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

Промышленный 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

Промышленный дизельный генератор на линии сборки

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

Промышленные дизельные генераторы Atlas Copco

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

Открытый промышленный дизель-генератор MTU

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

Трёхфазный компактный дизель-генератор ТСС

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

Промышленные дизельные генераторы Pramac установленные на крыше торгового центра

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

Промышленный дизель-генератор Pramac

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

Дизельный генератор установленный в частном доме

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

Поделиться
Подпишись на Я.Н