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Notstromaggregat

Ein Notstromaggregat (oder Notstromgenerator, Notstromerzeuger) ist eine inselnetzfähige Maschine zur Erzeugung elektrischer Energie, die normalerweise nur bei Ausfall der regulären Stromerzeugung (d. h. bei einem Stromausfall) eingesetzt wird, abgesehen von Testläufen zur Prüfung der Zuverlässigkeit. Es kann Teil einer umfangreicheren Notstromversorgungsanlage (Netzersatzanlage) sein, die u. U. mehrere Notstromaggregate enthält und mit dem öffentlichen Stromnetz wie auch mit den im Notfall zu versorgenden Verbrauchern verbunden ist.

Arten von Notstromaggregaten

Es gibt technisch sehr unterschiedliche Arten von Notstromaggregaten, von denen die besonders gebräuchlichen im Folgenden beschrieben werden:

• Es kann ein Verbrennungsmotor (z. B. ein Benzin-Ottomotor) verwendet werden, der einen Generator antreibt. In der Regel wird ein in einem lokalen Tank gespeicherter (und damit sicher verfügbarer) flüssiger Kraftstoff wie z. B. Benzin oder Dieselkraftstoff verwendet. Die Motordrehzahl wird genau geregelt, um die korrekte Netzfrequenz aufrecht zu erhalten – allerdings in der Regel mit weitaus geringerer Präzision als beim öffentlichen Stromnetz.
• Für größere Anlagen kommen auch Gasturbinen in Frage, die wiederum Generatoren antreiben. Sie sind besonders leistungsfähig, kompakt und zuverlässig. Auch der Betrieb mit einem flüssigen Kraftstoff ist möglich.
• Andere Geräte verwenden Batterien, und zwar oft aufladbare Batterien (Akkumulatoren), in Verbindung mit einem Wechselrichter. Sie ermöglichen z. B. eine unterbrechungsfreie Stromversorgung von Computeranlagen. Sie bieten aber meist eine recht beschränkte Stützungszeit. Häufig werden sie nicht als eigentliche Notstromaggregate verstanden.
• Die Kombination von Batterien und Verbrennungsmotoren ist ebenfalls möglich. Bei Stromausfall übernehmen zunächst die Batterien die Versorgung. Die Motoren werden dann angelassen und übernehmen die Versorgung nach kurzer Zeit; ihr Kraftstofftank speichert weitaus mehr Energie als die Batterien. Falls es Probleme mit dem Anlassen der Motoren gibt (was immer wieder vorkommt), bleibt durch die Batterien mehr Zeit zum Lösen dieser Probleme. Außerdem können die Batterien eine praktisch lückenlose Versorgung garantieren, ohne dass ein Motor ständig im Leerlauf bereitgehalten werden muss.

Manche Geräte ermöglichen eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, so dass die Geräte auch im Moment des Stromausfalls ungestört weiter laufen können. Bei einer allgemeinen Ersatzstromversorgung ist dies nicht unbedingt der Fall; beim Übergang auf Notstrom gibt es eine (wenn auch oft kurze) Unterbrechung, die z. B. Lampen kurz aussetzen und Computer abstürzen oder mit Datenverlust neu starten lässt.

Solarstromspeichern wird gelegentlich die zusätzliche Funktion als Notstromaggregat zugesprochen, wenn sie inselnetzfähig sind und alle drei Phasen des Drehstromnetzes versorgen können. Jedoch besteht ein natürlicher Konflikt zwischen der Funktion als Solarstromspeicher und Notstromaggregat: Für Letzteres müsste der Akkumulator stetig voll geladen sein, womit er aber zur Aufnahme überschüssigen Solarstroms nicht bereit wäre. Andernfalls besteht das Risiko, dass der Akkumulator bei einem unvorhergesehenen Stromausfall gerade nur wenig Energie speichert, also wenig oder gar nicht helfen kann.

Zuverlässigkeit von Notstromaggregaten

Bei vielen Anwendungen für Notstromaggregat wird eine hohe oder sogar sehr hohe Zuverlässigkeit verlangt, d. h. es muss mit hoher Wahrscheinlichkeit gewährleistet sein, dass das Aggregat bei Bedarf sofort die benötigte Energie liefert. Dies gilt beispielsweise, wenn ein Krankenhaus inkl. Operationssälen bei Stromausfall weiter funktionieren muss, oder wenn bei einem Kernkraftwerke die Kühlung des Kernreaktors (mit leistungsfähigen Kühlwasserpumpen) unter allen Umständen gewährleistet bleiben muss. Auch bei anderen kritischen Infrastrukturen z. B. für die Telekommunikation kann die Zuverlässigkeit sehr wichtig sein.

Die Gewährleistung der nötigen Zuverlässigkeit ist häufig eine große Herausforderung. Beispielsweise kommt es bei Verbrennungsmotoren, die für lange Zeit nicht betrieben wurden, häufig zu Störungen. Man muss deswegen solche Notstromaggregat regelmäßig testweise für einige Zeit laufen lassen und kann selbst dann nicht völlig sicher sein, dass sie im Notfall störungsfrei zur Verfügung stünden. Ein Stück weit lässt sich dies durch Redundanz verbessern, d. h. durch den Einsatz mehrerer Motoren, von denen nicht alle gleichzeitig für die benötigte Leistung erforderlich sind.

Probleme können auch entstehen durch die begrenzte Lagerfähigkeit des verwendeten Kraftstoffs, der bei solchen Anwendungen naturgemäß oft für viele Monate oder gar länger in Tanks bereitgehalten werden muss. Es kann deswegen notwendig sein, eine spezielle Kraftstoffqualität zu verwenden. Beimischungen von Biokraftstoffen können in diesem Zusammenhang problematisch sein.

Systeme basierend auf Batterien sind diesbezüglich einfacher, aber nicht überall anwendbar wegen ihrer begrenzteren Energiedichte und somit Kapazität.

Auch negative äußere Einwirkungen auf Notstromaggregat müssen zuverlässig unterbunden werden. Beispielsweise beruhte die Atomkatastrophe von Fukushima darauf, dass der Tsunami all die vorhandenen Diesel-Notstromaggregate in kurzer Zeit zerstörte.

Siehe auch: elektrische Energie, Stromausfall, Verbrennungsmotor, Akkumulator, Solarstromspeicher