О дизельных генераторах— как работают и где применяются

Сложно представить, но чуть больше столетия назад электроэнергия только входила в жизнь наших предков. Современные дома, склады, строительные объекты не могут обходиться без электричества. Практически везде расположены потребители тока. На случай отключения электроэнергии во многих учреждениях установлены бесперебойные источники питания и дизель-генераторные установки (ДГУ).

Что такое дизельный генератор

Дизельные генераторы – это источник электроэнергии на жидком топливе. Они представляют собой стационарные или передвижные энергетические установки, которые преобразовывают механическую (кинетическую) энергию вращения в электрический ток. Тем самым, дизельгенераторы обеспечивают автономное электроснабжения любого объекта.

Устройство и принцип работы

Конструкция ДГУ представляет собой генераторный блок переменного тока (альтернатор) с двигателем внутреннего сгорания. Для обеспечения корректной работы и подачи электроэнергии на малых дизельных электростанциях установлены дополнительные узлы:

• блок управления (ручные, автоматические);
• топливный бак;
• датчики работы агрегатов;
• контуры распределения электричества;
• рама, на которую крепится оборудование или контейнер.

Принцип работы генераторной установки прост: при сгорании топлива в двигателе происходит вращение коленвала, который, в свою очередь, начинает проворачивать ротор генератора. Благодаря этому происходит смена магнитных полюсов и в обмотке статора создаётся индукционный ток переменного напряжения.

Предохранители – плавкие вставки – защищают цепь в случае короткого замыкания. Автоматические переключатели и дополнительные сопротивления установлены для изменения и регулировки параметров. Применяются датчики контроля уровня масел, счетчики моточасов и другие контрольно-измерительные приборы.

Типы дизельных электростанций

Дизельные генераторные установки могут работать как для постоянного обеспечения электричеством, так и на случай аварийной подачи, в качестве резервного источника питания. Альтернативные источники электроэнергии отличаются по вариантам исполнения, типу управления – ручной или автоматический и техническим характеристикам.

Виды исполнения

Электрические дизельные генераторы бывают в открытом и закрытом исполнении. Открытые варианты применяются в основном в отдельно стоящих сооружениях или монтируются в специальные контейнера. Модели, устанавливаемые на улице, оборудованы защитным кожухом, чтобы защитить оборудование от воздействия окружающей среды, в основном осадков.

Кроме того, выпускаются передвижные мобильные генераторы. Такие источники электроэнергии можно легко транспортировать. Обычно их применяют там, где нужна мобильность, например, для организации концертных и массовых мероприятий на открытом воздухе, обеспечения освещения ремонтируемых участков дорог.

Способы охлаждения

Классификация ДГУ осуществляется по типу охлаждения двигателя. Поскольку при работе выделяется тепло, его нужно куда-то отводить. Проще и дешевле организовать воздушное охлаждение. Однако вместе с воздухом в двигатель попадают и сторонние частицы. Поэтому часто применяется замкнутая жидкостная система.

Типы генератора

Дизель-генераторные установки классифицируются по типу генератора. Различают два типа:

• синхронный, с постоянной частотой вращения. Процесс регулируется механизмом, стабилизирующим пики внешних нагрузок;
• асинхронный, частота которого не соответствует стандартной частоте. Для стабильной бесперебойной работы необходим инвертор, который будет служить в качестве выпрямителя.

Классификация по мощности

Важным критерием классификации дизельных генераторов является вырабатываемая мощность. Они делятся на три основные категории:

• маломощные – до 20 кВт. Это бытовые источники питания с воздушным охлаждением;
• средней мощности – от 20 до 200 кВт. В большинстве своем передвижные установки с защитным корпусом;
• большой мощности – свыше 200 кВт. Дизельные электростанции, в основном стационарного типа, а также устанавливаемые на автомобильное шасси или в прицеп. Мощность может превышать несколько мегават.

Стоит отметить! Электрогенератора 2,5 мВт достаточно, чтобы запитать крупный завод или посёлок.

Области применения генераторов

ДГУ нельзя отнести к экономичным и экологически чистым способам получения электричества. Однако, благодаря своим характеристикам, они заняли место альтернативных или резервных источников электропитания.

В качестве резервных источников электричества дизель-генераторы используют, например:

• в загородных поселках, гостиницах, домах отдыха;
• автозаправочных комплексах;
• в офисных и торговых организациях;
• в фармацевтике;
• на производствах непрерывного цикла;
• в военных и пожарных частях;
• в медицинских учреждениях, особенно где оборудование должно работать без сбоев.

Кроме того, широкое применение ДГУ получили там, где нет централизованного электроснабжения:

• на мероприятиях, концертах;
• в поселках, где проживают вахтовые рабочие;
• на туристических базах и в экспедициях;
• в строительстве отдалённых объектов и автодорог;
• в сельском хозяйстве;
• при проведении аварийно-спасательных работ.

Достоинства и особенности

Главным достоинством дизельных генераторных установок является обеспечение бесперебойного электроснабжения и поставку электричества в отдалённых и труднодоступных местах. Кроме того, они:

• обеспечивают большую мощность, в отличии от бензиновых генераторов;
• могу применяться в любое время суток и при любой погоде;
• имеют широкий температурный диапазон работы – от -40 до +40С;
• снабжены автоматикой (не все модели), позволяющей в течении нескольких секунд восстановить электропитание в случае отключения центрального электроснабжения;
• просты в обслуживании.

Но есть и свои недостатки:

• в зависимости от двигателя могут быть требовательны к качеству дизельного топлива;
• загрязняют окружающую среду выбросами;
• их нельзя устанавливать внутри жилого помещения;
• при размещении внутри здания, требуется хорошая вентиляция помещения;
• необходимо поддерживать уровень нагрузки, т.к. эксплуатация вхолостую приведёт к быстрому износу;
• расходы на топливо.

С развитием технологий на замену ДГУ приходят новые виды устройств подачи электроэнергии, в том числе так называемые экологически чистые. В частности, способные аккумулировать электричество из солнечных панелей или накапливать излишки и выдавать их в пиковые нагрузки. Но дизельные генераторы по-прежнему остаются востребованными, в т.ч. благодаря универсальности применения.

По каким критериям выбирают

Перед покупкой дизельного генератора необходимо определиться с типом электропитания. Это может быть источник переменного тока с одной фазой, трёхфазные генераторы 380В и узкоспециализированные установки постоянного тока.

Важным критерием является мощность генераторной установки. Для определения необходимой ДГУ следует посчитать суммарное потребление всех подключённых в сеть электроприборов – лампы освещения, плиты, оборудование и т.д. В суммарную нагрузку учитываются дополнительно подключаемые потребители: компрессора, дрели, пилы, холодильники и др. Мощность дизельного генератора должна на 25% превышать все подключаемые приборы.

Также стоит обратить внимание на наличие инвертеров (выпрямителей тока), уровень автоматизации, наличие дополнительных опций, в зависимости от цели и региона использования.

Расход топлива и объём бака, например, напрямую влияют на автономность работы. Опытным путем установлено, что для генерирования одного кВт/час электрической энергии ДГУ расходует 0,02 кг топлива. Значит генератор мощностью 100 кВт израсходует за час около 2,4 литров дизельного топлива. Это среднее значение, которое зависит от производителя и условия работы, но позволяет получить представление о затратах.

Автор: Андрей Соломин