.
→ Funktion und Technik

Feldbetrieb oder Gebäudeeinspeisung?

Die unterschiedlichen Betriebsarten und Schutzkonzepte verständlich erklärt.
→ Betriebsarten vergleichen

Sicherheit beim Betrieb

Mechanische und elektrische Schutzmaßnahmen für Zapfwellengeneratoren.
→ Sicherheit & Normen

Passenden Zapfwellengenerator auswählen

Wenn Verbraucher, Betriebsart und verfügbare Traktorleistung bekannt sind,
können Sie die passende Leistungsklasse gezielt auswählen.
→ Zapfwellengeneratoren ansehen

Sie möchten die erforderliche Generatorleistung prüfen lassen?

Für eine belastbare Auswahl benötigen wir vor allem die gleichzeitig zu versorgenden Verbraucher, deren Leistungsdaten, die geplante Betriebsart und die verfügbare Traktorleistung. Auf dieser Basis lässt sich die passende Generatorausführung gezielt eingrenzen.

WA Notstromtechnik GmbH
Telefon: +49 (0) 5246 9200-0
E-Mail: info@wa-strom.de