Agregat prądotwórczy – jak działa?

Agregat prądotwórczy zamienia energię chemiczną paliwa w mechaniczną, a następnie w elektryczną dzięki zjawisku indukcji elektromagnetycznej. Silnik spalinowy wprawia w ruch obrotowy wirnik prądnicy. Zmienne pole magnetyczne powstające podczas jej pracy indukuje napięcie w uzwojeniach stojana, które następnie trafia do gniazd wyjściowych po przejściu przez układ stabilizacji. Stąd może zostać wykorzystane do zasilania podłączonych odbiorników. W artykule opisujemy budowę tego urządzenia oraz rodzaje stosowanych w nim silników, a także wyjaśniamy specyfikę modeli jednofazowych i trójfazowych. Dowiesz się z niego również, na co zwrócić uwagę przy wyborze i kiedy warto rozważyć wynajem nowoczesnego zespołu prądotwórczego FOGO od Agregaty.pl, zamiast kupować go na własność.

Z czego zbudowany jest agregat prądotwórczy? Najważniejsze elementy

Agregat prądotwórczy składa się z wielu podzespołów mechanicznych i elektronicznych. Wspólnie odpowiadają za wytwarzanie energii elektrycznej oraz bezpieczną pracę urządzenia.

Do najważniejszych elementów tworzących te urządzenia, należy zaliczyć:

• silnik spalinowy – źródło energii mechanicznej wytwarzanej z paliwa, która służy do napędzania prądnicy (w zależności od rodzaju może być zasilany benzyną, olejem napędowym lub gazem);
• prądnicę – generuje energię elektryczną z mechanicznej przekazywanej poprzez wał silnika spalinowego;
• automatyczny regulator napięcia (AVR lub DVR) – reguluje wzbudzenie prądnicy, aby ograniczać wahania parametrów napięcia wyjściowego podczas zmian obciążenia zespołu prądotwórczego;
• układ paliwowy – obejmuje wszystkie elementy odpowiadające za dostarczanie paliwa do silnika, a więc m.in. zbiornik, przewody i filtry;
• panel sterowania – umożliwia obsługę agregatu i kontrolę parametrów jego pracy, takich jak napięcie, prędkość obrotowa silnika, zużycie paliwa czy liczba przepracowanych godzin (w wielu agregatach marki FOGO zastosowany jest moduł GPRS, który umożliwia zdalne monitorowanie tych informacji).

Duże, przemysłowe modele wyposażone są w solidną ramę, która tworzy sztywną konstrukcję nośną i ogranicza przenoszenie na podłoże generowanych przez nie wibracji. Całość zamknięta jest w obudowie chroniącej wnętrze przed niekorzystnymi czynnikami. W przypadku zespołów prądotwórczych marki FOGO obudowy wykonane są z wysokiej klasy materiałów dźwiękochłonnych, dzięki czemu odpowiadają one również za tłumienie hałasu pracującego silnika.

Od dostarczenia paliwa po wytworzenie energii elektrycznej, czyli jak działa agregat prądotwórczy?

Wytwarzanie energii elektrycznej w agregacie prądotwórczym opiera się przede wszystkim na zjawisku indukcji elektromagnetycznej zachodzącym w prądnicy. Proces prowadzący do jego wywołania, można podzielić na kilka podstawowych etapów.

1. Dostarczenie paliwa i jego spalenie – w benzynowej/gazowej jednostce napędowej mieszanka paliwowo-powietrzna jest zapalana przez iskrę ze świecy zapłonowej, a w Dieslu do zapłonu dochodzi samoczynnie (paliwo jest wtryskiwane pod wysokim ciśnieniem do komory spalania wypełnionej gorącym, sprężonym powietrzem).
2. Praca tłoków skutkująca obracaniem się wału silnika – ciśnienie gazów powstałych podczas spalania mieszanki paliwowo-powietrznej wprawia tłoki w ruch, które połączone z wałem korbowym wywołują jego obrót (w ten sposób energia chemiczna uwolniona z paliwa zostaje zamieniona na mechaniczną).
3. Napędzanie wirnika prądnicy – wygenerowany moment obrotowy z wału silnika jest przekazywany na wirnik prądnicy.
4. Indukowanie napięcia – obracający się wirnik prądnicy wytwarza zmienne pole magnetyczne, które oddziałuje na uzwojenia stojana. W wyniku indukcji elektromagnetycznej powstaje napięcie (zamiana energii mechanicznej w elektryczną).

Parametry energii elektrycznej na wyjściu agregatu zależą od jego konstrukcji i zastosowanego układu regulacji. W klasycznych zespołach prądotwórczych układ AVR lub DVR steruje wzbudzeniem prądnicy, regulując napięcie wyjściowe. Częstotliwość prądu zależy natomiast od prędkości obrotowej silnika. W agregatach inwerterowych wytworzona energia jest przetwarzana elektronicznie – najpierw prostowana, a następnie zamieniana przez falownik na prąd przemienny o kontrolowanym napięciu i częstotliwości.

Agregaty benzynowe vs. Diesla – podstawowe różnice w działaniu

Silniki benzynowe wykorzystują zapłon iskrowy, inicjowany przez świecę zapłonową. Wyposażone w nie agregaty zwykle są lżejsze od odpowiedników Diesla o porównywanej mocy. Dobrze sprawdzają się przede wszystkim w charakterze tymczasowego źródła energii elektrycznej, które nie jest intensywnie obciążane. Świetnie nadają się do zasilania np. domów letniskowych oraz drobnych prac instalacyjnych, remontowych i budowlanych realizowanych w terenie.

W silnikach Diesla zapłon następuje samoczynnie, gdy wtryskiwane pod dużym ciśnieniem paliwo trafia do gorącego, sprężonego powietrza w cylindrze. Agregaty prądotwórcze z takimi jednostkami napędowymi są powszechnie stosowane w profesjonalnych instalacjach zasilania awaryjnego oraz podstawowego. Modele marki FOGO wynajmowane przez Agregaty.pl wykorzystuje się m.in. w zakładach przemysłowych, szpitalach, jednostkach wojskowych oraz na dużych placach budowy. Są odporne na eksploatację pod dużym obciążeniem i mogą pracować w takich warunkach w trybie ciągłym nawet przez wiele miesięcy. Prawidłowo serwisowane cechują się dłuższą żywotnością od odpowiedników benzynowych i są bardziej ekonomiczne – zużywają mniej paliwa do wyprodukowania takiej samej ilości energii.

Agregaty kogeneracyjne – co trzeba o nich wiedzieć?

Tradycyjny zespół prądotwórczy przekształca tylko niewielką część energii zawartej w paliwie w prąd elektryczny. Reszta zamienia się w ciepło, które jest odprowadzane na zewnątrz urządzenia, m.in. przez układ chłodzenia oraz wydechowy silnika, i tym samym bezpowrotnie tracone. Agregat kogeneracyjny pozwala je zatrzymać i wykorzystać do celów użytkowych.

W urządzeniu tym zamontowane są wymienniki ciepła, które odbierają energię termiczną m.in. z układu chłodzenia silnika i spalin. Odzyskane w ten sposób ciepło można przekierować do instalacji grzewczych – np. wykorzystywanych do realizacji różnych procesów technologicznych w zakładach przemysłowych. W efekcie agregaty kogeneracyjne wyróżniają się znacznie większą sprawnością od klasycznych odpowiedników pod kątem wykorzystania energii uwalnianej w procesie spalania paliwa.

Zestawienie najważniejszych cech agregatów benzynowych, Diesla i kogeneracyjnych

Różnice w konstrukcji agregatów wpływają nie tylko na ich budowę i sposób działania, lecz także na zakres zastosowań. Poniżej zestawiamy najważniejsze cechy agregatów benzynowych, Diesla i kogeneracyjnych. Porównanie to ułatwi Ci wstępnie określenie, który rodzaj zespołu prądotwórczego najlepiej odpowiada potrzebom Twojego przedsięwzięcia.

Czym różnią się agregaty jednofazowe od trójfazowych?

Agregat jednofazowy dostarcza napięcie przemienne 230 V, a cała moc, jaką jest w stanie zapewnić, przypada na jeden obwód. W odpowiedniku trójfazowym występują trzy fazy. Napięcie między dwiema wynosi 400 V, natomiast między każdą fazą a przewodem neutralnym 230 V. Moc tego zespołu prądotwórczego rozkłada się na te trzy fazy.

Typowym błędem popełnianym przy wyborze agregatu jest przekonanie, że trójfazowy jest bardziej uniwersalny od jednofazowego, ponieważ oferuje napięcia 400 V i 230 V. Jednak dostępna w nim moc jest rozdzielona między trzy fazy. Oznacza to, że należy dokładnie sprawdzić, jakie maksymalne obciążenie jednej fazy dopuszcza producent danego modelu. Jeśli większość odbiorników w instalacji pracuje na napięciu 230 V, trójfazowy zespół prądotwórczy nie zawsze będzie odpowiednim rozwiązaniem do ich zasilania. Trzeba odpowiednio dobrać go do zapotrzebowania zasilanych urządzeń na moc, aby uniknąć wystąpienia problemu nierównomiernego obciążenia faz. Często jest to trudne lub wręcz niemożliwe, dlatego agregat jednofazowy znacznie lepiej nadaje się do takich instalacji.

Eksperci Agregaty.pl

Do agregatu trójfazowego należy podłączać odbiorniki jednofazowe w taki sposób, aby pobierały zbliżoną ilość energii elektrycznej z każdej fazy. Gdy jedna z nich zostanie przeciążona, może dojść do awaryjnego wyłączenia zespołu prądotwórczego – nawet jeśli łączne obciążenie urządzenia nie przekracza jego mocy znamionowej. Jednocześnie długotrwała eksploatacja przy nierównomiernym obciążeniu faz zwiększa ryzyko awarii agregatu.

Wynajem czy zakup agregatów prądotwórczych na własność – co bardziej się opłaca?

Zakup agregatu prądotwórczego wiąże się nie tylko z dużym wydatkiem początkowym, lecz także ze stałymi kosztami eksploatacji, takimi jak przeglądy techniczne, konserwacja i naprawy. Własne urządzenie warto rozważyć przede wszystkim wtedy, gdy będzie regularnie wykorzystywane przez długi czas. Jeśli jednak zapotrzebowanie na energię elektryczną jest duże lub często się zmienia, wynajem staje się wartą rozważenia alternatywą.

Rozwiązanie to pozwala dopasować rodzaj i liczbę zespołów prądotwórczych do aktualnego zapotrzebowania na moc. Wszystko to w ramach niskiej i stałej opłaty miesięcznej – bez konieczności zamrażania dużego kapitału w zakup sprzętu. Gdy potrzeby się zmienią, można dobrać kolejne urządzenia lub zwrócić te, które nie są już potrzebne. Agregaty.pl wynajmuje zespoły prądotwórcze Diesla marki FOGO o mocach od 20 do 1000 kVA. Przy przedsięwzięciach wymagających bardzo dużej ilości energii elektrycznej dostarczamy agregaty, które można łączyć równolegle i synchronizować ich pracę. Dzięki temu możliwe jest zwiększenie łącznej mocy zasilania nawet do poziomu kilku megawatów.

Jesteśmy otwarci na współpracę zarówno krótko-, jak i długoterminową, kierując ofertę m.in. do:

• zakładów przemysłowych,
• placówek medycznych,
• firm budowlanych,
• organizatorów imprez plenerowych,
• firm specjalizujących się w budowie farm fotowoltaicznych i wiatrowych.

W ramach wynajmu świadczymy wiele usług dodatkowych. Zajmujemy się m.in. transportem zespołów prądotwórczych, ich montażem oraz przeprowadzeniem testów przed pierwszym uruchomieniem. Oferujemy również wsparcie przy projektowaniu instalacji. Do tego obejmujemy agregaty kompleksową obsługą serwisową. Skontaktuj się z Agregaty.pl i poznaj szczegóły oferty – wspólnie zbudujemy niezawodne i efektywne źródło zasilania awaryjnego lub podstawowego dla Twojego przedsięwzięcia.