ژنراتور برق

ژنراتور چیست و چگونه کار می کند؟

ژنراتور یا مولد برق، دستگاهی است که انرژی مکانیکی حاصل از سوخت فسیلی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. اصل کار ژنراتور برمبنای قانون القای الکترومغناطیسی مایکل فارادی است. طبق این قانون وقتی یک هادی الکتریکی مانند سیم در یک میدان مغناطیسی حرکت کند یا میدان مغناطیسی حول آن تغییر کند، جریان الکتریکی در آن القا می شود. ژنراتورها در انواع مختلف و با توان های مختلف تولید می شوند و برای طیف گسترده ای از کاربردها از صنعت ساختمان تا صنایع سنگین استفاده می شوند بنابراین انتخاب بهترین ژنراتور برای تولید برق متناسب با هر کاربرد نیازمند بررسی دقیق و محاسباتی است که اصولا توسط کارشناسان انجام می شود.

انواع ژنراتور برق

انواع ژنراتور از جهات مختلف قابل دسته بندی می باشند

1. انواع ژنراتور بر اساس نوع سوخت

• موتور ژنراتور دیزلی

موتور ژنراتور دیزلی (Diesel Generator) دستگاهی است که از سوخت دیزل برای تولید برق استفاده می‌کند. این دستگاه شامل دو بخش اصلی است: موتور دیزلی و ژنراتور الکتریکی. موتور دیزلی با سوختن گازوئیل کار می‌کند و انرژی مکانیکی تولید می‌کند، سپس این انرژی مکانیکی به ژنراتور منتقل شده و به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.

• موتور ژنراتور بنزینی

موتور ژنراتور بنزینی (Gasoline Generator) دستگاهی است که از سوخت بنزین برای تولید برق استفاده می‌کند. موتورهای بنزینی معمولاً در توان‌های پایین‌تر استفاده می‌شوند و حجم و وزن پایین تری دارند و به راحتی قابل حمل هستند. انواع موتور ژنراتور بنزینی در مقایسه با موتور ژنراتورهای دیزلی از قدرت پایین تر و دوام کمتری نیز برخوردارند. ژنراتورهای بنزینی معمولاً ارزان‌تر هستند ولی هزینه سوخت آن‌ها بیشتر است. موتور ژنراتورهای بنزینی در کاربردهای سبک خانگی، مسافرتی، کشاورزی و تامین برق کارگاه های صنعتی کوچک با تجهیزات محدود کارائی دارند.

• موتور ژنراتور گازسوز

موتور ژنراتور گازسوز (Gas Generator) دستگاهی است که از گاز طبیعی یا گاز مایع  برای تولید برق استفاده می‌کند.  این دستگاه نیز مانند سایر انواع ژنراتورها از یک موتور احتراقی برای تولید انرژی مکانیکی و یک ژنراتور الکتریکی برای تبدیل آن به انرژی الکتریکی استفاده می‌کند. موتور این نوع ژنراتور با سوخت گاز کار می‌کند که به نسبت سوخت‌های دیزل و بنزین، سوختی تمیزتر و اقتصادی‌تر است. موتور ژنراتورهای گازسوز به‌ویژه در مکان‌هایی که دسترسی به گاز طبیعی مناسب است، برای تأمین برق به‌صرفه و پایدار استفاده می‌شوند.

عموما موتور ژنراتورهای کوچکتر و دارای توان خروجی پایین تر با بنزین کار می کنند در حالی که سوخت ژنراتورهای بزرگتر  گازوئیل و یا گاز پروپان یا گاز طبیعی است. برخی از ژنراتورها نیز به صورت دوگانه سوز با تغذیه دوگانه گازوئیل و گاز طراحی شده و کار می کنند.

2. انواع ژنراتور براساس نوع کاربرد

ژنراتورها برحسب نوع کاربرد به شکل زیر تقسیم بندی می شوند:

• ژنراتور اضطراری (Standby)

ژنراتور اضطراری نوعی ژنراتور است که برای تامین برق در شرایط اضطرای و هنگامی که برق شبکه اصلی قطع می شود به کار می رود. این ژنراتورها معمولا به طور خودکار پس از قطعی برق وارد عمل می شوند و برق مورد نیاز مرکز را تامین می کنند تا اطمینان حاصل شود که فعالیت حیاتی در مجموعه مورد نظر که به برق وابسته است بدون وقفه ادامه یابد. برای روشن شدن خودکار ژنراتور اضطراری نیاز به تابلو ATS می باشد.

ژنراتور های اضطراری در بیمارستان ها و مراکز درمانی، کارخانجات و صنایع تولیدی، برج های مسکونی و تجاری، هتل ها، مراکز داده ها و سرورها و … مورد استفاده قرار می گیرند. اصلی ترین ویژگی های ژنراتورهای اضطراری فعال سازی خودکار هنگام قطع برق، پشتیبانی فوری بلافاصله پس از بروز اختلال در برق رسانی، کاربری مطمئن و در نهایت نگهداری ساده این دستگاه ها است. ژنراتورهای اضطراری از این جهت که در مواقع بحران و قطعی برق می توانند از بروز اختلالات بزرگ و زیان های جدی جلوگیری کنند از اهمیت بالائی برخوردارند.

• ژنراتور پرایم یا پایه (Prime)

ژنراتور پرایم نوعی ژنراتور است که برای تامین برق به طور مداوم و پیوسته در مدت زمان طولانی طراحی شده است. این ژنراتورها معمولاً در مواقعی استفاده می‌شوند که برق شبکه در دسترس نباشد یا به برق مداوم بدون بروز قطعی و اختلال نیاز باشد مانند صنایع، معادن، سایت‌های ساختمانی بزرگ یا مناطق دورافتاده. از ویژگی های اصلی ژنراتورهای پرایم می توان به کارکرد مداوم و طولانی، قدرت متغیر براساس نیاز بار مصرفی، مصرف بهینه سوخت و تنوع کاربرد در صنایع مختلف اشاره کرد.

• ژنراتور دائم (Continuous)

ژنراتور دائم نوعی ژنراتور است که برای تولید برق به صورت پیوسته و بدون وقفه، در تمام مدت شبانه‌روز و در شرایط بار ثابت طراحی شده است. این نوع ژنراتور زمانی استفاده می‌شود که نیاز به تولید برق به صورت مداوم و ثابت وجود دارد، مثلاً در مناطقی که هیچ منبع برق شبکه‌ای در دسترس نیست یا در صنایع و تأسیساتی که باید به طور مداوم برق داشته باشند.

تفاوت بین ژنراتور دائم و ژنراتور پرایم در این است که ژنراتور دائم برای تأمین برق در شرایط بار ثابت طراحی شده است، در حالی که ژنراتور پرایم می‌تواند در شرایط بار متغیر و به طور مداوم کار کند. همچنین ژنراتورهای پرایم برای استفاده مداوم و طولانی مدت طراحی شده اند اما ممکن است توقف‌های دوره‌ای جهت نگهداری و سرویس در حین کار داشته باشند، در حالی که ژنراتورهای دائم برای کارکرد طولانی‌مدت بدون توقف طراحی شده‌اند.

• ژنراتور چند منظوره (Multipurpose)

ژنراتور چند منظوره نوعی ژنراتور است که برای انجام طیف گسترده‌ای از وظایف و کاربردهای مختلف طراحی شده است. این ژنراتورها به گونه‌ای ساخته می‌شوند که توانایی پاسخگویی به نیازهای متنوعی مانند تولید برق در شرایط اضطراری، کارکرد مداوم، و تامین برق در پروژه‌های موقت را داشته باشند. به عبارتی، ژنراتور چند منظوره ترکیبی از قابلیت‌های ژنراتورهای مختلف است و می‌تواند در موقعیت‌های مختلفی به کار گرفته شود.

ژنراتورهای چند منظوره از ویژگی های منحصر به فردی مانند انعطاف پذیری در کاربرد، قابلیت حمل و جابجائی، قابلیت تنظیم توان و کارکرد در بارهای مختلف برخوردارند. این ژنراتورها معمولاً در پروژه‌های ساخت‌وساز، کمپ‌های موقتی، رویدادهای ورزشی یا فرهنگی، و همچنین مناطقی که برق شبکه در دسترس نیست یا قابل اعتماد نمی‌باشد، به کار می‌روند .ژنراتورهای چند منظوره به دلیل انعطاف‌پذیری و قابلیت تطبیق با شرایط مختلف، انتخابی اقتصادی و کارآمد برای کاربران مختلف هستند.

3. انواع ژنراتور براساس نوع برق تولیدی

انواع ژنراتور براساس نوع برق تولید به دو دسته سه فاز و تک فاز تقسیم بندی می شوند. ژنراتورهای تکفاز در مصارف کوچک به عنوان مثال خانگی مورد استفاده قرار می گیرد و نوع سه فاز که با نام ژنراتور سه فاز نیز شناخته می شود در مصارف کوچک، نیمه صنعتی، صنعتی و نیروگاهی مورد استفاده قرار می گیرد.

اجزای اصلی ژنراتور

اجزای اصلی یک موتور ژنراتور به صورت زیر است:

• موتور

موتور اصلی ترین بخش ژنراتور است. این قطعه تمام توان مکانیکی ژنراتور را تامین و توان الکتریکی خروجی ژنراتور را مشخص می کند. اندازه موتور در ژنراتور به حداکثر توان خروجی ژنراتور بستگی دارد. به طور کل انتخاب و ارزیابی موتور به عوامل مختلفی از جمله نوع سوخت، محفظه سوخت و توان مکانیکی مورد نیاز بستگی دارد. به دست آوردن مشخصات کامل عملکرد موتور و برنامه های تعمیر و نگهداری آن نیازمند مشاوره فنی با کارشناسان حوزه مربوطه است.

• آلترناتور یا ژنراتور

آلترناتور یا ژنراتور در حقیقت قلب تپنده تولید توان الکتریکی در ژنراتورها است که انرژی مکانیکی خود را از موتور دریافت کرده و آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. آلترناتور در تعیین ظرفیت و توان خروجی نهایی ژنراتور نقش بسیار مهمی ایفا می کند. نوع آلترناتور یا ژنراتور بر حسب نیاز ما تعیین شده و ساختمان آن شامل آرمیچر یا سیم پیچی روتور، استاتور و جریان نحوه عملکرد دیزل ژنراتور را تعیین نماید.

• سیستم سوخت

اجزائی که وظیفه انتقال سوخت به موتور برای انجام فعالیت احتراق را دارند سیستم سوخت ژنراتور نامیده می شوند. تانک سوخت معمولا ظرفیت کافی برای کارکرد ژنراتور برای 6 تا 8 ساعت به طور متوسط را دارد.

• تنظیم کننده ولتاژ

وظیفه اصلی این بخش از ژنراتور تنظیم ولتاژ خروجی ژنراتور است . این عملکرد توسط اجزائی از جمله رگولاتور، سیم پیچی تحریک کننده و روتور انجام می پذیرد. تنظیم‌کننده ولتاژ به طور مداوم ولتاژ خروجی ژنراتور را اندازه‌گیری می‌کند. اگر ولتاژ خروجی از مقدار تنظیم شده منحرف شود (چه بالاتر و چه پایین‌تر از مقدار مطلوب) تنظیم‌کننده وارد عمل می‌شود. این قطعه برای اطمینان از ایمنی و عملکرد صحیح دستگاه‌های الکتریکی که از ژنراتور تغذیه می‌شوند، بسیار حیاتی است.

• گاورنر (تنظیم کننده سرعت موتور و فرکانس خروجی)

گاورنر (Governor) در ژنراتور نقش کنترل و تنظیم سرعت موتور را بر عهده دارد. وظیفه اصلی گاورنر این است که اطمینان حاصل کند سرعت موتور ژنراتور در سطح مطلوبی باقی می‌ماند تا فرکانس برق تولیدی پایدار و در محدوده مشخصی باشد (معمولاً 50 یا 60 هرتز، بسته به منطقه).

هنگامی که بار الکتریکی روی ژنراتور افزایش می‌یابد، موتور برای تأمین انرژی بیشتر نیاز به کار در سرعت بالاتری دارد. در این شرایط، گاورنر با تنظیم ورودی سوخت به موتور، سرعت موتور را افزایش می‌دهد تا از افت فرکانس جلوگیری کند.

به طور مشابه، زمانی که بار کاهش می‌یابد، گاورنر میزان سوخت ورودی را کاهش می‌دهد تا از افزایش بیش از حد سرعت موتور و در نتیجه افزایش فرکانس جلوگیری شود.

• سیستم خنک کننده و اگزوز

از دیگر اجزای حیاتی که وجود آن در ژنراتورها ضروری است، سیستم های خنک کننده است چرا که داغ شدن ژنراتور به مدت زیاد و طولانی مدت باعث خراب شدن قطعات و در نهایت نقص عملکرد دستگاه می شود. برای عمل خنک سازی در برخی از ژنراتورها از مایع و در برخی دیگر از گاز هیدروژن استفاده می شود. عملکرد اصلی اگزوز نیز حذف ایمن گازهای مضر ناشی از فعالیت ژنراتور دیزلی است. سیستم اگزوز نیز از چند بخش تشکیل شده است که شامل منیفولد اگزوز، صدا خفه کن و لوله اگزوز می شود.

• سیستم روغن کاری

ژنراتورها همانند دیگر تجهیزات صنعتی دیگر از قطعاتی تشکیل شده است که حین عملکرد مدام در حال رفت و آمد و یا چرخش هستند. از آنجا که این حرکات به مرور زمان منجر به استهلاک دستگاه می شوند بهتر است برای کارائی بهتر اجزا روغن کاری شوند. لذا توصیه می شود به طور معمول هر 10 ساعت یک بار عمل روغن کاری اجزا صورت گرفته و هر 200 ساعت روغن تعویض شود.

• برد کنترل

برد کنترل یا کنترل پنل وظیفه مدیریت الکتریکی کل سیستم را برعهده دارد و رابط کاربری ژنراتور نامیده می شود. کنترل پنل وظیفه کنترل الکتریکی کل سیستم از جمله کنترل ژنراتور، کنترل موتور، سیستم خاموش و روشن کردن و دیگر مقررات برای پریزهای برق و کنترل را  در بر می گیرد که توسط سازندگان مختلف با ویژگیهای مختلف ارائه می شود.

• چارچوب یا شاسی

ژنراتورها در دو حالت قابل حمل یا ثابت طراحی و ساخته می شوند. به طور کلی تمامی اجزای ژنراتور روی چارچوب یا شاسی آن قرار می گیرد. میزان استحکام چارچوب یا شاسی ژنراتور به دقت ساخت و ضخامت ورقهای به کار رفته در آن بستگی دارد.

ژنراتورها بسته به نیاز تجهیزات جانبی دیگری دارند که می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• برد کنترل با قابلیت استارت اتوماتیک به هنگام قطع برق شهر
• تابلو ATS
• تابلو سنکرون
• سیستم پیش گرمکن آب (Jacket Water Heater)
• رادیاتور Tropical (مخصوص مناطق گرمسیری)
• باتری و باتری شارژر اتوماتیک
• ضربه گیرهای الاستیک بین موتور و شاسی و نیز ژنراتور و شاسی
• کانوپی (اتاقک) صداگیر و عایق ضد آب

ژنراتور کانوپی دار

کوپل کردن ژنراتور

عمل اتصال موتور با ژنراتور نصب آن بر روی شاسی فلزی و قرار دادن یک تابلو در کنار آن را کوپل یا کوپله کردن ژنراتور می نامند. به طور کلی کوپل کردن ژنراتور به دو روش فابریک در کارخانه و یا دستی صورت می گیرد. در انواع ژنراتور با کوپل فابریک اتصال موتور به آلترناتور کاملا استاندارد و در کارخانه سازنده انجام می شود. این نوع کوپل از دقت و کیفیت بالائی برخوردار است زیرا تمامی قطعات و تنظیمات توسط تیم های مهندسی طراحی و نصب می شود و دستگاه ها معمولا از گارانتی برخوردارند.

در مقابل ژنراتورهای با کوپل دستی، موتور و آلترناتور به صورت مجزا تهیه می شوند و کوپل یا اتصال آنها توسط تکنسین ها و کارشناسان محلی انجام می گیرد. در این حالت موتور و آلترناتور ممکن است از برندها و شرکتهای مختلفی باشند و پس از اتصال به شاسی به صورت یک دستگاه واحد عمل کنند. ژنراتورها با کوپل دستی در مقابل نوع فابریک، با توجه به انعطاف پذیری در انتخاب قطعات و هزینه های پایین تر در مقابل نوع کوپل فابریک به مهارت و دقت بالائی در نصب و راه اندازی نیاز داشته و درعین حال از پشتیبانی پایین تری برخوردارند و به دلیل اینکه معمولا موتور و آلترناتور از برندهای مختلف انتخاب می شوند ممکن است هماهنگی بین قطعات کمتر و در عملکرد با ناهماهنگی مواجه شوند.

قیمت ژنراتور چگونه محاسبه می شود؟

محاسبه قیمت ژنراتور به عوامل مختلفی بستگی دارد که هر یک می تواند تاثیر مستقیمی بر هزینه های نهائی دستگاه داشته باشد. به طور کل برای محاسبه قیمت ژنراتور باید میزان توان خروجی دستگاه، نوع سوخت مصرفی، نوع کارکرد، برند و کشور سازنده ژنراتور، نوع کوپلینگ فابریک یا دستی و همچنین امکانات و تجهیزات جانبی دستگاه مانند تابلو کنترل اتوماتیک ATS، سیستم های خنک کننده پیشرفته و قابلیت هائی مانند کانوپی دستگاه و همچنین قابلیت حمل و جابجائی دستگاه را درنظر گرفت. همچنین هزینه نصب و راه اندازی ژنراتور بخشی از هزینه های کلی دستگاه است که در محاسبه قیمت ژنراتور لحاظ می گردد. در نهایت هزینه های نگهداری و عملیاتی دستگاه نیز به قیمت ژنراتور افزوده می شوند. ژنراتورهای با کیفیت بالاتر معمولا هزینه های نگهداری کمتری در طولانی مدت دارند.

– قیمت ژنراتور برق اضطراری ساختمان

قیمت یک ژنراتور برق اضطراری ساختمان به عوامل متعددی بستگی دارد. این عوامل شامل ظرفیت و توان ژنراتور، نوع سوخت، برند، نصب و هزینه‌های جانبی دیگر می‌شوند. در زیر به مهم‌ترین فاکتورهایی که بر قیمت ژنراتور برق اضطراری تأثیر می‌گذارند، اشاره شده است :

• توان مورد نیاز (کیلووات/کاوا)
• نوع سوخت (دیزلی، گازسوز، بنزینی)
• برند و کیفیت ساخت ژنراتور
• هزینه نصب و تجهیزات جانبی تابلو ATS
• نوع کاربری ژنراتور (اضطراری، پرایم، دائم)
• هزینه‌های نگهداری و سرویس
• مدت گارانتی و خدمات پس از فروش
• میزان نویز و صدای ژنراتور
• هزینه‌های حمل و نقل و موقعیت جغرافیایی

چنانچه قصد خرید و یا اطلاع از قیمت ژنراتور برق اضطراری ساختمان دارید لازم است در قدم اول با مشاوره تخصصی کارشناسان ما در گروه صنعتی ناین  توان و ویژگی های ژنراتور مورد نیاز خود را مشخص کنید و سپس براساس مشخصات فنی مورد نظر استعلام قیمت دستگاه متناسب با کاربری خود را داشته باشید.

• قیمت ژنراتور برق کوچک

قیمت ژنراتور برق کوچک نیز همانند سایر ژنراتورها به فاکتورهای مختلف بستگی دارد. ژنراتورهای کوچک معمولا برای مصارف خانگی، کمپینگ، پروژه های کوچک ساختمانی یا فعالیت های سبک طراحی می شوند. به طور کلی قیمت ژنراتور برق کوچک نیز براساس توان یا ظرفیت دستگاه، نوع سوخت، نوع استارت، برند و کشور سازنده، ویژگی ها و امکانات تکنولوژیکی، قابلیت حمل، گارانتی و خدمات پس از فروش بستگی دارد و بر این مبنا متغیر است.