دیزل ژنراتور چیست

آیا تاکنون با مشکل قطعی برق در محیط‌های ساختمانی و یا صنعتی روبرو شده‌اید؟ یا برای راه‌اندازی تجهیزات ساختمانی و صنعتی در مناطق دورافتاده مثلاً تأمین برق چند خانه روستایی و یا کارگاه‌های سیار عمرانی برنامه‌ای دارید؟ دیزل ژنراتور ها برای تولید برق در چنین شرایطی طراحی‌ شده‌اند.

دیزل ژنراتور چیست؟

دیزل ژنراتور دستگاه تولیدکننده برق برای مصارف ساختمانی و یا صنعتی است. این دستگاه از دو بخش موتور دیزلی و ژنراتور تشکیل ‌شده است که برای تولید برق در شرایط اضطراری و یا در مناطق دوردست و فاقد برق شبکه سراسری طراحی شده است. آیا تاکنون با مشکل قطعی برق در محیط‌های ساختمانی و یا صنعتی روبرو شده‌اید؟ در این ‌صورت برای تداوم فعالیت‌ها و تأمین به موقع نیروی برق چه کار می‌کنید؟ و یا برای راه‌اندازی تجهیزات الکتریکی ساختمانی و صنعتی در مناطق دورافتاده مثلاً تأمین برق چند خانه روستایی و یا کارگاه‌های سیار عمرانی برنامه‌ای دارید؟ دیزل ژنراتورها برای تولید برق در چنین شرایطی طراحی‌ شده‌اند.

انواع دیزل ژنراتور صنعتی توانایی کار کردن به مدت طولانی را دارند و از سوخت ارزان قیمت گازوئیل استفاده می کنند. همچنین گازوئیل سوختی با درجه احتراق بالا است که کاملا امن و در حجم زیاد نگهداری می شود. شرایطی که کاملا مناسب راه اندازی موتور برق های بزرگ است. با خرید یک دیزل ژنراتور کارآمد از یک برند معتبر، به راحتی می‌توانید در مواقع بحرانی از برق با ولتاژ استاندارد بهره‌مند شوید و یا در دورافتاده‌ترین مکان‌ها برای کار کردن با انبوه تجهیزات الکتریکی آماده باشید.

صحبت از برند معتبر شد اما معرفی تک تک برندها کار ساده ای نیست چرا که هم ممکن است برخی از قلم بیفتند و برخی درحال حاضر به بازار کشور وارد نشوند؛ به عنوان مثال یکی از پرفروش ترین برند دیزل ژنراتور در این چند سال اخیر برند لوول (LOVOL) بوده که در حال حاضر انواع دیزل ژنراتور بادوین جانشین آن شده است. اما در این مطلب از گروه انجیکا قصد داریم به بررسی فنی و طراحی کلی دیزل ژنراتورها بپردازیم.

به زبان ساده، یک دیزل ژنراتور عبارت است از یک موتور دیزل که با یک آلترناتور (ژنراتور یا سیم پیچ) بسته یا کوپل شده است این موتورهای دیزلی از ۳ الی ۱۶ سیلندر هستند. اغلب این موتور ها از نوع آب خنک هستند؛ موتورهای دیزلی شرایط کار کردن در مدت زمان طولانی را دارند و این ویژگی از نکات برجسته برای طراحی انواع دیزل ژنراتور است. آلترناتور یا ژنراتور بخش تولید برق در دیزل ژنراتورها است؛ با چرخش روتور توسط موتور دیزلی، در سیم‌پیچ استاتور جریان مغناطیسی القا می‌شود. این جریان با عبور از یک طبقه پنل کنترلی تبدیل به جریان برق تک‌فاز و یا سه فاز خواهد شد.

اصول طراحی دیزل ژنراتور

هر دستگاه دیزل ژنراتور دارای اجزای متعددی است که با توجه به کلاس طراحی و امکانات و تکنولوژی ساخت دارای بخش‌های مکانیکی و الکتریکی متنوعی هستند. اما در کل می‌توانیم اجزای اصلی این مولدها را در دو بخش موتوری و ژنراتوری بررسی کنیم.

• موتور دیزلی: موتور دیزلی اصلی‌ترین بخش مکانیکی انواع دیزل ژنراتور است که برای تولید قدرت و راه‌اندازی ژنراتور نصب شده ‌است. این موتورها همگی از نوع دیزلی هستند و با سوخت ارزان ‌قیمت گازوئیل کار می‌کنند و می‌توانند قدرت زیادی را تولید کنند. انواع موتورهای دیزلی ۳ الی ۱۶ سیلندر با عملکرد ۴ زمانه در ساخت انواع دیزل ژنراتور استفاده شده ‌است. عموم این موتورها از نوع آب خنک هستند؛ اما برای طراحی دیزل ژنراتورهای کوچک از موتورهای گازوئیل سوز هوا خنک با استارت هندلی استفاده می‌شود. موتورهای دیزلی شرایط کار کردن در مدت زمان طولانی را دارند و این ویژگی از نکات برجسته برای طراحی انواع دیزل ژنراتور است.
• آلترناتور( ژنراتور): آلترناتور بخش تولید برق در دیزل ژنراتورها است. این بخش از رتور متحرک در داخل سیم‌پیچ استاتور تشکیل شده ‌است و با چرخش رتور توسط موتور دیزلی در سیم‌پیچ استاتور جریان مغناطیسی القا می‌شود. این جریان با عبور از یک طبقه پنل کنترلی تبدیل به جریان برق با سطح ولتاژ استاندارد تک‌فاز و یا سه فاز خواهد شد. هماهنگ بودن آلترناتور با سرعت کارکرد موتور دیزلی در طراحی انواع دیزل ژنراتور اهمیت بالایی دارد. بنابراین در بررسی فنی این بخش به مشخصات مانند حداکثر سرعت، ظرفیت تبدیل توان، راندمان و شرایط کوپل شدن آلترناتور توجه می‌شود.

کیفیت در ساخت و طراحی این دو بخش، تعیین کننده امتیاز کیفی یک دیزل ژنراتور است؛ چرا که این دو بخش، ساختار اصلی این دستگاه ارزشمند را شکل میدهند و سازندگان بهترین برندهای دیزل ژنراتور خوب میدانند چطور با ید این دو قسمت را طراحی، تولید و با یکدیگر کوپله کنند.

انواع دیزل ژنراتور کدام‌اند؟

انواع دیزل ژنراتور را براساس نوع کارکرد آنها و روش بهره‌برداری در محیط‌های ساختمانی و یا صنعتی و کشاورزی دسته‌بندی می‌کنند که به قرار زیر است:

• دیزل ژنراتورهای اضطراری (Stand by): برای کار در شرایط اضطراری طراحی ‌شده‌اند و از توانایی راه‌اندازی خودکار در صورت قطع برق شبکه سراسری برخوردار هستند. از این دیزل ژنراتورها هم در محیط‌های ساختمانی مانند اداره‌ ها، مراکز درمانی، سازمان‌ها و حتی مجتمع‌های مسکونی استفاده می‌کنند و هم مناسب نصب در واحدهای کارخانه‌ای برای تولید برق در زمان قطعی شبکه سراسری هستند؛ اما توانایی کار در مدت زمان طولانی را ندارند.
• دیزل ژنراتورهای پرایم (Prime): برای کار در مدت زمان طولانی فراتر از ۸ ساعت در شبانه‌روز مناسب پروژه‌های موقتی طراحی ‌شده‌اند. از این موتور برق های بزرگ صنعتی عموماً برای تولید برق در مکان‌های سیار و یا مکان‌هایی موقتی مانند اردوگاه‌ها، نمایشگاه‌ها، کمپ‌های گردشگری و یا فضاهای سیار کارگاهی و… استفاده می‌کنند.
• دیزل ژنراتورهای دائمی (Continuous): برای کار در شرایط دائمی و تولید برق همیشگی واحدهای صنعتی یا ساختمانی و مسکونی طراحی ‌شده‌اند. این دیزل ژنراتورها دارای موتورهایی با عملکرد آرام و تولید گشتاور بالا هستند که قادر است تا در مدت زمان طولانی بدون افت توان کار کند. از این موتور برق های بزرگ صنعتی برای تولید برق مناطق روستایی، شهرک‌های ویلایی، کمپ‌های گردشگری، کارگاه‌ها و کارخانه‌ها و… استفاده می‌کنند.

انواع دیزل ژنراتور از نظر توان

کاربرد دیزل ژنراتور در محیط‌های ساختمانی و یا صنعتی و کشاورزی متنوع است. تقریباً برای پوشش هر نوع نیاز ساختمانی یا صنعتی یک دستگاه ژنراتور با توان مناسب طراحی ‌شده است. این دستگاه‌ها را از نظر توان الکتریکی برای تولید برق تک‌فاز و یا سه فاز نیز دسته‌بندی می‌کنند که به قرار زیر است:

• دیزل ژنراتورهای خانگی: به تمامی دیزل ژنراتورها در محدوده توان ۵ الی ۵۰ کیلو وات گفته می‌شود. برخی مدل‌ها فقط مناسب راه‌اندازی تجهیزات یک خانه کوچک هستند. اما از مدل‌های قدرتمند ۵۰ کیلو واتی می‌توانیم برای تأمین برق واحدهای بزرگ ساختمانی، مجتمع‌های مسکونی، فضاهای روستایی، کمپ‌های گردشگری و یا واحدهای خدماتی درمانی و… استفاده کنیم. این ژنراتورهای خانگی را با استفاده از شاسی‌های ثابت و یا قابل حمل (چرخ‌دار) طراحی می‌کنند.
• دیزل ژنراتورهای صنعتی: تمامی دیزل ژنراتورها با تولید برق KW ۵۰ به بالاتر در این دسته‌بندی قرار می‌گیرند. البته الگوی طراحی دیزل ژنراتورهای صنعتی بسیار گسترده‌ است و شامل مدل‌های ساختمانی، کار در پروژه‌های سیار و یا کار در محیط‌های کارخانه‌ای می‌شود. این موتور برق های بزرگ صنعتی در محدوده توان ۵۰ الی 3000 کیلو وات ساخته می‌شوند که عموماً از پنل تولید برق سه فاز برخوردار هستند. دیزل ژنراتورهای صنعتی با توجه به نوع طراحی اضطراری یا دائمی برای نصب در محیط‌های بیمارستانی، صنعتی، کارگاه‌های بزرگ عمرانی، معادن، پروژه‌های راه‌سازی، کشاورزی و مراکز پمپاژ آب و… استفاده می‌شوند.

دیزل ژنراتور سایلنت با کانوپی (محفظه صدا)

موتورهای دیزلی قدرتمند هستند، اما این موتورهای قدرتمند در حین کار صدای زیادی هم تولید می‌کنند. احتمالاً در محیط صنعتی و یا کارگاه‌های عمرانی چندان مشکلی با عملکرد پر سروصدای موتور برق های صنعتی نداشته باشیم؛ اما قطعاً نمی‌توانیم چنین کارکرد پرهیاهو را در محیط‌های ساختمانی خصوصا ساختمان‌های مسکونی و یا اداری و بیمارستان‌ها و… تحمل کنیم. برای حل این مشکل انواع دیزل ژنراتور کانوپی شده را طراحی کرده‌اند.

کانوپی محفظه عایق صدا است که برای کاهش حجم صدای موتور برق صنعتی استفاده می‌شود. دیزل ژنراتورهای کانوپی شده از نگاه فنی تفاوتی با دیگر مدل‌های ساده ندارند، اما به دلیل برخورداری از محفظه کانوپی تولید صدای آنها بسیار کمتر است. این ویژگی مناسب کار در محیط‌های ساختمانی و خدماتی است.

مزایای استفاده از دیزل ژنراتور

در کنار دیزل ژنراتورها، مولدهای دیگری با استفاده از موتورهای گازسوز و یا بنزین سوز نیز طراحی می‌شوند. با این ‌وجود کاربرد دیزل ژنراتور خصوصاً برای پوشش فعالیت‌های صنعتی و یا نصب در محیط‌های بزرگ ساختمانی بسیار گسترده است. مزایای استفاده از دیزل ژنراتور به ‌قرار زیر است:

• با سوخت ارزان‌ قیمت گازوئیل کار می‌کنند.
• گازوئیل سوختی پایدار است و به ‌راحتی در دمای محیط خودبه‌خود آتش نمی‌گیرد. بنابراین مناسب ذخیره‌سازی در مقدار زیاد است.
• موتورهای دیزلی کارکرد مطمئنی دارند و می‌توانند در مدت زمان طولانی کار کنند.
• تعمیر و تعویض قطعات فنی موتورهای دیزلی ساده است.
• موتورهای دیزلی به ‌مراتب از دیگر موتورها عملکردی آرام‌تر دارند. به ‌این ‌ترتیب استهلاک آنها کمتر است.
• موتورهای دیزلی بسیار قدرتمندتر از موتورهای گازسوز هستند و در ابعاد کوچک می‌توانند قدرت بالاتری مناسب راه‌اندازی ژنراتورهای بزرگ صنعتی را تولید نمایند.

همان طور که اشاره شد با توجه به اینکه ژنراتور ها با سوخت گازوییل کار میکنند هزینه سوخت کاهش پیدا میکند و این یک معیار مهم برای مدیریت هزینه تامین برق میباشد؛ اما اگر هنوز ژنراتور خریداری نکرده اید حتی میتوان با کسب اطلاعات بیشتر و آگاهی، بودجه و هزینه خود یا مجموعه خودتان را مدریت کرده و بخش زیادی از این بودجه را با خرید یک محصول از بهترین دیزل ژنراتور چینی پس انداز کنید.

نگاهی به اجزای دیزل ژنراتور

از قبل گفتیم که موتور برق های بزرگ صنعتی از دو بخش اصلی موتور دیزلی و آلترناتور تشکیل شده ‌است؛ اما در کنار این دو بخش اصلی، بخش‌های کوچک و بزرگ مکانیکی و الکتریکی حضور دارند. اجزای دیزل ژنراتورها کم‌وبیش یکسان است و به قرار زیر هستند:

• موتور دیزلی
• دینام (آلترناتور)
• رگولاتور تنظیم ولتاژ
• سیستم‌های مربوط به سوخت (تانک ذخیره سوخت، پمپ گازوئیل، سیستم کاربراتور و پاشش سوخت)
• سیستم‌های خنک کننده رادیاتوری یا پروانه‌ای
• سیستم اگزوز
• سیستم روانکاری
• کنترل پنل و شارژ باطری
• شاسی

علاوه بر موتور دیزلی و آلترناتور( ژنراتور) که از قبل و در بخش های اصلی موتور برق صنعتی بررسی کرده ایم، دیگر بخش های دیزل ژنراتورها به قرار زیر است:

• سیستم سوخت رسانی: انواع دیزل ژنراتور را با توجه به حجم تانک سوخت ارزیابی می‌کنند. زیرا مدت زمان کارکرد پیوسته دیزل ژنراتور را با استفاده از ظرفیت مخزن بررسی می کنند. البته حجم تانک با در نظر گرفتن ابعاد دستگاه انتخاب می‌شود. سیستم سوخت رسانی دیزل ژنراتورها دارای بخش‌های فنی متعدد از جمله پمپ سوخت، صافی گازوئیل، سیستم کاربراتوری، لوله‌های تهویه برای جلوگیری از انباشت بخار سوخت و… است. در دیزل ژنراتورهای صنعتی که نیاز به حجم هوای زیادی دارند، از سیستم‌های توربو استفاده می‌کنند. این سیستم نوعی پمپ مکش هوا است که حجم هوای کافی موتورهای بزرگ را تأمین می‌نماید.
• سیستم رگولاتور تنظیم ولتاژ (AVR): یک سیستم الکترونیکی است که در سمت برق خروجی دیزل ژنراتور نصب شده ‌است و وظیفه آن تنظیم دقیق سطح ولتاژ خروجی در شرایط پایدار است. این سیستم، ولتاژ خروجی آلترناتور را پس‌ از راه‌اندازی تنظیم می‌کند و در صورت نوسان بار از ایجاد اعوجاج در ولتاژ خروجی دستگاه جلوگیری خواهد کرد.
• سیستم خنک کننده: دیزل ژنراتورهای خانگی در محدوده ۵ الی ۵۰ کیلو وات دارای موتورهای هوا خنک هستند. در این موتورها از پروانه برای خنک شدن موتور استفاده ‌شده است؛ اما برای خنک کردن دیزل ژنراتورهای صنعتی که توان بالاتر از ۵۰ کیلو وات دارند، از سیستم رادیاتوری آب خنک استفاده می‌کنند.
• سیستم اگزوز: آلایندگی موتورهای دیزلی زیاد است، تا جاییکه در صورت عدم بهره‌مندی از سیستم تهویه مناسب و یا عدم طراحی کانال خروجی دود، مناسب نصب در مکان‌های ساختمان و سرپوشیده نیستند. برای مدیریت آلایندگی موتورهای دیزلی سیستم‌های اگزوز مدرن طراحی ‌شده است. این اگزوزهای نسل جدید از جنس آهن نرم و یا فولاد ساخته می‌شوند که برای انتقال حرارت کامل موتور نیز کارایی دارند.

نگاهی به مشخصات فنی انواع دیزل ژنراتور

دیزل ژنراتورها در توان های گوناگون و کاربردهای متفاوتی ساخته می شوند، اما در کل از نظر طراحی یکسان هستند. بنابراین برای بررسی تمامی آنها با مشخصه های کم و بیش یکسان رو به رو هستیم که به قرار زیر است:

• توان نامی: توان نامی مهمترین مشخصه فنی انواع دیزل ژنراتور است که معیار قدرت آن در راه‌اندازی تجهیزات برق صنعتی یا ساختمانی است. این مشخصه را با واحد کیلو وات (kw) و یا کاوا (KVA) معرفی می‌کنند.
• حداکثر توان راه‌اندازی: علاوه‌بر توان نامی مشخصه دیگری با عنوان حداکثر توان راه‌اندازی وجود دارد. از آنجا که این ژنراتورها برای کار در فضاهای صنعتی طراحی شده‌اند و در این مکان‌ها با انبوه ماشین‌آلات سه فاز خصوصاً الکتروموتورهای قدرتمند 380 ولت سروکار داریم، جریان راه‌اندازی بالایی به وجود می‌آید. حداکثر توان راه اندازی دیزل ژنراتور برای تولید چنین جریان هایی است.
• سیستم ATS: این سیستم سامانه کنترل خودکار دیزل ژنراتور است که به ‌طورکلی ناظر بر اعمال بار بر روی دستگاه ژنراتور می‌باشد. سیستم ATS برای بهره‌مندی از قابلیت برق اضطراری طراحی ‌شده است و می‌تواند به ‌طور خودکار و پس‌ از قطع برق شبکه سراسری دیزل ژنراتور را فعال نماید. در عین ‌حال وظایف دیگری از جمله انجام فعالیت‌های مانیتورینگ و پایش مشخصه‌های عملیاتی موتور دیزلی مانند درجه حرارت آب، فشار روغن، سرعت موتور و… را بر عهده دارد.
• سیستم ECU: یک سیستم الکترونیکی است که کنترل میزان بار در انواع دیزل ژنراتور را بر عهده دارد. این سیستم از دستاوردهای مدرن صنعت ژنراتور سازی است که در عملکرد بهینه موتور دیزلی و کاهش مصرف سوخت گازوئیل تا تولید آلایندگی کم تاثیرگذار است.
• درجه حفاظت (IP): تعیین درجه حفاظت (IP) از مهمترین مشخصه های فنی و کاربردی در بررسی انواع دیزل ژنراتور است که معیار مقاومت اجزای موتور برق صنعتی در مجاورت با هوای مرطوب، پاشش آب و یا محیط‌های پر از گردوخاک است. سیستم‌های مدرن ژنراتوری با درجه حفاظت IP43 و حتی بالاتر طراحی می‌شوند و می‌توانند در هوای کاملاً مرطوب و حتی کاملاً آلوده کار کنند.