Entwicklung

Pflanzenöltauglicher Generator für netzferne Anwendungen

Zusammen mit den Vereinigten Werkstätten für Pflanzenöltechnologie (VWP) entwickelte dts eines standardisierten Generator mit pflanzenöltauglichem Wirbelkammer- und Common-Rail-Motor für netzferne Anwendungen und erprobte das Konzept in Feldtests. Das Projekt umfasste Zieldefinition, Technikkonzeption, Prototypenbau, Redesign, Techniksicherung sowie Hardware-Entwicklung und resultierte in fünf Patentanmeldungen.

Eine umfangreiche Anpassung der Motorsoftware war dabei erforderlich. Sie erhöhte die Kaltstartfähigkeit mit Pflanzenöl. Ergänzend zu den mechanischen Veränderungen des Motors stellte sie auch die zuverlässige Kraftstoffeinspritzung im gewünschten Drehzahlbereich sicher.

Ein wichtiges Projektziel war auch, Emissionen und Verbrauch in Grenzen zu halten – und dies, obwohl in Deutschland entsprechende Schadstoffvorgaben erst bei Leistungen ab 1 MW greifen. In den Zielmärkten Südamerika, Afrika, Asien bestehen für reine Pflanzenölgeneratoren bis zu einer elektrischen Leistung von 50 kW nur freiwillige Vereinbarungen oder gar keine Regelungen.

Allerdings stammen die für Generatorzwecke eingesetzten Motoren aus dem Off-Road-Bereich und werden parallel etwa in Baumaschinen oder Traktoren eingesetzt. Deshalb werden in den Zielmärkten die Emissionen von der TIER-1-Norm zur gegenwärtig gültigen Abgasnorm TIER 3 gemessen und gelten für stationäre Generatoren und mobile Arbeitsmaschinen gleichermaßen.

Durch die von VWP und dts vorgesehenen Hardware- und Software-Maßnahmen können die im Rahmen des Projekts berücksichtigten Common-Rail-Motoren von John Deere die strengen TIER-3-Emissionsregeln sowohl im reinen Pflanzenölbetrieb als auch im Dieselbetrieb einhalten. Die gemessenen niedrigen Emissionen weisen indirekt auch einen guten Verbrauch nach. Bei unvollständiger Verbrennung mit überproportionalen Kraftstoffverlusten würden zum Beispiel die gemessenen CO- und Partikelemissionen nicht im untersten Bereich liegen, sondern die zugelassenen Grenzwerte vielleicht sogar überschreiten.

Kraftstoffverbrauchsmessungen bei 1.500 und 1.800 U/min am John-Deere-Motor und bei 1500 U/min auch beim Kubota-Motor ergaben bis auf den volumetrisch geringeren Heizwert bei Pflanzenölen keinen Verbrauchsunterschied zwischen Pflanzenöl und Diesel. Auch dieses Ergebnis lässt auf eine optimale Motor- und Software-Abstimmung mit nahezu vollständiger Verbrennung schließen.

Auch Projektziel einer möglichst vollständigen Verbrennung wurde erreicht. Dadurch ließen sich nicht nur Emissionen und Verbrauch optimieren. Auch die Gefahr von Motorschäden durch Verkokung oder Überlastung des Schmieröls verringerte sich.