Ein Gasmotor ist ein Verbrennungsmotor, der gasförmige Kraftstoffe wie Erdgas oder Flüssiggas nutzt. Er wandelt die chemische Energie des Gases durch Verbrennung in mechanische Bewegung um. In einem Gas-Stromerzeuger wird diese Bewegung anschließend genutzt, um einen elektrischen Generator anzutreiben.

Gasmotoren kommen sowohl in kleineren mobilen Stromerzeugern als auch in größeren stationären Notstromaggregaten und industriellen Energieanlagen zum Einsatz.

1. Aufbau eines Gasmotors

Ein Gasmotor besitzt viele Bauteile, die auch von einem klassischen Benzinmotor bekannt sind. Dazu gehören:

• Motorblock mit Zylindern und Kolben

• Kurbelwelle und Pleuel

• Einlass- und Auslassventile

• Gasversorgung mit Druckregelung

• Einrichtung zur Bildung des Gas-Luft-Gemischs

• Zündanlage mit Zündkerzen

• Motorsteuerung und Drehzahlregelung

• Schmier- und Kühlsystem

Bei Stromerzeugern ist der Motor mechanisch mit einem Generator verbunden, der die Drehbewegung in elektrische Energie umwandelt.

2. So funktioniert der Gasmotor Schritt für Schritt

Schritt 1: Gasversorgung

Das Erdgas oder Flüssiggas wird dem Motor über eine geeignete Gasversorgung zugeführt. Druckregler und weitere Komponenten sorgen dafür, dass der Kraftstoff in der benötigten Menge und mit dem erforderlichen Druck bereitsteht.

Schritt 2: Bildung des Gas-Luft-Gemischs

Der gasförmige Kraftstoff wird mit der Verbrennungsluft vermischt. Das richtige Mischungsverhältnis ist entscheidend für eine stabile Verbrennung, die Motorleistung und die Abgasemissionen.

Schritt 3: Verdichtung

Der Kolben verdichtet das Gas-Luft-Gemisch im Zylinder. Bei einem typischen Viertakt-Gasmotor geschieht dies während des Verdichtungstaktes.

Schritt 4: Zündung und Verbrennung

Eine Zündkerze entzündet das verdichtete Gas-Luft-Gemisch. Die Verbrennung erhöht den Druck im Zylinder und drückt den Kolben nach unten.

Über Pleuel und Kurbelwelle wird diese Bewegung in eine Drehbewegung umgewandelt.

Schritt 5: Abgas und neuer Arbeitszyklus

Die Verbrennungsgase werden über das Auslassventil abgeführt. Anschließend beginnt der nächste Arbeitszyklus.

Wie bei anderen Verbrennungsmotoren entstehen dabei Abgase, unter anderem Kohlendioxid und gesundheitsschädliches Kohlenmonoxid.

3. Wie erzeugt der Gasmotor elektrischen Strom?

Der Gasmotor selbst produziert zunächst nur mechanische Energie. Zur Stromerzeugung wird er mit einem Generator verbunden.

Die Kurbelwelle treibt den Rotor des Generators an. Durch elektromagnetische Induktion entsteht elektrische Spannung, die anschließend zur Versorgung von Verbrauchern genutzt werden kann.

Bei klassischen synchronen Stromerzeugern mit 50 Hz sind beispielsweise folgende Drehzahlen üblich:

• 3.000 U/min bei zweipoligen Generatoren

• 1.500 U/min bei vierpoligen Generatoren

Die benötigte Drehzahl hängt von der Polzahl und dem Generatorkonzept ab. Inverter-Stromerzeuger können davon abweichende Motordrehzahlen nutzen, da die Ausgangsfrequenz elektronisch erzeugt wird.

Je nach Bauart liefern Gas-Stromerzeuger 230 V Wechselspannung oder 400 V Drehstrom.

4. Welche Kraftstoffe können Gasmotoren nutzen?

Erdgas

Erdgas besteht überwiegend aus Methan. Es wird häufig bei stationären Gasmotoren eingesetzt, wenn eine geeignete Gasversorgung vorhanden ist.

Flüssiggas (LPG)

Flüssiggas besteht überwiegend aus Propan und/oder Butan. Es wird unter Druck flüssig gelagert und dem Motor für die Verbrennung in gasförmigem Zustand zugeführt.

LPG ist besonders bei mobilen Gasgeneratoren und kleineren Notstromaggregaten verbreitet.

Biogas

Für Biogas ausgelegte Gasmotoren können beispielsweise in landwirtschaftlichen oder industriellen Energieanlagen eingesetzt werden. Die Gaszusammensetzung und Gasaufbereitung stellen dabei besondere Anforderungen an den Motor.

Nicht jeder Gasmotor kann beliebig zwischen diesen Gasarten wechseln. Entscheidend ist die jeweilige Herstellerfreigabe.

5. Was unterscheidet einen Gasmotor vom Dieselmotor?

Ein typischer Gasmotor arbeitet mit Fremdzündung. Das Gas-Luft-Gemisch wird also durch eine Zündkerze entzündet.

Ein klassischer Dieselmotor arbeitet dagegen mit Selbstzündung: Die Luft wird stark verdichtet und erhitzt, bevor der Dieselkraftstoff eingespritzt wird.

Dadurch unterscheiden sich beide Motorarten hinsichtlich Verbrennungsverfahren, Kraftstoffversorgung, Wartung und Emissionsverhalten.

Gasmotoren können insbesondere bei Ruß- und Partikelemissionen Vorteile bieten. Allerdings hängen Kraftstoffverbrauch, Wirkungsgrad und Wirtschaftlichkeit immer von der konkreten Anlage und dem Betriebsprofil ab.

6. Wo werden Gas-Stromerzeuger eingesetzt?

Gas-Stromerzeuger werden in unterschiedlichen Leistungsklassen gebaut.

Kompakte Geräte kommen bei mobilen Anwendungen und zur zeitlich begrenzten Stromversorgung zum Einsatz. Leistungsstärkere Gasmotoren werden für stationäre Notstromaggregate, industrielle Stromversorgung und spezielle Energieanlagen genutzt.

Für einen sicheren Betrieb müssen die Gasversorgung, die elektrischen Verbraucher, die Kühlung und die Abgasführung aufeinander abgestimmt sein.

7. Gas-Stromerzeuger für die gewerbliche Stromversorgung

Für die Auswahl eines geeigneten Aggregats sind die Motorleistung und der Kraftstoff allein nicht ausreichend. Entscheidend sind auch die elektrische Dauerleistung, die erforderliche Spannung, der Anlaufstrom angeschlossener Verbraucher sowie die gewünschte Betriebsdauer.

SEV bietet gasbetriebene Stromerzeuger unterschiedlicher Leistungsklassen für gewerbliche und industrielle Anwendungen.

Eine Übersicht der verfügbaren Modelle finden Sie in unserer Kategorie Gas-Stromerzeuger und Notstromaggregate mit Gas.