発電機の仕組み
発電機の部品とは
発電機は 9 つの部品からなり、これらはすべて最も必要とする場所に電力を供給する役割を担っています。 発電機の部品は次のとおりです。
- エンジン。 エンジンは、発電機にエネルギーを供給します。 エンジンのパワーは、発電機が提供できる電気の量を決定します。
- Alternator: 発電機。 機械的エネルギーから電気エネルギーへの変換が行われる場所です。 ジェンヘッド」とも呼ばれるオルタネーターには可動部品と静止部品があり、それらが協働して電磁場と電子の動きを作り出し、電気を発生させます。
- 燃料システム。 燃料システムは、発電機が必要なエネルギーを生成することを可能にする。 このシステムには、燃料タンク、燃料ポンプ、タンクとエンジンをつなぐパイプ、リターンパイプが含まれる。 燃料フィルターがエンジンに到達する前にゴミを取り除き、インジェクターが燃料を燃焼室に送り込みます。 この部品は、生成される電気の電圧を制御するのに役立ちます。 また、必要に応じて、電気を AC から DC に変換するのに役立ちます。
- Cooling and Exhaust Systems。 ジェネレーターは多くの熱を発生させます。 冷却システムは、マシンがオーバーヒートしないようにします。
- Lubrication System (潤滑システム)。 発電機の内部には多くの小さな、可動部品があります。 スムーズな動作を確保し、過剰な摩耗から保護するために、エンジンオイルでそれらを十分に潤滑することが不可欠です。 潤滑油のレベルは、8時間の運転ごとに定期的にチェックする必要があります。
- バッテリー充電器。 バッテリーは、発電機を起動するために使用されます。 バッテリー充電器は、完全自動のコンポーネントで、一定の低レベルの電圧をバッテリーに供給することにより、必要なときにバッテリーが使用可能な状態になるようにします。
- コントロール
- パネル。 コントロールパネルは、起動や走行速度から出力まで、発電機操作のあらゆる側面を制御します。 最近のユニットは、電力が低下または停止したときに感知して、発電機を自動的に起動または停止することも可能です
- Main Assembly / Frame。 これは、ジェネレーターの本体です。
電気発電機はどのような燃料を必要としますか
今日の電気発電機は、多くの異なる燃料供給オプションで利用可能です。 ディーゼル発電機は、市場で最も人気のある産業用発電機です。 家庭用発電機には、天然ガス発電機やプロパン発電機があり、小型の携帯用発電機は通常、ガソリン、ディーゼル燃料、またはプロパンによって作動します。
発電機の燃料タンク
燃料システムは、内燃プロセスを開始することにより、電気を供給するために必要な原料を発電機に供給することを保証します。 燃料がなければ、燃焼は起こらず、発電機は生成された機械的エネルギーを電気エネルギーに変換することができません。 発電機の燃料は、必要なときにすぐに稼働できるよう、現地に保管しておく必要があります。
発電機の種類と用途に応じて、燃料タンクは発電機のフレームに取り付けることも、実際の発電機から離れた場所にある外部タンクとすることもできます。 一般に、発電機が大きく、長時間稼働する必要があるほど、燃料タンクは大きくなります。 発電機の燃料は、発電機の用途と必要な電力量に応じて、さまざまな容量のタンクに貯蔵されます。 タンクは、地上、地下、またはサブベースに設置することができます。
地上および地下の発電機燃料貯蔵タンクは、大容量を必要とする場合に適した選択です。
地上および地下の発電機用燃料貯蔵タンクは、大容量が必要な場合に適しています。地下貯蔵タンクは設置費用が高くなりますが、風雨から保護されるため、長持ちする傾向があります。 どちらのタイプの燃料貯蔵タンクにも長所と短所がありますが、決断するのはあなただけではありません。 発電機用燃料タンクと発電機用燃料システムは、住宅用か商業用かを問わず、設置する前にいくつかの規制要件と認可を満たす必要があります。
米国で発電機用燃料タンクを管理する主要なコードは、全米防火協会コードおよび基準 (NFPA) であり、特に NFPA 30 と NFPA 37 のセクションです。 そのため、発電機用燃料タンクに関するすべての要求は、州消防署長に提出し、承認を得る必要があります。
必要な最小限の燃料タンクの容量を決定するには、発電機をどのように使用するつもりかを考える必要があります。 短期間または頻繁でない停電の場合、小さい貯蔵タンクを備えたバックアップ発電機でもよいかもしれませんが、大きなタンクに補充するよりも頻繁に補充する必要があります。 大規模な商業施設にプライム発電機を設置する場合や、長期かつ頻繁な停電が発生する場合は、より大きな貯蔵タンクが必要になる場合があります。
発電機のサプライヤーは、必要なときに十分な燃料が手元にあるように、最適な燃料タンクのサイズを決定するお手伝いをします。 発電機を購入するときと発電機用燃料貯蔵タンクを選択するときの両方で、もう 1 つ念頭に置いておくべきことは、あなたの場所での燃料のコストと入手可能性です。
発電機の排気システムと排気制御
化石燃料を燃やして連続稼働する機械として、たとえその稼働時間が不規則でも、発電機は冷却と排気ガスのろ過のためのコンポーネントを備えていなければなりません。 発電機の冷却および換気システムは、さまざまな方法で熱を低減および除去します。 水は、発電機のコンポーネントを冷却するために使用することができます。 このタイプの冷却剤システムは、通常、特定の状況または 2,250 kW 以上の非常に大きなユニットに限定されます。
- Hydrogen. 水素は、稼働中の発電機から放出される熱を吸収するために使用される、非常に効率的な冷却剤です。 熱は、熱交換器および二次冷却回路に転送され、多くの場合、大規模なオンサイト冷却タワーに配置されます。 小型の発電機は、標準的なラジエーターとファンの組み合わせで冷却される。
発電機から排出される煙は、他のガスまたはディーゼルエンジンから排出される排気と同じです。 二酸化炭素のような有毒な化学物質が含まれているので、排気ガスからろ過して除去する必要があります。
排気管はエンジンに接続され、そこで煙を上へ、外へ、そして発電機と施設から遠ざけるようにします。
パイプは発電機を収容する建物の外側に伸び、ドア、窓、およびその他の空気取り入れ部分から遠く離れた場所で終端する必要があります。
排気システムに加え、一部の発電機は連邦政府の排出規制の対象になっています。 監視される発電機の排出量は以下の通りです。
一般に、緊急発電機および年間稼働時間が 100 時間未満の発電機は、連邦発電機排出要件の対象ではありませんが、常設の主発電機およびスタンバイ発電機は、次の 3 つの EPA 規則の下で連邦排出要件の対象となります。 40 連邦規則集第 63 部、サブパート ZZZZ。
- New Source Performance Standards (NSPS) – 定置式火花点火エンジンの性能基準。 40 CFR、パート 60、サブパート JJJJ。
- Standards of Performance for Stationary Compression Ignition Internal Combustion Engines (定置圧縮着火式内燃機関の性能基準) – Spark ignition NSPS 規則としても知られています。 40 CFR、パート 60、サブパート IIII。
良いニュースは、製造の改善により、多くの新しいジェネレーターがすでにジェネレーターの排出基準をクリアしていることです。
排出規制の詳細については、カミンズのホワイトペーパー「The Impact of Tier 4 Emission Regulations on the Power Generation Industry」（第 4 次排出規制の発電業界への影響）をお読みください。
発電機制御盤と自動転送スイッチ (ATS)
現代の発電機の最も重要なコンポーネントの 1 つが、発電機制御盤です。
多くのコントロール パネルは、自動転送スイッチ (ATS) を備えており、入力電力を継続的に監視しています。 電力レベルが低下したり、完全に停止したりすると、ATS はコントロール パネルに発電機を起動するよう信号を送ります。 同様に、電力が回復すると、ATSは制御盤に発電機を停止するよう信号を送り、電力網に再接続します。
24/7での監視に加えて、発電機のコントロール パネルは、サイト管理者に豊富な情報を提供します。
- エンジン ゲージは、オイルおよび液体レベル、バッテリー電圧、エンジン速度、および稼働時間に関する重要な情報を提供します。 多くの発電機では、パネルが液体レベルや発電機操作の他の側面に問題があることを検出すると、エンジンを自動的に停止することさえあります。
- ジェネレーター ゲージは、出力電流、電圧、および動作周波数に関する貴重な情報を提供します。
ジェネレーターはどのようなメンテナンスを必要としますか
ジェネレーターはエンジンなので、適切に動作するように定期的なエンジン メンテナンスが必要です。
多くの発電機は、緊急時のバックアップ電源として頼りにされているため、オペレータが発電機の定期的なチェックと点検を行い、必要なときに必要なように動作するようにすることが重要です。
最良の発電機メンテナンス ルーチンは、メーカーが推奨するものですが、最低限、すべての発電機メンテナンス プランには、定期的かつルーチンの次のものが含まれる必要があります。
記録のためにメンテナンスログを必ず保持してください。 すべての測定値、液体レベルなどを、日付と発電機のアワーメーターの読み取り値とともに記載します。 これらの記録は、将来の記録と比較することができ、動作の異常や変化を検出するのに役立ち、放っておくと大きな問題になりかねない隠れた問題を知る手がかりになります。
発電機は、適切にメンテナンスされれば、何十年も使用できます。これらの簡単で小さな投資は、高価な修理や、発電機の全交換を節約することによって、確実に報われます。 発電機のメンテナンスが自社で管理できない場合は、多くの発電機ディーラーがメンテナンス契約を提供したり、資格のあるメンテナンス技術者を推薦したりして、毎年毎年、発電機を最高の状態に維持できるようにします。 停電の際にビジネスを継続させることができれば、時間とお金を有効に使うことができます。