فرمول و نحوه محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتور

استفاده از حداکثر توان یک دیزل ژنراتور برای دارندگان دستگاه بسیار مهم است، زیرا با حداکثر توان می‌توان بیشترین دستگاه یا وسیله برقی را راه‌اندازی کرد. بسیاری از خریداران دیزل ژنراتور تلاش می‌کنند محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتور را خود انجام دهند، اما این کار در وهله اول امری تخصصی است و باید توسط یک کارشناس انجام شود. با این‌ وجود امکان دارد دسترسی به یک کارشناس امکان نداشته یا خریدار خود بخواهد از قدرت موتور دیزل ژنراتور آگاهی پیدا کند. در این صورت لازم است محاسبات دیزل ژنراتور برای به دست آوردن توان را بدانیم.

این محاسبات کار ساده‌ای نبوده و نیاز است تمام موارد به شکل دقیق چک شود و بعد در فرمول‌هایی که ذکر می‌شود، قرار داده شود. مثلاً اگر صحبت از ولتاژ است باید ولتاژ توسط تجهیزات اندازه‌گیری و سپس در فرمول محاسبه توان دیزل ژنراتور گذاشته شود. در این مقاله ما قصد داریم شما را با کلیه محاسبات آشنا کرده و عملیات محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتور را به خوانندگان آموزش دهیم.

اهمیت انتخاب اندازه مناسب ژنراتور

چرا اندازه دستگاه در محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتور مهم است؟ در پاسخ به این سؤال ابتدا باید عنوان کرد که منظور از اندازه، توان دستگاه است و منظور از توان، میزان بار الکتریکی است که دستگاه تولید می‌کند؛ لذا خروجی دیزل ژنراتور متناسب با نیازی است که ما از آن انتظار داریم. به‌ طور مثال ما می‌خواهیم ده لامپ برق را در زمان قطعی برق روشن نگه‌ داریم تقریباً 2kw انرژی الکتریکی نیاز خواهیم داشت. حال اگر فرض کنیم یک دستگاه 6kw خرید کنیم، علاوه بر هزینه بیهوده و زیادی از حد که کرده‌ایم، به دلیل نیاز کمتر از توان دیزل ژنراتور هزینه استهلاک و سوخت دستگاه بیشتر از منفعت آن خواهد بود و دستگاه صرفه اقتصادی نخواهد داشت.

در حالت برعکس هم یعنی اگر الکتریسیته دریافتی از دیزل ژنراتور بیشتر از توان دستگاه باشد، فشار بر دستگاه زیاد شده و استهلاک دستگاه بیشتر خواهد شد و درنتیجه طول عمر دستگاه کم خواهد شد؛ لذا لازم است اندازه دیزل ژنراتور متناسب با برق مصرفی و مورد نیاز انتخاب شود. این انتخاب بر اساس فرمول و محاسباتی خواهد بود که در ادامه به آن اشاره خواهد شد.

بیشتر بخوانید: سیستم خنک کاری موتور دیزل

انواع توان دیزل ژنراتور

نه ‌تنها دیزل ژنراتور بلکه هر دستگاهی که کار تولید را بر عهده دارد دو توان متفاوت از یکدیگر خواهد داشت:

• توان نامی
• توان عملی

توان نامی، همان توانی است که در کاتالوگ ذکر شده است. این توان بر مبنای شرایط آزمایشگاهی و در حالت استاندارد از دیزل گرفته شده است. توان عملی، توانی است که بعد از آن‌که دیزل ژنراتور در محل موردنظر نصب و راه‌اندازی شد از دستگاه خروجی گرفته می‌شود.

معمولاً توان عملی از توان اسمی کمتر است و این به دلایل متعددی است که از آن جمله می‌توان به ارتفاع دستگاه از دریا، درجه حرارت و کارکرد اجزاء دستگاه به شکل معیوب، اشاره کرد. برای روشن‌تر شدن موضوع می‌توان به این مورد اشاره کرد که اگر موتور به ‌درستی کار نکند، مثلاً بنزین در موتور به ‌درستی پمپاژ نشود و موتور با تمام توان انرژی تولید نکند، در نتیجه شافت به‌ درستی نچرخیده و جریان الکتریکی کمتر از توان نامی در دستگاه تولید خواهد شد.

نحوه محاسبه ظرفیت و توان مصرفی دیزل ژنراتور

یکی از مهم‌ترین محاسبات در دیزل ژنراتور محاسبه توان مصرفی است. همان‌طور که در قسمت اهمیت انتخاب اندازه دیزل ژنراتور گفته شد، انتخاب اشتباه موجب هزینه کرد بالاتر یا عملکرد ناقص دستگاه خواهد شد؛ لذا باید دستگاهی انتخاب کرد که توان مصرفی با توان مورد نیاز برابر شود. برای این کار لازم است ابتدا تمام دستگاه‌هایی که قرار است با برق دیزل ژنراتور کار کنند را یادداشت کنیم؛ برای این کار یک جدول تهیه کنید.

بعد از لیست کردن دستگاه‌ها و میزان برق هرکدام نوبت به آن است که جمع کل برق مصرفی را بنویسیم. برای این کار میزان برق مصرفی همه دستگاه‌ها را باهم جمع می‌کنیم. در جدول فوق میزان برق برابر با 10770 وات خواهد بود. عدد به ‌دست ‌آمده را تقسیم ‌بر 1000 خواهیم کرد تا توان مصرفی دیزل ژنراتور به ‌دست ‌آمده بیاید.

KW= 10770/1000

KW=10.77

حال باید KW تبدیل به KVA شود. دلیل این تبدیل همان توان عملی است که همه تولید موتور یا ژنراتور تبدیل به انرژی الکتریکی نمی‌شود، برای همین KW باید تبدیل به KVA شود. در هنگام این تبدیل باید ضریبی به نام PF در نظر گرفته شود. در دیزل ژنراتورها به دلیل این‌که موج جریان عقب‌تر از ولتاژ است، ضریب PF کمتر از یک و برابر با 0.8 است. اگر بخواهیم محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتور را به ‌صورت عددی بنویسیم، عدد به ‌دست ‌آمده برای 10770 وات برابر خواهد بود با

10.7KW= KVA×0.8

KVA=10.7/0.8=13.37KVA

چند نکته مهم:

نکته اولی که نباید فراموش کرد این مطلب است که اگر کنتور سه فاز دارید و قرار است برق مصرفی سه وات استفاده کنید، باید عدد جریان برق را تقسیم ‌بر 1.8 کنید. یعنی:

KW= KVA.PF

I/1.8= KVA.PF

یعنی اگر شما یک ژنراتور یک کاوا دارید، می‌توانید برای جریان سه فاز 1.44 آمپر برق بگیرید که ولتاژ این جریان 400 ولت و فرکانس 50 هرتز خواهد بود. در جریان تک فاز عدد جریان باید تقسیم ‌بر 1.44 شود.

KW=KVA.PF

I/1.44=KVA.PF

که اگر شما یک ژنراتور یک کاوا دارید، برای مصارف خانگی تک فاز می‌توانید 1.15 آمپر برق تولید کنید.

نکته دیگر که بسیار مهم است ارتفاع دیزل ژنراتور از سطح دریاست. به طور معمول شهرهای بالاتر از سطح دریا باید مقداری به توان دیزل ژنراتور اضافه شود. مثلاً اگر شما 1000 متر بالاتر از سطح دریا هستید باید 10% به توان دیزل ژنراتور اضافه کنید. یعنی اگر شما طبق محاسبات یک ژنراتور 50KVA نیاز دارید بهتر است یک ژنراتور 55KVA خریداری کنید، زیرا محاسبات برحسب نقطه صفر آب‌های آزاد است. همیشه در زمان خرید بهتر است مقداری اضافه‌تر از محاسبات توان را انتخاب کنید، چون هیچ‌گاه دیزل ژنراتور با توان 100% کار نخواهد کرد.

بیشتر بخوانید: آموزش نصب دیزل ژنراتور

ضرایب در محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتور

در محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتور گاه نیاز است تا ضرایب خاص در فرمول‌ها دخالت داده شود تا قدرت موتور دیزل ژنراتور و توان آن به ‌درستی محاسبه شود. این ضرایب بسته به محیط و مکان متفاوت از یکدیگر است.

ضریب دما

این ضریب که تأثیر دما را در کارکرد دستگاه در نظر می‌گیرد بسته به سازنده دستگاه متفاوت خواهد بود. یعنی هر سازنده در کاتالوگ خود ضریب دمایی متفاوتی را ذکر کرده است؛ اما به ‌طور استاندارد فرمول این ضریب به شکل زیر خواهد بود. K_t ضریب دما در محاسبه توان دیزل ژنراتور است.

K_t= 1- (T_a-25^0c)

در این فرمول T_a حداکثر دمای محیط است که برحسب درجه سانتی‌گراد در نظر گرفته می‌شود. همان‌طور که مشاهده می‌شود اگر دمای محیط برابر 25 درجه است، ضریب دمایی برابر با یک خواهد بود.

ضریب ارتفاع

ضریب دیگری که در محاسبات در نظر گرفته می‌شود ضریب ارتفاع است. گفته شد ازآنجا که محاسبات آزمایشگاهی در شرایط ایده‌ال در نقطه صفر دریا در نظر گرفته شده است؛ لذا با تغییر ارتفاع محاسبات نیز متفاوت خواهد بود. فرمول ضریب ارتفاع برابر با فرمول زیر است:

K_h=1-(H_a- 1000)/ 10000

در فرمول فوق نیز در ارتفاع 1000 متری ضریب برابر یک محاسبه خواهد شد.

ضریب راه‌اندازی

در موتورهای الکتریکی برحسب نوع راه‌اندازی توان دیزل ژنراتورها نیز متفاوت باید محاسبه شود. این ضرایب در موتورهای الکتریکی به ترتیب عبارت است از:

• موتورهای الکتریکی با راه‌اندازی ستاره مثلث ضریب برابر با 1.7 خواهد بود.
• موتورهای الکتریکی با راه‌اندازی جریان مستقیم ضریب برابر با 2.5 خواهد بود.
• موتورهای الکتریکی که راه‌اندازی آن‌ها با اینورتور یا سافت استارتر است ضریب برابر با یک در نظر گرفته می‌شود.

معمولاً در زمان راه‌اندازی دستگاه‌ها و استارت خوردن آن‌ها نیاز است که جریان بیشتری وارد ماشین شود؛ برای همین در محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتور ضریب راه‌اندازی بسیار مهم بوده و حتماً در محاسبات باید وارد شود.

ضریب رزرو

این ضریب برای دیزل ژنراتورهایی محاسبه می‌شود که دائم کار بوده و بدون توقف در حال کار کردن هستند. چنین دیزل ژنراتوری هیچ‌گاه نباید با توان واقعی کار کند و همیشه باید با ظرفیت امن خود، کار کند. این ضریب که به ‌نوعی کاهنده توان دیزل ژنراتور است بعد از تمام محاسبات باید توان در 1.25 ضرب شود.

• این عدد (ضریب رزرو) طبق نظر سازنده دستگاه محاسبه خواهد شد.
• دقت در ضرایب و به‌ كارگیری آن‌ها در محاسبات موجب می‌شود دستگاه دقیق‌تر و مطمئن‌تر انتخاب شود.

بیشتر بخوانید: تفاوت پمپ و الکتروپمپ چیست؟

کلام پایانی

همان‌طور که گفته شد انتخاب یک دیزل ژنراتور به توان مصرفی آن بستگی دارد. انتخاب اشتباه توان موجب می‌شود علاوه بر هزینه اضافی و استهلاک دستگاه، دیزل ژنراتور در مواقع ضروری کار نکند. برای همین لازم است توان مصرفی دیزل ژنراتور به ‌درستی انتخاب شود.

محاسبه توان کاری تخصصی است و باید توسط کارشناسان انجام شود؛ لذا اگر قرار است یک دیزل ژنراتور خریداری کنید، حتماً در انتخاب دستگاه از نظر کارشناسان مطلع شوید. البته ما نمی‌گوییم که خود شما از انجام محاسبات صرف‌نظر کنید چون این حق شماست تا بدانید محاسبه ظرفیت دیزل ژنراتور را انجام داده و بدانید کدام نوع از ترانسفورمترها به کارتان خواهد آمد. در پایان توصیه می‌شود:

برای انتخاب و خرید مطمئن‌تر دیزل ژنراتور علاوه ‌بر دقت در توان دستگاه نسبت به برند دیزل هم وسواس به خرج دهید. فراموش نكنید خرید یك دستگاه مطمئن می‌تواند بسیاری از هزینه‌های شما را كاهش دهد.