Avrupa’da Açık Çerçeveli Dizel Jeneratörler: Taban Depolama Tankı ve Fırçasız Bakır Alternatör Seçimi İçin Pratik Bir Kılavuz

Tanıtım

Açık çerçeve (ayrıca 'açık kaydırma tabanı' olarak da bilinir) jeneratör setlerine odaklanıyoruz — bu tür cihazlar, Birleşik Krallık, Almanya, Skandinavya ve Avrupa'nın geri kalanındaki inşaat sahalarında, geçici etkinlik alanlarında ve endüstriyel tesislerde görülebilir. Bu üniteler ses yalıtımlı kapaklarla kaplanmamıştır. Bunlar çıplak metal parçalardır ve bir çelik kaydırma tabanına vidalanmıştır; yakıt deposu ise çerçevenin kendisine kaynakla veya vida ile sabitlenmiştir. Bu tasarım seçimi, kurulum planlamasını, yakıt lojistiğini ve makinenin kalbinde yer alan alternatörün belirtimini nasıl yapacağınız üzerinde gerçek sonuçlara sahiptir.

Bölüm 1: Entegre Taban Yakıt Deposu — Sadece Altında Bir Kabartıdan Daha Fazlası

Aslında Bir Taban Deposu Nedir?

Açık çerçeve dizel jeneratör, yanında ayrı bir dış yakıt tamburu ile gelmez. Bunun yerine yakıt deposu jeneratörün çelik şasisine entegre edilmiştir — bu nedenle "taban deposu" veya "kaydırma tipi monte edilmiş depo" terimleri kullanılır. Depo, çerçevenin alt kısmını oluşturur; dolayısıyla motor ve alternatör, bir kapak gibi üstüne oturur. Bu, yenilikçi bir tasarım değildir. Avrupa pazarında 25 kVA’dan birkaç yüz kVA’ya kadar tüm jeneratörler için standart yapılandırmadır.

Depo Boyutlandırması — Önemli Olan Rakamlar

Burada çoğu alıcı hata yapar. Jeneratörün güç değerine bakar ve deponun yeterince büyük olduğunu varsayar. Genellikle öyledir — ancak yalnızca belirli bir çalışma süresi için geçerlidir. Gerçekten kullanılan hızlı hesaplama şu şekildedir:

Minimum depo kapasitesi (litre) = Motor gücü (kW) × Özgül yakıt tüketimi (g/kWh) × Gerekli çalışma süresi (saat) ÷ Dizel yoğunluğu (g/L)

Gerçek sayılarla bir örnek verelim. Cummins 6BTAA5.9 motorlu tipik bir 100 kW’lık açık çerçeve jeneratör setini ele alalım. Bu setin tam yükteki yakıt tüketimi yaklaşık olarak 207 g/kWh’tır. Dizel yakıt (EN 590 standardı) yaklaşık 840 g/L yoğunluğa sahiptir. Eğer 8 saatlik otonomiye ihtiyacınız varsa (Avrupa’daki hastaneler ve veri merkezlerinde yedek güç için yaygın bir gereksinim), hesaplama şu şekilde yapılır:

100 kW × 207 g/kWh × 8 h ÷ 840 g/L = 197 litre

Böylece 250 litrelik temel depo (bu güç aralığı için yaygın bir fabrika seçeneği) minimum gereksinimin üzerinde rahat bir emniyet payı sağlar. Daha büyük setler için — örneğin Cummins KTA19 motoruna dayalı 400 kW’lık bir ünite — hesaplama önemli ölçüde değişir:

400 kW × 206 g/kWh × 8 h ÷ 840 g/L = 784 litre

Bu nedenle, 400 kW+'lık açık çerçeve gruplarında kullanılan taban tankları genellikle üreticiye göre 700 ila 1.000 litre arasında değişir. Örneğin Caterpillar, C18 platformlarında 1.000 litreden fazla kapasiteli çift cidarlı taban tankları sunar ve bu tanklar EPA ile AB Yönergesi 2012/18/EU (Seveso III) gereksinimlerini karşılayan ikincil sızdırmazlık sağlar.

Bölüm 2: Fırçasız Bakır Alternatör — Neden Malzeme Önemlidir

Fırçasız Karşılaştırmasıyla Fırçalı — Kısa Cevap

Daha eski jeneratör tasarımları, fırçalı alternatörler kullanırdı; burada karbon fırçalar, rotorun uyarım akımını alması için dönen bir halkaya baskı uygulardı. Basit mi? Evet. Ancak bu fırçalar aşınır. Kıvılcım üretir. Elektriksel gürültü yaratır. Ve Avrupa endüstriyel ortamında — kağıt fabrikaları, gıda işleme tesisleri, ilaç sektörü temiz odaları gibi — kıvılcım ve elektriksel gürültü kabul edilemezdir.

Fırçasız bir alternatör bunların tamamını ortadan kaldırır. Uyarma, küçük bir kalıcı mıknatıslı jeneratör (PMG) tarafından veya stator sargıları üzerinden kendiliğinden uyarma yoluyla oluşturulur ve doğrultma, dönen diyotlar kullanılarak dönen mil üzerinde gerçekleşir. Hiçbir fırça yok. Hiçbir kayma halkası yok. Hiçbir kıvılcım yok. Sadece on binlerce saat süren ve neredeyse sıfır bakım gerektiren bir katı hal sistemi.

Neden İsminde “Bakır” Geçiyor — Ve Neden Bunu Bilmelisiniz

Stamford’dan Mecc Alte’ye ve Leroy-Somer’e kadar tüm alternatör veri sayfalarında “bakır sargı” ifadesini göreceksiniz. Bunun gerçek anlamı şudur:

Stator sargıları — yani stator laminasyonlarının etrafına sarılan bakır bobinler — alternatörün kalbidir. Dönen manyetik alanı kullanışlı elektrik enerjisine dönüştürürler. Bakır, bu iş için en iyi pratik iletken maddedir. Nokta.

Bazı üreticiler, özellikle düşük maliyetli segmentte, bakır yerine alüminyum tel kullanır. Alüminyum daha hafiftir ve daha ucuzdur; ancak iletkenliği bakırın yaklaşık %61’idir. Bu şu anlama gelir:

• Daha yüksek direnç kayıpları  — daha fazla ısı, daha düşük verim (genellikle %2–3 oranında daha düşük)
• Daha büyük kesit gerekir  — bu da aynı güç çıkışını sağlamak için fiziksel olarak daha büyük bir alternatör anlamına gelir
• Daha kötü geçici tepki  — büyük bir motor yükünü açtığınızda alüminyum sarımlı bir alternatörde voltaj daha derin düşer ve geri kazanımı daha uzun sürer
• Kısa Ömür  — alüminyum, sıcaklık değişimlerine bağlı olarak bakırdan daha fazla genleşir ve büzülür; bu da bağlantı yorgunluğuna ve nihayetinde arızaya yol açar

Avrupa’lı bir alıcı için bu durum kuramsal bir endişe değildir. AB enerji verimliliği düzenlemeleri (E Çubuk P Yönergesi 2009/125/AB ve güncellenmiş Enerji Verimliliği Tasarımı Yönergesi), üreticileri — ve dolayısıyla son kullanıcıları da — daha yüksek verimlilikte ekipmanlara doğru zorlamaktadır. Sınıf H izolasyonlu bakır sarımlı bir alternatör genellikle %95–%97 verim sağlarken, alüminyum sarımlı bir ünite %92–%94 verimi ulaşmakta zorlanabilir. Yılda yüzlerce saat çalışan bir jeneratör grubunun ömrü boyunca bu verim farkı gerçek elektrik maliyetlerine dönüşür.