Jak fungují generátory

Jaké jsou části elektrického generátoru?

Generátor má devět částí a všechny se podílejí na dodávce energie tam, kde je jí nejvíce potřeba. Jednotlivé části generátoru jsou:

1. Motor. Motor dodává generátoru energii. Výkon motoru určuje, kolik elektřiny může generátor poskytnout.

1. Alternátor. Zde dochází k přeměně mechanické energie na elektrickou. Alternátor, nazývaný také „generátorová hlava“, obsahuje pohyblivé i nepohyblivé části, které společně vytvářejí elektromagnetické pole a pohyb elektronů, jež generují elektřinu.

1. Palivový systém. Palivový systém umožňuje generátoru vyrábět potřebnou energii. Systém zahrnuje palivovou nádrž, palivové čerpadlo, potrubí spojující nádrž s motorem a zpětné potrubí. Palivový filtr odstraňuje nečistoty předtím, než se dostanou do motoru, a vstřikovač vhání palivo do spalovací komory.

1. Regulátor napětí. Tato součástka pomáhá řídit napětí vyráběné elektřiny. V případě potřeby také pomáhá převádět elektřinu ze střídavého na stejnosměrný proud.

1. Chladicí a výfukový systém. Generátory vytvářejí velké množství tepla. Chladicí systém zajišťuje, aby se stroj nepřehříval. Výfukový systém usměrňuje a odvádí výpary, které se tvoří během provozu.

1. Mazací systém. Uvnitř generátoru je mnoho malých, pohyblivých součástí. Je nezbytné je dostatečně mazat motorovým olejem, aby byl zajištěn jejich hladký chod a byly chráněny před nadměrným opotřebením. Hladinu maziva je třeba pravidelně kontrolovat, a to až každých 8 hodin provozu.

1. Nabíječka baterií. Baterie slouží ke spuštění generátoru. Nabíječka baterií je plně automatická součást, která zajišťuje, že baterie je v případě potřeby připravena k provozu tím, že jí dodává konstantní nízkou úroveň napětí.

1. Řídicí panel. Ovládací panel řídí všechny aspekty provozu generátoru od spouštění a rychlosti chodu až po výstupy. Moderní jednotky jsou dokonce schopny rozpoznat pokles nebo výpadek napětí a mohou generátor automaticky spustit nebo vypnout.

1. Hlavní sestava / rám. Jedná se o tělo generátoru. Je to část, kterou vidíme; konstrukce, která vše drží na svém místě.

Jaký druh paliva potřebují elektrické generátory?

Dnešní elektrické generátory jsou k dispozici v mnoha různých variantách tankování. Dieselové generátory jsou nejoblíbenějšími průmyslovými generátory na trhu. Mezi obytné generátory patří častěji: generátory na zemní plyn nebo propan, zatímco menší přenosné generátory obvykle fungují na benzín, naftu nebo propan. Některé generátory jsou dvoupalivové – fungují jak na benzín, tak na naftu.

Palivové nádrže generátorů

Palivový systém zajišťuje, že generátor má potřebné suroviny potřebné k zajištění elektrické energie tím, že iniciuje proces vnitřního spalování. Bez paliva nemůže spalování probíhat a generátor nemůže vzniklou mechanickou energii přeměnit na energii elektrickou. Palivo do generátoru musí být skladováno na místě, aby mohl být generátor v případě potřeby okamžitě uveden do provozu.

V závislosti na typu generátoru a jeho použití mohou být palivové nádrže namontovány na rámu generátoru nebo se může jednat o externí nádrže umístěné daleko od vlastního generátoru. Obecně platí, že čím větší je generátor a čím déle musí pracovat, tím větší je palivová nádrž. Palivo do generátorů se skladuje v nádržích různých objemů v závislosti na zamýšleném použití generátoru a množství požadovaného výkonu. Nádrže mohou být umístěny nad zemí, pod zemí nebo v podzemí. Podzemní nádrže jsou určeny pro skladování méně než 1 000 galonů paliva a jsou umístěny nad zemí, ale pod základnou generátorové soupravy.

Nadzemní a podzemní nádrže pro skladování paliva pro generátory jsou lepší volbou pro potřeby velkého výkonu. Instalace podzemních skladovacích nádrží je dražší, ale jejich životnost bývá delší, protože jsou chráněny před povětrnostními vlivy. Oba typy skladovacích nádrží na palivo mají svá pro a proti, ale při rozhodování nebudete sami. Palivové nádrže a palivové systémy generátorů musí před instalací splňovat několik požadavků předpisů a schválení, ať už se jedná o instalaci pro obytné nebo komerční účely.

Primárním předpisem, kterým se řídí palivové nádrže pro generátory ve Spojených státech, jsou kodexy a normy Národní asociace požární ochrany (NFPA), zejména oddíly NFPA 30 a NFPA 37. Z tohoto důvodu musí být všechny žádosti o palivovou nádrž generátoru předloženy ke schválení státnímu požárnímu úřadu.

Chcete-li určit minimální potřebnou kapacitu palivové nádrže, musíte se zamyslet nad tím, jak hodláte generátor používat. Pro krátkodobé nebo zřídkavé výpadky proudu může být záložní generátor s menší zásobní nádrží přijatelný, nicméně budete muset nádrž doplňovat častěji, než byste museli doplňovat větší nádrže. Větší skladovací nádrže mohou být nutné, pokud plánujete napájet záložním generátorem velké komerční zařízení nebo pokud jste vystaveni dlouhým a častým výpadkům proudu.

Váš dodavatel generátorů vám pomůže určit optimální velikost palivové nádrže, abyste měli po ruce dostatek paliva, když ho budete potřebovat. Další věcí, kterou je třeba mít na paměti jak při nákupu generátoru, tak při výběru palivové nádrže pro generátor, je cena a dostupnost paliv pro vaši lokalitu. Před koupí generátoru je dobré se poradit s místními dodavateli paliva, abyste získali lepší představu o nákladech a logistice spojené se získáváním paliva pro generátory.

Výfukové systémy generátorů a řízení emisí

Jako stroje, které spalují fosilní paliva a pracují nepřetržitě, i když je tato doba chodu nepravidelná, musí být generátory vybaveny komponenty pro jejich chlazení a filtrování emisí. Chladicí a ventilační systémy generátorů snižují a odvádějí teplo různými způsoby:

• Voda. K chlazení součástí generátoru lze použít vodu. Tento typ chladicího systému je obvykle omezen na specifické situace nebo na velmi velké jednotky o výkonu 2 250 kW a vyšším.

• Vodík. Vodík je velmi účinná chladicí kapalina, která se používá k pohlcování tepla vydávaného běžícím generátorem. Teplo se přenáší do výměníku tepla a sekundárního chladicího okruhu, často umístěného ve velkých chladicích věžích na místě.

• Radiátory a ventilátory. Menší generátory jsou chlazeny kombinací standardního chladiče a ventilátoru.

Výfukové plyny, které generátory vypouštějí, jsou stejné jako výfukové plyny, které vypouštějí jiné plynové nebo naftové motory. Obsahují toxické chemické látky, jako je oxid uhličitý, které je třeba filtrovat a odstraňovat z emisí. Tento úkol zvládá výfukový systém generátoru.

Výfukové potrubí je připojeno k motoru, odkud odvádí výpary nahoru, ven a pryč z generátoru a zařízení. Potrubí se táhne mimo budovu, v níž je generátor umístěn, a mělo by končit daleko od dveří, oken a dalších míst, kam je přiváděn vzduch.

Kromě výfukových systémů podléhají některé generátory federálním emisním kontrolám. Monitorovány jsou emise z generátorů: Oxid dusíku (NOx), uhlovodíky, oxid uhelnatý (CO) a pevné částice.

Obecně platí, že nouzové generátory a generátory, které jsou v provozu méně než 100 hodin ročně, nepodléhají federálním emisním požadavkům na generátory, avšak trvale instalované hlavní generátory a záložní generátory podléhají federálním emisním požadavkům podle tří předpisů EPA:

• Národní emisní norma pro nebezpečné látky znečišťující ovzduší (NESHAP) – pro pístové spalovací motory (RICE). 40 Code of Federal Regulations Part 63, Subpart ZZZZ. Známý také jako předpis RICE.

• New Source Performance Standards (NSPS) – Výkonnostní normy pro stacionární zážehové motory. 40 CFR, část 60, podčást JJJJ. Známé také jako pravidlo NSPS pro zážehové motory.

• Standardy výkonnosti pro stacionární vznětové spalovací motory. 40 CFR, část 60, podčást IIII. Známé také jako pravidlo NSPS pro kompresní zapalování.

Dobrou zprávou je, že mnoho novějších elektrocentrál již díky výrobním vylepšením splňuje emisní normy pro generátory. Starší generátorové soustrojí může být zachováno, čímž se na ně nevztahují federální předpisy a podléhají pouze státním a místním emisním normám. Požadavky na kontrolu emisí se liší podle výrobce, velikosti generátoru a data výroby, takže nejlepší způsob, jak zjistit své emisní požadavky, je poradit se s prodejcem nebo výrobcem generátoru.

Chcete-li se emisními předpisy zabývat podrobněji, přečtěte si tuto bílou knihu společnosti Cummins „Dopad emisních předpisů Tier 4 na odvětví výroby elektrické energie“.

Řídicí panel generátoru a automatický přepínač (ATS)

Jednou z nejdůležitějších součástí moderních generátorů je řídicí panel generátoru. Ovládací panel je mozkem generátoru a je také uživatelským rozhraním generátoru; místem, odkud budete mít přístup k provozu generátoru a ovládat jej.

Mnoho ovládacích panelů je vybaveno automatickým přenosovým spínačem (ATS), který nepřetržitě monitoruje přívod energie. Když úroveň napájení klesne nebo se zcela přeruší, systém ATS dá řídicímu panelu signál ke spuštění generátoru. Stejně tak při obnovení příchozího napájení systém ATS signalizuje ústředně vypnutí generátoru a jeho opětovné připojení k elektrické síti.

Kromě nepřetržitého monitorování poskytuje řídicí panel generátoru správcům pracovišť řadu informací:

• Měřiče motoru poskytují důležité informace o hladině oleje a kapalin, napětí baterie, otáčkách motoru a provozních hodinách. U mnoha generátorů panel dokonce automaticky vypne motor, když zjistí problém s hladinou kapaliny nebo jinými aspekty provozu generátoru.

• Měřicí přístroje generátoru poskytují cenné informace o výstupním proudu, napětí a provozní frekvenci.

Jakou údržbu generátor vyžaduje?

Generátory jsou motory a pro zajištění správné funkce vyžadují běžnou údržbu motoru. Vzhledem k tomu, že se na mnoho generátorů spoléhá při zajišťování záložního napájení v případě nouzových situací, je pro provozovatele zásadní provádět pravidelné kontroly a prohlídky svých generátorů, aby bylo zajištěno, že stroj bude pracovat tak, jak je potřeba a kdy je potřeba.

Nejlepší postup údržby generátoru je ten, který doporučuje výrobce, ale minimálně by všechny plány údržby generátoru měly zahrnovat pravidelné a rutinní:

• Kontrola a odstranění opotřebovaných dílů.
• Kontrolu hladiny kapalin, včetně chladicí kapaliny a paliva.
• Kontrolu a čištění akumulátoru.
• Provedení testu zátěžové banky generátoru a automatického přepínače.
• Kontrolu ovládacího panelu pro zajištění přesnosti údajů a ukazatelů.
• Výměna vzduchového a palivového filtru.
• Kontrola chladicího systému.
• Mazání dílů podle potřeby.

Ujistěte se, že vedete protokol o údržbě pro vedení záznamů. Zahrňte do něj všechny naměřené hodnoty, hladiny kapalin atd. spolu s datem a údaji o počtu hodin generátoru. Tyto záznamy lze porovnat s budoucími záznamy a použít k odhalení abnormalit nebo změn v provozu, které vám mohou napovědět o skrytých problémech, které by se mohly stát velkými problémy, pokud by nebyly kontrolovány.

Generátory mohou při správné údržbě vydržet desítky let. Tyto jednoduché, malé investice se časem rozhodně vyplatí, protože ušetříte na nákladných opravách nebo dokonce na kompletní výměně elektrocentrály. Pokud není údržba generátoru něčím, co byste mohli zvládnout vlastními silami, mnoho prodejců generátorů nabízí smlouvy o údržbě nebo vám mohou doporučit kvalifikované údržbáře, kteří vám pomohou udržet váš generátor rok co rok ve špičkové kondici. Je to dobře vynaložený čas a peníze, pokud dokáže udržet vaši firmu v chodu, když vypadne proud.