Cum funcționează generatoarele

Care sunt părțile unui generator electric?

Un generator are nouă părți și toate joacă un rol în alimentarea cu energie acolo unde este cea mai mare nevoie de ea. Părțile unui generator sunt:

1. Motor. Motorul furnizează energie către generator. Puterea motorului determină câtă energie electrică poate furniza un generator.

1. Alternator. Acesta este locul unde are loc conversia de la energia mecanică la energia electrică. Numit și „cap de generator”, alternatorul conține atât piese mobile, cât și staționare care lucrează împreună pentru a crea câmpul electromagnetic și mișcarea electronilor care generează electricitate.
1. Sistem de combustibil. Sistemul de combustibil face posibil ca generatorul să producă energia necesară. Sistemul include un rezervor de combustibil, o pompă de combustibil, o conductă care leagă rezervorul de motor și o conductă de retur. Un filtru de combustibil îndepărtează resturile înainte ca acestea să ajungă la motor, iar un injector forțează combustibilul în camera de combustie.
1. Regulator de tensiune. Această componentă ajută la controlul tensiunii electricității care este produsă. De asemenea, ajută la convertirea electricității din curent alternativ în curent continuu, dacă este necesar.
1. Sistemele de răcire și de evacuare. Generatoarele creează multă căldură. Sistemul de răcire se asigură că mașina nu se supraîncălzește. Sistemul de evacuare direcționează și îndepărtează fumurile pe care le formează în timpul funcționării.
1. Sistem de lubrifiere. Există multe piese mici, în mișcare, în interiorul unui generator. Este esențial să le lubrifiați în mod corespunzător cu ulei de motor pentru a asigura o funcționare fără probleme și pentru a le proteja de uzura excesivă. Nivelurile de lubrifiant trebuie verificate în mod regulat, cât mai des la fiecare 8 ore de funcționare.
1. Încărcător de baterii. Bateriile sunt utilizate pentru a porni generatorul. Încărcătorul de baterii este o componentă complet automată care se asigură că bateria este pregătită să pornească atunci când este nevoie, furnizându-i un nivel scăzut constant de tensiune.
1. Panou de control. Panoul de control controlează fiecare aspect al funcționării generatorului, de la pornirea și viteza de funcționare până la ieșiri. Unitățile moderne sunt chiar capabile să detecteze când curentul scade sau se întrerupe și pot porni sau opri generatorul în mod automat.
1. Ansamblu principal / cadru. Acesta este corpul generatorului. Este partea pe care o vedem; structura care ține totul la locul lui.

Ce fel de combustibil au nevoie generatoarele electrice?

Generatoarele electrice de astăzi sunt disponibile în mai multe variante de alimentare cu combustibil. Generatoarele diesel sunt cele mai populare generatoare industriale de pe piață. Generatoarele rezidențiale includ mai frecvent: generatoare cu gaz natural sau generatoare cu propan, în timp ce generatoarele portabile mai mici funcționează de obicei cu benzină, motorină sau propan. Unele generatoare sunt capabile de bi-combustibil – funcționează atât pe benzină, cât și pe motorină.

Tancuri de combustibil pentru generatoare

Sistemul de combustibil asigură generatorului materiile prime necesare pentru a furniza energie electrică prin inițierea procesului de combustie internă. Fără combustibil, combustia nu poate avea loc, iar generatorul nu poate converti energia mecanică creată în energie electrică. Combustibilul pentru generatoare trebuie să fie stocat la fața locului, astfel încât generatorul să poată fi pus în funcțiune imediat, atunci când este necesar.

În funcție de tipul de generator și de aplicația sa, rezervoarele de combustibil pot fi montate pe cadrul generatorului sau pot fi rezervoare externe situate departe de generatorul propriu-zis. În general, cu cât este mai mare generatorul și cu cât acesta trebuie să funcționeze mai mult timp, cu atât este mai mare rezervorul de combustibil. Combustibilul pentru generatoare este depozitat în rezervoare de diferite capacități, în funcție de utilizarea prevăzută a generatorului și de cantitatea de energie necesară. Rezervoarele pot fi amplasate deasupra solului, sub pământ sau sub bază. Rezervoarele sub bază sunt destinate stocării a mai puțin de 1.000 de galoane de combustibil și sunt amplasate deasupra solului, dar sub baza grupului electrogenerator.

Tancurile de stocare a combustibilului pentru generatoare deasupra solului și sub sol sunt o alegere mai bună pentru nevoile de capacitate mare. Rezervoarele de stocare subterane sunt mai scumpe de instalat, dar tind să dureze mai mult, deoarece sunt protejate de intemperii. Există argumente pro și contra pentru ambele tipuri de rezervoare de stocare a combustibilului, dar nu veți fi singuri în luarea unei decizii. Rezervoarele de combustibil pentru generatoare și sistemele de combustibil pentru generatoare trebuie să îndeplinească mai multe cerințe de cod și aprobări înainte de a putea fi instalate, indiferent dacă instalarea este pentru uz rezidențial sau comercial.

Codul principal care reglementează rezervoarele de combustibil pentru generatoare în Statele Unite este Codul și standardele Asociației Naționale de Protecție împotriva Incendiilor (NFPA), în special secțiunile NFPA 30 și NFPA 37. Ca atare, toate solicitările pentru un rezervor de combustibil pentru generatoare trebuie să fie supuse aprobării șefului de pompieri al statului.

Pentru a determina necesarul minim de capacitate a rezervorului de combustibil, va trebui să vă gândiți la modul în care intenționați să utilizați generatorul. Pentru pene de curent scurte sau rare, un generator de rezervă cu un rezervor de stocare mai mic poate fi acceptabil, însă va trebui să reumpleți rezervorul mai frecvent decât ar trebui să reumpleți rezervoare mai mari. Ar putea fi necesare rezervoare de stocare mai mari dacă intenționați să alimentați o instalație comercială mare cu un generator principal sau dacă sunteți supus unor întreruperi de energie electrică lungi și frecvente.

Furnizorul dvs. de generatoare vă poate ajuta să determinați dimensiunea optimă a rezervorului de combustibil pentru a vă asigura că aveți suficient combustibil la îndemână atunci când aveți nevoie de el. Un alt lucru de care trebuie să țineți cont atât la cumpărarea unui generator, cât și la selectarea unui rezervor de stocare a combustibilului pentru generatoare este costul și disponibilitatea combustibililor la locația dvs. Este o idee bună să discutați cu furnizorii locali de combustibil înainte de a cumpăra un generator pentru a vă face o idee mai bună despre costul și logistica implicată în obținerea combustibilului pentru generatoare.

Sistemele de evacuare a generatoarelor și controlul emisiilor

Ca mașini care ard combustibili fosili și funcționează continuu, chiar dacă acest timp de funcționare este neregulat, generatoarele trebuie să fie echipate cu componente pentru a le răci și pentru a filtra emisiile. Sistemele de răcire și de ventilație a generatoarelor reduc și elimină căldura într-o varietate de moduri:

• Apă. Apa poate fi folosită pentru a răci componentele generatorului. Acest tip de sistem de răcire este de obicei limitat la situații specifice sau la unități foarte mari, de 2.250 kW și mai mari.

• Hidrogen. Hidrogenul este un agent de răcire foarte eficient care este utilizat pentru a absorbi căldura degajată de un generator în funcțiune. Căldura este transferată către un schimbător de căldură și un circuit de răcire secundar, adesea amplasat în turnuri de răcire mari, la fața locului.

• Radiatoare și ventilatoare. Generatoarele mai mici sunt răcite printr-o combinație între un radiator și un ventilator standard.

Evacuările emise de generatoare sunt la fel ca gazele de eșapament emise de alte motoare pe gaz sau diesel. Acestea includ substanțe chimice toxice, cum ar fi dioxidul de carbon, care trebuie filtrate și eliminate din emisii. Sistemul de evacuare a generatoarelor gestionează această sarcină.

Conductele de evacuare sunt conectate la motor, unde direcționează vaporii în sus, afară și departe de generator și de instalație. Țeava se extinde în afara clădirii care adăpostește generatorul și trebuie să se termine departe de uși, ferestre și alte zone de admisie a aerului.

Pe lângă sistemele de evacuare, unele generatoare sunt supuse controalelor federale ale emisiilor. Emisiile generatoarelor monitorizate sunt: Oxid de azot (NOx), hidrocarburi, monoxid de carbon (CO) și particule în suspensie.

În general, generatoarele de urgență și generatoarele care funcționează mai puțin de 100 de ore pe an nu sunt supuse cerințelor federale privind emisiile generatoarelor; cu toate acestea, generatoarele principale instalate permanent și generatoarele de rezervă sunt supuse cerințelor federale privind emisiile în temeiul a trei norme EPA:

• National Emission Standard for Hazardous Air Pollutants (NESHAP) – For Reciprocating Internal Combustion Engines (RICE). 40 Code of Federal Regulations Part 63, Subpart ZZZZ. Cunoscută și sub numele de regula RICE.

• Standarde de performanță pentru surse noi (NSPS) – Standarde de performanță pentru motoarele staționare cu aprindere prin scânteie. 40 CFR, partea 60, subpartea JJJJ. Cunoscută și sub numele de norma NSPS privind aprinderea prin scânteie.

• Standarde de performanță pentru motoarele staționare cu ardere internă cu aprindere prin compresie. 40 CFR, partea 60, subpartea IIII. Cunoscută și sub numele de regula NSPS privind aprinderea prin compresie.

Veștile bune sunt că multe grupuri electrogene mai noi respectă deja standardele privind emisiile generatoarelor, datorită îmbunătățirilor aduse în fabricație. Grupurile electrogene mai vechi pot fi protejate, ceea ce le scutește de reglementările federale și le face să fie supuse doar standardelor de emisii de stat și locale. Cerințele privind controlul emisiilor variază în funcție de producător, dimensiunea generatorului și data de producție, astfel încât cea mai bună modalitate de a determina cerințele privind emisiile este să discutați cu dealerul sau producătorul generatorului dumneavoastră.

Pentru o privire mai profundă asupra reglementărilor privind emisiile, citiți această carte albă de la Cummins, „The Impact of Tier 4 Emission Regulations on the Power Generation Industry”.

Panoul de control al generatorului și comutatorul automat de transfer (ATS)

Una dintre cele mai importante componente ale generatoarelor moderne este panoul de control al generatorului. Panoul de control este creierul generatorului și este, de asemenea, interfața cu utilizatorul generatorului; punctul de la care veți accesa și controla funcționarea generatorului.

Multe panouri de control dispun de un comutator de transfer automat (ATS), care monitorizează în permanență puterea de intrare. Atunci când nivelul de energie scade sau se întrerupe complet, ATS semnalează panoului de control să pornească generatorul. De asemenea, atunci când puterea de intrare este restabilită, ATS semnalează panoului de control să oprească generatorul și îl reconectează la rețeaua electrică.

În plus față de monitorizarea 24/7, panoul de control al generatorului oferă o multitudine de informații pentru managerii de șantier:

• Indicatoarele motorului oferă informații importante despre nivelul uleiului și al fluidelor, tensiunea bateriei, turația motorului și orele de funcționare. La multe grupuri electrogene, panoul chiar va opri automat motorul atunci când detectează o problemă cu nivelurile de lichid sau alte aspecte ale funcționării generatorului.

• Indicatoarele generatoarelor oferă informații valoroase despre curentul de ieșire, tensiunea și frecvența de funcționare.

Ce tip de întreținere necesită un generator?

Generatoarele sunt motoare și necesită o întreținere de rutină a motorului pentru a asigura funcționarea corectă. Având în vedere că multe generatoare sunt folosite pentru a furniza energie de rezervă în caz de urgență, este esențial ca operatorii să efectueze verificări și inspecții regulate ale generatoarelor lor pentru a se asigura că mașina va funcționa așa cum este necesar, atunci când este necesar.

Cea mai bună rutină de întreținere a generatoarelor este cea recomandată de producător, dar, cel puțin, toate planurile de întreținere a generatoarelor ar trebui să includă o întreținere regulată și de rutină:

• Inspectarea și îndepărtarea pieselor uzate.
• Controlul nivelurilor de lichid, inclusiv al lichidului de răcire și al combustibilului.
• Inspecția și curățarea bateriei.
• Realizarea unui test al băncii de sarcină a generatorului și a comutatorului automat de transfer.
• Controlul panoului de control pentru a asigura acuratețea citirilor și a indicatorilor.
• Schimbarea filtrelor de aer și de combustibil.
• Inspecția sistemului de răcire.
• Lubrifierea pieselor, după cum este necesar.

Asigurați-vă că păstrați un jurnal de întreținere pentru păstrarea înregistrărilor. Includeți toate citirile, nivelurile de lichid, etc., împreună cu data și citirea contorului de ore al generatorului. Aceste înregistrări pot fi comparate cu înregistrările viitoare și pot fi folosite pentru a ajuta la detectarea anomaliilor sau a schimbărilor în funcționare, ceea ce vă poate da indicii despre probleme ascunse care ar putea deveni probleme majore dacă nu sunt verificate.

Generatoarele pot dura zeci de ani dacă sunt întreținute corespunzător. Aceste investiții simple și mici se vor amortiza cu siguranță în timp, economisind reparații costisitoare sau chiar înlocuirea completă a grupului electrogen. Dacă întreținerea generatorului nu este un lucru pe care îl puteți gestiona intern, mulți dealeri de generatoare oferă contracte de întreținere sau vă pot recomanda tehnicieni de întreținere calificați pentru a vă ajuta să vă păstrați generatorul în cea mai bună formă, an după an după an. Este timp și bani bine cheltuiți dacă vă poate menține afacerea în funcțiune atunci când se întrerupe curentul.