امروزه تأمین برق در بسیاری از موارد نه تنها ضروری بلکه حیاتی است. به همین دلیل، ژنراتور برق به عنوان یک منبع جایگزین در مواقعی که برق شهری در دسترس نیست، به کار گرفته می‌شود. از بیمارستان‌ها گرفته تا صنایع، کارگاه‌ها، باغ‌ها و حتی منازل، ژنراتورها می‌توانند تأمین‌کننده انرژی الکتریکی باشند. در این مقاله، به معرفی و بررسی انواع ژنراتور برق، نحوه عملکرد آن و مزایای هر یک می‌پردازیم.
آنچه خواهید خواند
ژنراتور برق چیست؟
ژنراتور دستگاهی است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. این دستگاه معمولاً شامل یک موتور احتراق داخلی، استاتور، روتور و سایر اجزا است که با هم کار می‌کنند تا برق تولید شود. ژنراتور برخلاف تصور عمومی، برق را تولید نمی‌کند بلکه از طریق حرکت بارهای الکتریکی در سیم‌پیچ‌ها، انرژی الکتریکی را منتقل می‌کند.
انواع موتور ژنراتور از لحاظ سوخت مصرفی
ژنراتورها بر اساس بر اساس نوع سوختی که مصرف می‌کنند به دسته‌های مختلفی تقسیم بندی می‌شوند. معمولاً انتخاب ژنراتور برق بر اساس در دسترس‌ترین و به صرفه‌ترین سوخت صورت می‌گیرد. سه نوع ژنراتور داریم که شامل موارد زیر هستند:
دیزل ژنراتور
این نوع از ژنراتور از گازوئیل یا سوخت دیزل استفاده می‌کند به همین علت آن را با نام ژنراتور گازوئیل سوز هم می‌شناسند. گازوئیل یک سوخت به نسبت ارزان است و برای مصارف صنعتی مقرون به صرفه‌تر خواهد بود. مزیت دیگری که این نوع ژنراتور دارد، چرخه عمر طولانی‌تر آن است.
سوخت مصرفی: گازوئیل
مزایا: مصرف سوخت اقتصادی، عمر طولانی، قدرت بالا
کاربرد: صنایع، پروژه‌های ساختمانی، بیمارستان‌ها
موتور ژنراتور گازسوز
این نوع ژنراتور هم از گاز استفاده می‌کند. این دستگاه‌ها می‌توانند به گاز شهری یا گاز کپسولی متصل شوند. موتورهایی از این نوع بیشتر در مدل‌های با سیلندر کمتر استفاده می‌شوند.
سوخت مصرفی: گاز طبیعی یا گاز مایع
مزایا: آلایندگی کمتر، هزینه کمتر در مقایسه با بنزین
کاربرد: ساختمان‌های مسکونی، مراکز تجاری کوچک
موتور ژنراتور بنزینی
یکی دیگر از ژنراتورهایی که برای برق استفاده می‌شود، با سوخت بنزین کار می‌کند. این دستگاه نیز کارایی و مزایای خود را دارد. با این حال به علت هزینه بالای مصرف بنزین، بیشتر برای مصارف خانگی یا مقطعی کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرند.
با توجه به بررسی این سه نوع ژنراتور، می‌توان گفت که قیمت ژنراتور برق دیزلی کمتر، هزینه سوخت کمتر و قدرت بیشتری دارد. همچنین حرارت کمتری نسبت به دو مدل دیگر تولید می‌کند. به همین علت در صورتی که سوخت آن در دسترس باشد، بهترین انتخاب است.
سوخت مصرفی: بنزین
مزایا: قابلیت حمل آسان، مناسب برای مصارف خانگی
کاربرد: خانه‌ها، ویلاها، مصارف کوتاه‌مدت
با توجه به این دسته‌بندی، دیزل ژنراتور به دلیل مصرف سوخت اقتصادی و قدرت بالا، گزینه مناسبی برای کاربردهای صنعتی محسوب می‌شود.
ژنراتور برق چگونه کار می‌کند؟
موتور برق دارای یک استاتور یا میدان مغناطیسی ثابت است. موتور احتراق داخلی این میدان با هدایت شافت چرخان و چرخش آرماتور، انرژی الکتریکی تولید می‌کند. ژنراتور در اصل انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. البته اجزای دیگری مانند فن، اگزوز و… هم در این دستگاه کار می‌کنند که باعث بهبود عملکرد ژنراتور می‌شوند.
نکته‌ای که باید به آن توجه شود، این است که ژنراتور در اصل انرژی الکتریکی را به صورت مستقیم تولید نمی‌کند، بلکه بارهای الکتریکی که در سیم پیچ‌ها وجود دارند به حرکت در می‌آورد. این کار توسط یک مدار الکتریکی خارجی انجام می‌گیرد. این عملکرد مشابه پمپ آب است.
اجزای ژنراتور برق
ژنراتورها یا موتور برق انواع مختلفی دارند اما مهم ترین اجزای آن‌ها را در ادامه بررسی می‌کنیم.
- موتور: موتور انرژی مکانیکی به ژنراتور را تامین می‌کند.
- ژنراتور: این بخش وظیفه تولید جریان نامی الکتریکی را بر عهده دارد که دارای دو بخش استاتور و روتور است که به ترتیب هسته بیرونی و درونی سیم پیچ هستند.
- تنظیم کننده ولتاژ (رگلاتور): تنظیم ولتاژ خروجی ژنراتور در محدوده مناسب بر عهده این بخش است.
- برد کنترلر: این بخش همه بخش‌ها را کنترل کرده و کلیه پارامترهای موتور را نمایش می‌دهد.
- اجزای دیگری مانند کنترل پنل، رادیاتور، کاناپی، یاتاقان، گاورنر و… هم در ژنراتور برق وجود دارند که هر کدام وظیفه‌ای مهم بر عهده دارند. البته عملکرد این موتورها به کیفیت آن‌ها بسیار وابسته است. بهتر است برای خرید ژنراتور برق از مراکز معتبر اقدام کنید که از کیفیت محصولات آن‌ها و اصل بودن برند اطمینان داشته باشید.
انواع ژنراتور برق
بسته به نیاز و کاربرد، تولیدکنندگان چهار دسته مختلف از مولدها را معرفی می‌کنند:
۱. مولد اضطراری (Standby)
۲. مولد پایه (Prime)
۳. مولد دائمی (Continuous)
۴. مولد چندمنظوره (Multi-purpose)
ژنراتور برق اضطراری
این دستگاه مولد برق اضطراری، که می‌تواند برای مصارف خانگی یا صنعتی مورد استفاده قرار گیرد، به طور خودکار در زمان قطع برق شبکه به تأمین انرژی کاربران می‌پردازد. برخی مدل‌ها به صورت استندبای طراحی شده‌اند و ممکن است تنها چند ساعت در طول ماه فعال شوند، در حالی که مدل‌های دیگری تحت عنوان ژنراتورهای پرایم (Prime) نیاز دارند به شکل مداوم کار کنند. زمانی که یک ژنراتور به عنوان منبع جایگزین انرژی شروع به کار می‌کند، ممکن است تحت شرایط خاصی عمل نماید، نظیر تحمل ۱۰ درصد بار اضافی (Over Load).
از جمله کاربردهای این دستگاه می‌توان به تأمین برق اضطراری برای بیمارستان‌ها، کارخانه‌ها، دفاتر کاری و سایر مراکز بدون نیاز به اتصال به شبکه اشاره کرد.
مولد پایه(prime)
این نوع ژنراتورها عموماً در محل‌هایی که نیاز به منابع برقی موقت وجود دارد، مانند اردوگاه‌ها، نمایشگاه‌ها، مناطق اکتشاف معادن و کمپ‌ها، به کار می‌روند. استفاده از این دستگاه‌ها در پروژه‌های ساخت نیروگاه توصیه نمی‌شود. این ژنراتورها قادر به تأمین برق برای بارهای متفاوت در زمان‌های نامحدود هستند. آن‌ها معمولاً می‌توانند به‌راحتی تا ۱۰۰ درصد از ظرفیت اسمی خود را تأمین کنند و همچنین با ۱۰ درصد ظرفیت اضافی برای مدت زمان محدودی در دسترس قرار دارند (قدرت اسمی بر اساس استاندارد ISO8528 و بار اضافی مطابق با استانداردهای BS5514، DIN6271، ISO3046 و AS2789 است).
لازم به ذکر است که این نوع رده‌بندی (Rating) برای تمامی مدل‌های ژنراتور مناسب نخواهد بود. استفاده‌های عمومی این دستگاه‌ها مرتبط با تأمین برق در مکان‌هایی چون معادن، پروژه‌های ساختمانی، برگزاری نمایشگاه و جشنواره‌ها و غیره است.
مولد دائم (Continuous)
این نوع مولدها به‌طور مداوم در سیستم‌های نیروگاهی یا شبکه‌های برق سراسری به کار گرفته می‌شوند و توانایی ارائه انرژی مستمر برای بارهای ثابت تا ظرفیت اسمی خروجی را برای مدت نامحدود دارند. لازم به ذکر است که امکان تحمل بار اضافه برای این نوع رتبه‌بندی وجود ندارد. توصیه می‌شود برای انتخاب صحیح، با توزیع‌کنندگان معتبر بر مبنای استانداردهای ISO8528، BS5514، DIN6271، ISO3046 و AS2789 مشورت شود.
این طبقه‌بندی برای تمامی مدل‌های ژنراتورها مناسب نیست. استفاده‌های عمومی برای ژنراتورهایی که بار ثابت و مداوم را تأمین می‌کنند، یا به صورت همزمان با منبع تأمین اصلی و پایدار شبکه برای حداکثر 8760 ساعت در سال ممکن است. همچنین این ژنراتورها ممکن است در مواقع نیاز به پشتیبانی یا افزایش بار شبکه (حتی به طور حداکثر 200 ساعت در سال) نیز به کار گرفته شوند.
کوپله دیزل ژنراتور
عملیات اتصال موتور دیزل به ژنراتور و نصب این مجموعه بر روی یک شاسی فلزی به همراه قرار دادن تابلو و سیستم کنترل در کنار آن به اصطلاح “کوپله کردن” (Coupling) شناخته می‌شود.
منابع: ویکی پدیا