Bei der konsequent auf einen hohen Wirkungsgrad optimierten neuen Version seines Blockheizkraftwerks (BHKW) Dachs wollte Senertec beim Generator neue Wege gehen – statt des Asynchrongenerators sollte künftig ein Synchrongenerator mit Frequenzumrichter für Flexibilität sorgen. Die Lösung: Eine direkt an den Motor angeflanschte und auf die Anforderungen angepasste Sonderkonstruktion.

Senertec Kraft-Wärme-Energiesysteme ist ein 1996 gegründeter Maschinenbauer mit Sitz in Schweinfurt, das unter anderem das Mini-Blockheizkraftwerk Dachs – eines der meistverkauften Kraft-Wärme-Kopplungs-Systeme Europas – vermarktet. „Die Wurzeln des Dachs liegen im Hause Fichtel & Sachs“, erklärt Roland Engert aus dem Technikcenter von Senertec. Die serienreife Sachs-Wärmepumpe wurde dort zur Heizkraftanlage, dem heutigen Dachs, weiterentwickelt. Der Vorteil: Diese Heizung konnte zusätzlich Strom erzeugen. Aus der Abteilung Sachs Energietechnik wurde 1996 ein eigenes Unternehmen: Senertec Kraft-Wärme-Energiesysteme. Hier wurde der Dachs fortan in Serie produziert und stetig weiterentwickelt. 

„Schon damals ging es darum, den Wirkungsgrad zu maximieren“, erklärt Roland Engert. „Und auch zu dieser Zeit lieferte AMKmotion den Generator.“ Im Dachs der ersten Generation erfüllte ein Asynchrongenerator für die spezifizierte Motorleistung von 5,5 kW mit einem Wirkungsgrad von 92 Prozent mehr als 30 Jahre die hohen Ansprüche sehr gut. „Den Generator hat Senertec im Dachs in dieser langen Zeit praktisch unverändert eingesetzt. Das spricht für die Qualität und Innovativität der eingesetzten Technik“, so Jürgen Kuch, Key Account Manager bei AMKmotion. „Unser Asynchrongenerator verfügte schon damals über einen extra in Frankreich angefertigten Kupferläufer – eine Technologie, die erst in den vergangenen Jahren zum Must-have wurde.“

 
Zeit für eine Weiterentwicklung

Doch auch vor bewährten Systemen macht die Entwicklung nicht halt. Neue Normen und die zunehmende Digitalisierung führten bei Senertec zur Entscheidung, den Dachs weiter zu entwickeln – eine zweite Generation mit moderner Technik und noch effizienter. „Wirkungsgrad, Wirkungsgrad und Wirkungsgrad – das waren die Ziele, die wir uns für den Dachs der zweiten Generation gesetzt hatten“, sagt Roland Engert und lacht.

Eine zentrale Rolle kommt hierbei dem Generator zu. Deshalb wollte SenerTec beim Dachs der zweiten Generation einen Synchrongenerator mit Frequenzumrichter installieren. Dieser ist nicht nur leistungs- und frequenz­variabel, sondern wird auch als Startsystem für den Verbrennungsmotor eingesetzt, sodass kein Anlasser mehr notwendig ist. Zudem sollte die Lösung wieder äußerst langlebig, für hohe Schock- und Vibrationsbelastung ausgelegt und resistent gegen Öl- und Abgasnebel sein. Mit diesem Plan wandte sich SenerTec schon ganz früh in der Projektphase an seinen langjährigen Technologiepartner AMKmotion. 

Erhöhung des Wirkungsgrads um fünf Prozent

„Senertec kam mit dem Lastenheft zu uns und stellte uns die entscheidende Frage“, sagt Jürgen Kuch. „Was könnt ihr da machen?“ AMKmotion hatten zwar nicht das Passende im Regal, konnte aber eine maßgeschneiderte Sonderlösung auf Basis eines AMKmotion-Produkts anbieten. „Wir haben die Aufgabe angenommen und sind zusammen mit SenerTec in die Entwicklung gestartet. Wir haben uns oft zusammengesetzt, Ideen gesammelt und gemeinsam an der Lösung geknobelt“, führt Jürgen Kuch aus. 

Herausgekommen ist ein wassergekühlter Synchrongenerator mit 29 Newtonmetern Drehmoment, sieben Kilowatt Leistung und einem Wirkungsgrad von 95,5 Prozent. Der Läufer wird direkt auf die Kurbelwelle des Dachs montiert. „Damit entfallen eine Getriebestufe und die separate Lagerung. Wir konnten den Wirkungsgrad um insgesamt fünf Prozent erhöhen, die Lösung ist kompakter und leichter“, zählt Roland Engert auf. Auch wenn gerade das geringere Gewicht zu weiteren Herausforderungen führte. „Es beeinflusste erwartungsgemäß den Schwerpunkt und die komplette schwingungstechnische Entkopplung des Aggregats“, ergänzt Thomas Seufert, Teamleiter Einkauf und ­Lieferantenbetreuer bei Senertec. „Dies musste komplett neu analysiert, berechnet und dimensioniert werden.“