دیزل ژنراتور
دیزل ژنراتور چیست؟
دیزل ژنراتور یا جن ست (Gen Set) دستگاهی است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. دیزل ژنراتور یک ابزار پرکاربرد برای تأمین برق اضطراری در کاربردهای مختلف خانگی، تجاری، صنعتی و نیروگاهی است. همانطور که از نام آن برمی‌آید، موتور دیزل قلب تپنده دیزل ژنراتور است که یک موتور احتراق داخلی بوده که با سوخت دیزل یا همان گازوئیل کار می‌کند.
موتور انرژی شیمیایی سوخت دیزل را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند که سپس برای به حرکت درآوردن ژنراتور (آلترناتور) استفاده می‌شود. آلترناتور انرژی مکانیکی حاصل از چرخش موتور را به الکتریسیته تبدیل می‌کند. ژنراتور دیزلی معمولاً به عنوان منبع برق پشتیبان برای ساختمان‌ها و همچنین در عملیات‌های مختلف صنعتی، ساختمانی و معدنی که به برق نیاز است، اما شبکه برق شهری در دسترس نیست، استفاده می‌شود.
دیزل ژنراتورها به خاطر قابلیت اطمینان خود شناخته شده هستند، زیرا سوخت گازوئیل در مقایسه با مثلاً بنزین یا پروپان، بهره‌وری بالاتری دارد و همچنین، ارزان‌تر است. موتورهای دیزلی همچنین دوام بالایی دارند و می‌توانند با نگهداری درست، برای مدت طولانی بدون نیاز به تعمیرات کار کنند. علاوه بر این، ژنراتورهای دیزلی کارایی بهتری نسبت به ژنراتورهای گازی دارند که این امر به نوبه خود، باعث کاهش هزینه سوخت و زمان کار طولانی‌تر می‌شود.
اجزای دیزل ژنراتور
هر دیزل ژنراتور حداقل 10 قطعه اصلی و مهم دارد که از این بین، موتور دیزل و ژنراتور را می‌توان دو مهم‌ترین جزء تشکیل‌دهنده دیزل ژنراتور به حساب آورد. به طور کلی، اجزای تشکیل‌دهنده دیزل ژنراتور عبارتند از:
- موتور دیزل: موتور دیزل (Diesel Engine) قلب تپنده دیزل ژنراتور است که وظیفه مهم تبدیل انرژی شیمیایی حاصل از احتراق سوخت به انرژی مکانیکی را به عهده دارد. اندازه موتور دیزلی تأثیر مستقیمی بر میزان انرژی الکتریکی تولیدشده نهایی دارد. اگر قدرت خروجی موتور بیشتر باشد، اندازه آن بزرگتر خواهد و بالطبع، مصرف سوخت بالاتری هم خواهد داشت.
- آلترناتور: آلترناتور (Alternator) قطعه‌ای است که وظیفه تولید برق را با استفاده از القای الکترومغناطیس بر عهده دارد. دینام از انرژی مکانیکی تولیدشده توسط موتور دیزل برای به حرکت درآوردن روتور و ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف استاتور استفاده می‌کند که باعث ایجاد جریان متناوب می‌شود.
- سیستم سوخت‌رسان: سیستم سوخت‌رسان (Fuel System) به طور کلی از مخزن سوخت، لاین سوخت‌رسان، فیلتر سوخت، تزریق‌کننده و پمپ سوخت تشکیل شده است. مخزن وظیفه ذخیره کردن سوخت را عهده‌دار است. لاین سوخت‌رسان با اتصالات لوله‌ای سوخت را به موتور می‌رساند. حذف ناخالصی‌ها و آلاینده‌ها از سوخت با فیلتر سوخت صورت می‌گیرد. تزریق‌کننده یا انژکتور نیز همانطور که از نام آن مشخص است، گازوئیل را به سیلندرها تزریق می‌کند. پمپ سوخت فشار لازم برای کارکرد انژکتورها را فراهم می‌کند.
- رگولاتور ولتاژ: رگولاتور ولتاژ (AVR) یکی از اجزای آلترناتور است که ولتاژ برق خروجی را تنظیم می‌کند. این قطعه کوچک اما مهم ولتاژ ترمینال خروجی الکتریکی را در یک محدوده مشخص حفظ می‌کند. به کمک تنظیم‌کننده ولتاژ خودکار، توان ژنراتور نسبت به بار تجهیزاتی که برق آن‌ها از ژنراتور تأمین می‌شود، ثابت می‌ماند. نوسان برق خروجی دیزل ژنراتور می‌تواند باعث ایجاد اختلال در عملکرد دستگاه‌های متصل به ژنراتور شود یا به آن‌ها آسیب برساند.
- سیستم خنک‌کننده: وظیفه سیستم خنک‌کننده (Cooling System) جلوگیری از داغ شدن بیش از حد دیزل ژنراتور است. دیزل ژنراتورها بسته به توان و برند، ممکن است سیستم هوا خنک یا آب خنک داشته باشند. در برخی مدل‌های خاص مثل دیزل ژنراتور میتسوبیشی در توان‌های بالا، از سیستم هیدروژن خنک نیز استفاده می‌شود. سیستم خنک‌کننده انرژی حرارتی اضافی موتور و دینام را خنثی می‌کند. سیستم کولینگ سپس این گرما را از طریق مبدل حرارتی می‌گیرد و آن را به خارج از ژنراتور تخلیه می‌کند.
- سیستم اگزوز: همانطور که موتور سوخت می‌سوزاند، در نتیجه احتراق، گازهای مضری تولید می‌شوند که باید به محیط بیرون هدایت شوند. سیستم اگزوز (Exhaust System) دیزل ژنراتور مشابه اگزوز خودرو عمل می‌کند. سیستم اگزوز گازهای تولیدشده توسط موتور دیزلی را جذب می‌کند، گازهای آلاینده از طریق لوله‌های تعبیه‌شده وارد سیستم اگزوز می‌شوند و در نهایت، سیستم اگزوز آن‌ها را به خارج از جن ست هدایت می‌کند.
- سیستم روانکاری: سیستم روانکاری (Lubrication System) بخشی است که به موتور متصل می‌شود و روغن را به داخل محفظه موتور پمپاژ می‌کند تا اطمینان حاصل شود که قطعات متحرک به خوبی کار می‌کنند و در اثر اصطکاک با سایر قسمت‌ها ساییده نمی‌شوند. سیستم روانکاری دیزل ژنراتور روغن تمیز لازم را برای یاتاقان‌های موتور، میل لنگ، توربوشارژر و سایر قسمت‌های متحرک موتور جهت کارکرد صحیح دیزل ژنراتور تأمین می‌کند.
- باتری و شارژر باتری: موتورهای دیزلی به یک راه‌انداز الکتریکی کوچک برای کمک به عملیاتی شدن دستگاه نیاز دارند. این انرژی مورد نیاز برای راه‌اندازی موتور توسط باتری تأمین می‌شود. شارژر باتری نیز اطمینان حاصل می‌کند که در مواقع نیاز، باتری آماده به کار باشد. شارژر همچنین شارژ مصرف‌شده در زمان کارکرد ژنراتور یا هرگونه انرژی تخلیه‌شده با گذشت زمان را جبران می‌کند. شارژر دیزل ژنراتور معمولاً طوری طراحی می‌شود که طبق وضعیت باتری، ولتاژ یا جریان شارژ را تنظیم کند.
- کنترل پنل: کنترل پنل (Control Panel) هر شیء کنترلی از جمله دکمه استارت، سوئیچ فرکانس، نشانگر سوخت موتور، نشانگر دمای مایع خنک‌کننده و… را در خود جای داده است که به اپراتور امکان می‌دهد عملیات مختلف را انجام دهد یا موارد خاصی را بررسی کند. کنترل پنل، ژنراتور را راه‌ندازی و متوقف می‌کند و به موتور و آلترناتور برای نگهداری و کنترل نظارت می‌کند. به طور کلی، کنترل پنل دیزل ژنراتور اطمینان می‌دهد که همه چیز به درستی اجرا شود. پنل کنترلی همچنین می‌تواند سنکرون‌سازی دیزل ژنراتور را برای کارکرد موازی فراهم کند.
- شاسی: هر دیزل ژنراتوری روی یک قاب فلزی قرار می‌گیرد که به آن شاسی دیزل ژنراتور می‌گویند. شاسی دیزل ژنراتور در ایجاد ثبات برای دستگاه، محافظت از ژنراتور و اجزای آن و راحتی حمل و نقل دیزل ژنراتور نقش مهمی دارد. شاسی همچنین به کاهش لرزش ژنراتور دیزلی در هنگام کار کمک می‌کند. در بعضی مدل‌ها، مخزنی در شاسی دیزل ژنراتور تعبیه می‌شود تا با تأمین سوخت اضافی، دیزل ژنراتور بتواند برای مدت طولانی‌تری کار کند. شاسی دیزل ژنراتور ممکن است به صورت باز یا بسته (کانوپی‌دار) طراحی شود.
دیزل ژنراتور خانگی
دیزل ژنراتورهای با رنج توان 5 تا 50 کاوا را دیزل ژنراتور خانگی یا دیزل ژنراتور کوچک می‌نامند. دیزل ژنراتورهای خانگی عموماً برای مصارف خانگی در مجتمع‌های مسکونی و با هدف تأمین روشنایی، برق آسانسور، درب‌های ریموت‌دار و امثالهم در هنگام قطعی برق شهری کاربرد دارند. داخل پرانتز باید اشاره کنیم که در مصارف خانگی شخصی برای صرفه‌جویی در هزینه‌ها، می‌توانید از دستگاه‌های مولد برق قابل حمل یا همان موتور برق استفاده کنید.
کاربرد دیزل ژنراتور
به طور کلی، از دیزل ژنراتور در تمام زمینه‌هایی که به تأمین برق اضطراری نیاز است، می‌توان استفاده کرد. در برخی موارد که نیاز به تأمین توان اضافه وجود دارد نیز از ژنراتور دیزلی استفاده می‌کنند. دیزل ژنراتور کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف از کارخانه‌های تولیدی گرفته تا حمل و نقل ریلی و… دارد. داخل پرانتز باید اشاره کنیم که برای مصارف خانگی، مغازه یا کارگاه‌های کوچک، استفاده از موتور برق شاید گزینه بهتری باشد. اما از مهم‌ترین و پراستفاده‌ترین کاربردهای دیزل ژنراتور، می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
- مجتمع‌های مسکونی بزرگ و ادارات
- نیروگاه‌ها
- صنایع تولیدی
- صنایع پزشکی مثل بیمارستان‌ها
- معدن‌کاری
- صنایع دریایی
- پتروشیمی و پالایشگاه
- مراکز داده و برج‌های مخابراتی
- صنایع استخراج نفت و گاز
مزایای دیزل ژنراتور
دیزل ژنراتورهای مدرن بر معایب مدل‌های قدیمی که نویز و هزینه‌های تعمیرات و نگهداری بالایی داشتند، غلبه کرده‌اند. دیزل ژنراتورهای امروزی نویز کمتری تولید می‌کنند و در مقایسه با موتورهای گازسوز با اندازه مشابه، به تعمیرات و نگهداری کمتری نیاز دارند.
مهم‌ترین مزایای استفاده از دیزل ژنراتور عبارتند از:
- تعمیرات و نگهداری کم: این بدان خاطر است که موتور ژنراتورهای دیزلی به قطعات کمتری برای کار کردن نیاز دارد، بنابراین دیگر لازم نیست نگران تعویض شمع‌ها یا اورهال کاربراتور مانند موتورهای گازسوز باشید.
- دوام بالا: موتورهای دیزلی بسیار جان‌سخت هستند و بنابراین، در شرایط محیطی سخت مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهند.
- ذخیره‌سازی ایمن‌تر سوخت: اگرچه گازوئیل نیز قابل اشتعال است، اما خطر اشتعال بسیار کمتری نسبت به سایر انواع سوخت مانند بنزین دارد.
- توان خروجی پایدار: ژنراتورهای دیزلی نسبت به انواع دیگر ژنراتورهای موجود، قادر به تحمل بارهای با توان بزرگتر هستند و مدت زمان بیشتری هم می‌توانند کار کنند.
- انعطاف‌پذیری عملیاتی: انعطاف‌پذیری عملیاتی باعث می‌شود تا دیزل ژنراتورها در صنایع مختلف مورد استفاده قرار بگیرند، چه به صورت نصب‌شده در محل و چه به عنوان یک واحد قابل حمل.
- کارایی: اگرچه دیزل ژنراتورها قیمت بالاتری دارند، اما برای تولید توان خروجی یکسان سوخت کمتری مصرف می‌کنند. این بدان معناست که خرید دیزل ژنراتور در کنار کارایی و بهره‌وری سوخت بالا، در بلند مدت، منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌ها نیز خواهد شد.
هنگام انتخاب دیزل ژنراتور به چه نکاتی باید توجه کنیم؟
نخستین مورد مهم برای انتخاب دیزل ژنراتور، توان مورد نیاز است. خرید دیزل ژنراتوری با توان پایین‌تر می‌تواند باعث وقفه در فرآیندهای کار شود. از طرف دیگر، انتخاب دیزل ژنراتوری با توان بیشتر از حد مورد نیاز، عایدی جزء تحمیل هزینه‌های اضافی برای خریدار در پی نخواهد داشت. از همین رو، محاسبه توان مورد نیازتان بسیار مهم است. اما به طور کلی، هنگام انتخاب دیزل ژنراتور، باید به عوامل زیر توجه کنید:
- توان و ولتاژ مورد نیاز
- میزان مصرف سوخت
- مقدار نویز تولیدی ژنراتور
- راحتی استفاده و تعمیرات و نگهداری
- برند سازنده و دوام دستگاه
- گارانتی و خدمات پس از فروش