نحوه محاسبه توان دیزل ژنراتور

دیزل ژنراتور در حقیقت از ترکیب یک موتور دیزل با ژنراتور ساخته شده و به منظور تولید انرژی الکتریکی به کار گرفته می‌شوند. انواع مختلفی از این دیزل ژنراتور‌ها در صنعت تولید و مورد استفاده قرار می‌گیرند و به همین منظور برای داشتن یک انتخاب صحیح در خرید و نصب این تجهیزات لازم است تا با توجه به نیاز خود، ژنراتور دیزلی با توانی متناسب تهیه نمود. برای محاسبه توان دیزل ژنراتور روش‌‌های ساده‌ای وجود دارد که در ادامه این مطلب به بررسی بیشتر آن خواهیم پرداخت.

فراموش نکنید که اغلب ژنراتورها فقط می‌توانند مقدار محدودی نیرو را تولید کنند و اغلب برای مواقعی به کار می‌روند که شبکه برق رسانی قطع می‌شود و به عنوان جایگزین وارد مدار می‌شوند. البته برای تعیین دیزل ژنراتور مناسب نیاز است تا میزان ساعت کاری در طول شبانه روز، میزان بار و رله‌‌های حفاظتی نصب شده در مدار به طور کامل در نظر گرفته شود. عدم محاسبه دقیق توان مورد نیاز برای تهیه این تجهیزات باعث می‌شود که یا برق مورد نیاز تامین نشود یا با انتخاب دستگاهی با ظرفیت بالا، هزینه‌ای غیر ضروری صرف شود پس برای محاسبه قیمت دیزل ژنراتور و خرید مناسب ترین نوع آن، همراه ما باشید:

مفاهیم پایه در محاسبه توان دیزل ژنراتور

توان دیزل ژنراتور، میزان انرژی الکتریکی‌ای است که یک دیزل ژنراتور می‌تواند تولید کند و بر حسب کیلووات (Kw) اندازه‌گیری می‌شود. این توان، به چند عامل گوناگون از جمله اندازه موتورهای دیزلی، نوع ژنراتور، شرایط محیطی و بار اعمال‌شده بستگی دارد.

محاسبه توان مورد نیاز برای یک دیزل ژنراتور، به کل توان مصرفی تمام دستگاه‌هایی که قرار است به آن متصل شوند، افزودن یک ضریب اطمینان برای راه‌اندازی موتورهای الکتریکی و در نظر گرفتن ضریب هم‌زمان برای بارهای گوناگون، نیاز دارد. همچنین، عوامل دیگری مانند ارتفاع از سطح دریا، دمای محیط و نوع سوخت مصرفی نیز بر توان خروجی دیزل ژنراتور اثرگذار هستند. افزون بر توان، فاکتورهای دیگری مانند ولتاژ، فرکانس و ضریب قدرت نیز در انتخاب دیزل ژنراتور اهمیت دارند. برای محاسبه دقیق توان مورد نیاز و انتخاب دیزل ژنراتور مناسب، بهتر است از مشاوره متخصصان این حوزه بهره‌مند شوید.

انواع توان دیزل ژنراتور

به طور کلی می‌توان انواع دیزل ژنراتور را با توجه به توان آن‌ها در سه گروه زیر دسته بندی کرد:

• دیزل ژنراتور‌‌های کوچک که اغلب توانی کمتر از ۱۰ کیلووات دارند و برای مصارف خانگی و تجاری کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• دیزل ژنراتور‌‌های متوسط که توانی بین ۱۰ تا ۱۰۰ کیلووات دارند و بیشتر برای مصارف تجاری و صنعتی متوسط مناسب می‌باشند.
• دیزل ژنراتور‌‌های بزرگ که اغلب  با توانی بیش از ۱۰۰ کیلووات ساخته می‌شوند  و برای مصارف تجاری و صنعتی بزرگ به کار گرفته می‌شوند.

 

جدول توان دیزل ژنراتور

برای محاسبه توان دیزل‌‌های ژنراتور لازم است تا برخی نسبت‌ها مورد استفاده قرار گیرد که در جدول زیر آورده شده است:

KVA	کیلو ولت آمپر= 1000 ولت آمپر (VA)
KW	کیلو وات = 1000 وات (W)
I	جریان بر حسب آمپر
V	ولتاژ بر حسب ولت
PF	کسینوس فی یا ضریب توان
HP	توان بر حسب اسب بخار
PH	فاز مثلا 3PH یعنی سه فاز
KVA3PH=	1.25KW = 1.73V.I/1000
KVA1PH=	V.I/1000
KW3PH=	0.8KVA = 1.73V.I.PF
KW1PH=	V.I.PF
HP=	1.34KW
KW=	0.746HP
I3PH=	1000KVA/1.73V = (IF PF=0.8)1.44KVA = (IF PF = 0.8)1.8KW
I1PH=	1000KVA/V
I2PH=	500KVA/V

 

فرمول محاسبه توان دیزل ژنراتور

چنانچه قصد راه اندازی یک دیزل ژنراتور برای تاسیسات یا کارخانه خود را داری از مشخص کردن محل نصب، لازم است تا نوع دستگاه، ظرفیت و توان مورد نیاز خود را محاسبه کنید؛ به همین منظور ابتدا باید لیستی از تمام تجهیزات و لوازم برقی خود به همراه میزان مصرف بر حسب آمپر یا کیلووات را مشخص نمایید. برای شروع محاسبه توان مورد نیاز دیزل ژنراتور سپس وسایل تک فاز و سه فاز را نیز تفکیک کنید و سپس با به کار گیری فرمول زیر، ضرایب را تبدیل کرده و ظرفیت مورد نظر را به دست آورید؛

 (برق تک فاز)         KW×4.4=A

                      HP×0.736=KW

(برق سه فاز)         KW×1.8=A

                          KVA×0.8=K

پس از این مرحله مقادیر به دست آمده را با هم جمع کنید؛ البته باید توجه داشت که در وسایلی که دارای الکتروموتور هستند، باید یک ضریب به آن‌ها اضافه شود. وسایلی از قبیل فن آسانسور، جرثقیل، هوا کش و الکتروپمپ‌ها از این دسته تجهیزات هستند که در شروع کار، مصرف برق لحظه‌ای زیادی دارند و به همین دلیل باید این مقدار اضافی مصرف در توان مورد نیاز محاسبه شود. روش محاسبه این میزان مصرف لحظه‌ای به این صورت است که در موتورهای با راه اندازی تک ضرب باید دو برابر و موتورهای با راه اندازی ستاره مثلث به میزان یک و نیم برابر مصرف حالت نرمال این تجهیزات در نظر گرفته می‌شود.

نکته دیگری که در محاسبه توان دیزل ژنراتور باید به آن توجه شود این است که موتورهایی که راه اندازی نرم دارند باید به میزان یک برابر حساب شوند و  تمام اعداد را نیز باید به آمپر سه فاز یا تک فاز تبدیل کرده و سپس به کیلووات یا کاوا تبدیل شوند. برای انجام این تبدیل‌ها باید از نسبت‌‌های زیر استفاده شود:

• آمپر سه فاز تقسیم بر ۱.۴۴می شود کاوا
• آمپر سه فاز تقسیم بر ۱.۸ میشود کیلووات

 

نحوه محاسبه ظرفیت و توان مصرفی دیزل ژنراتور

همان طور که گفته شد؛ یکی از مهمترین عوامل در راه اندازی یک دیزل ژنراتور مناسب، محاسبه توان دیزل ژنراتور است. پس از آنکه لیستی از تمامی وسایل برقی تهیه کردید، باید مجموع برق مصرفی آن‌ها محاسبه شود. در مرحله بعد عدد به دست آمده را بر 1000 تقسیم می‌کنیم تا توان مصرفی دیزل ژنراتور مشخص شود.

 پس از مشخص شدن توان مصرفی به دست آمده بر حسب کیلووات را باید به کاوا تبدیل کنیم. این تبدیل به این دلیل انجام می‌شود که در هر موتور ژنراتور تمام تولیدی موتور به انرژی الکتریکی مبدل نخواهد شد. در این بخش از محاسبه توان مصرفی دیزل ژنراتور‌ها باید ضریبی به نام PF در نظر گرفته شود چرا که  موج جریان عقب‌ تر از ولتاژ است. این ضریب PF کمتر از یک و برابر با 0.8 می‌باشد.

در محاسبه توان مصرفی دیزل ژنراتور نکات زیر را نباید فراموش کرد :

• برای کنتور‌‌های سه فاز باید باید عدد جریان برق را بر 1.8 تقسیم کرد، مطابق با فرمول‌‌های زیر:

KW= KVA.PF

I/1.8= KVA.PF

• توجه داشته باشید که ارتفاع دیزل ژنراتور وابسته به سطح دریا بوده و محاسبات مربوط به توان هر ژنراتور بر مبنای نقطه صفر آب‌‌های آزاد بیان می‌شود. با توجه به این مورد در شهرهای بالاتر از سطح دریا باید مقداری به توان دیزل ژنراتور اضافه شود(به ازای هر هزار متر ارتفاع از سطح دریا باید 10 درصد به توان آن افزوده شود). به عنوان مثال اگر به دستگاهی با 50KVA نیاز دارید بهتر است یک ژنراتور 55KVA نصب کنید تا نیاز شما را تامین نماید.

 

ضرایب در محاسبه توان دیزل ژنراتور

به منظور محاسبه دقیق ظرفیت دیزل ژنراتورها باید برخی ضرایب خاص را در فرمول‌‌های مربوطه وارد کنیم تا میزان صحیحی از قدرت دیزل ژنراتور به دست آید. این ضرایب تحت تاثیر محیط و مکان نصب دستگاه متفاوت هستند و شامل موارد زیر می‌باشند:

• ضریب دما : به طور کلی دما در کارکرد دستگاههای دیزل ژنراتور عاملی تعیین کننده است و بر همین اساس برند‌‌های سازنده متناسب با تولیدات خود، ضریبی را برای این اثرگذاری در نظر می‌گیرند که با توجه به نوع دستگاه می‌تواند متفاوت باشد. در حالت استاندارد می‌توان فرمول ضریب دما را به صورت زیر بیان کرد:

Kt= 1- (Ta-250c)

در این فرمول kt نماد ضریب دما می‌باشد و Ta حداکثر دمای محیط است که برحسب درجه سانتی‌گراد در نظر گرفته می‌شود

• ضریب ارتفاع : همان طور که گفته شد کلیه محاسباتی مانند توان و ظرفیت دیزل ژنراتور در شرایط آزمایشگاهی و در ارتفاع صفر آب‌‌های آزاد انجام می‌شود؛ از همین رو باید ضریب ارتفاع در کلیه فرمول‌ها دخالت داده شود. فرمول ضریب ارتفاع به صورت زیر می‌باشد:

Kh=1-(Ha- 1000)/10000

در این فرمول نیز در ارتفاع 1000 متری از سطح دریا، ضریب ارتفاع برابر یک محاسبه می‌شود.

• ضریب راه اندازی : این نوع ضریب با توجه به نوع راه اندازی موتور الکتریکی در دیزل ژنراتور متفاوت و به صورت زیر است:

1. موتورهای الکتریکی با راه‌ اندازی ستاره مثلث ضریب برابر با 1.7 می‌باشد.
2. موتورهای الکتریکی با راه‌ اندازی جریان مستقیم این ضریب برابر با 2.5 در نظر گرفته می‌شود.
3. در موتورهای الکتریکی که با استفاده از  اینورتور یا سافت استارتر راه اندازی می‌شوند این ضریب برابر با یک می‌باشد.

• ضریب رزرو: این ضریب در دیزل ژنراتورهایی که قرار است به صورت بی وقفه کار کنند محاسبه می‌شود. این قبیل دستگاه‌ها نباید با توان واقعی خود کار کنند و کارکرد آن‌ها همواره باید در ظرفیت امن باشد. ضریب رزرو موجب کاهش توان دیزل ژنراتور می‌شود و با ضرب توان در 1.25 اعمال می‌شود. تعیین این ضریب توسط شرکت سازنده انجام می‌شود.

 

جدول مصرفی دیزل ژنراتور بر اساس توان

در ادامه میزان مصرف سوخت دیزل ژنراتور بر اساس توان را مشاهده می کنید:

 

روش‌های دقیق محاسبه توان دیزل ژنراتور

محاسبه توان دیزل ژنراتور برای انتخاب صحیح و بهره‌برداری بهینه از این دستگاه بسیار مهم است. روش‌های مختلفی برای انجام این محاسبه وجود دارد که هر کدام به عوامل مختلفی بستگی دارد.

روش اول، محاسبه بر اساس بار مصرفی: در این روش، ابتدا فهرستی از تمام دستگاه‌هایی که قرار است به ژنراتور وصل شوند تهیه می‌شود. سپس توان هر دستگاه به‌صورت جداگانه حساب شده و در نهایت همه توان‌ها با هم جمع می‌شوند. برای دقت بیشتر، ضریب همزمانی (درصدی از بارهایی که همزمان روشن می‌شوند) و ضریب اطمینان (برای پوشش نوسانات بار) نیز در نظر گرفته می‌شود.

روش دوم، استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی: امروزه نرم‌افزارهای مختلفی برای محاسبه توان دیزل ژنراتور وجود دارد که با وارد کردن اطلاعات مربوط به بار، شرایط محیطی و سایر پارامترها، توان مورد نیاز را به‌طور دقیق محاسبه می‌کنند. این نرم‌افزارها با در نظر گرفتن عوامل پیچیده‌تر، نتایج دقیق‌تری ارائه می‌دهند.

افزون بر این دو روش، عوامل دیگری نیز در محاسبه توان دیزل ژنراتور مؤثر هستند که عبارتند از:

• نوع بار: بارهای القایی مانند موتورهای الکتریکی نیاز به توان راه‌اندازی بالاتری دارند.
• شرایط محیطی: دما، رطوبت و ارتفاع از سطح دریا بر روی راندمان ژنراتور تأثیر دارند.
• ضریب قدرت: این ضریب نشان‌دهنده کیفیت توان الکتریکی است و بر انتخاب ظرفیت ژنراتور تأثیرگذار دارد.
• نوع سوخت: نوع سوخت مصرفی (گازوئیل، گاز طبیعی و…) بر روی راندمان و توان خروجی ژنراتور اثرگذار است.

نکته مهم: برای اطمینان از صحت محاسبات و انتخاب بهترین گزینه، بهتر است از مشاوره متخصصان این حوزه بهره‌مند شوید. آن‌ها می‌توانند با توجه به شرایط خاص شما، دقیق‌ترین محاسبات را انجام داده و بهترین دیزل ژنراتور را به شما پیشنهاد دهند.

انتخاب دیزل ژنراتور با توجه به میزان توان مصرفی

همان طور که گفته شد، مهمترین نکته در انتخاب ژنراتور دیزل مناسب، توجه به توان دیزل ژنراتور است و چنانچه این انتخاب به درستی انجام نشود، موجب خواهد شد تا در مواقع ضروری عملکرد مناسبی از ژنراتور دریافت نکنیم و علاوه بر آن ممکن است مجبور به صرف هزینه‌‌های بیشتر از آنچه واقعاً نیاز است شویم.

البته نباید فراموش کرد که محاسبه دقیق توان ژنراتور دیزل باید توسط افراد متخصص انجام شود و صرفا بر مبنای مفاهیم تئوری و بدون داشتن تخصص، انجام پذیر نیست. هر چند در این مطلب روش‌‌های محاسبه توان به صورت مقدماتی بیان شده است؛ اما استفاده از مشورت کارشناسان خبره در این زمینه می‌تواند موجب بازدهی و اطمینان بیشتر فرایند نصب، راه اندازی و استفاده از ژنراتور دیزل خواهد شد. فراموش نکنید که علاوه برا داشتن توان مناسب، انتخاب یک برند معتبر و با کیفیت نیز عامل موثر در عملکرد پایدار این تجهیزات خواهد بود.

 

 

نکته‌های کلیدی در انتخاب ظرفیت مناسب برای دیزل ژنراتور

انتخاب ظرفیت مناسب برای دیزل ژنراتور یکی از مهم‌ترین تصمیم‌گیری‌ها در هنگام خرید این دستگاه است. ظرفیت ناکافی می‌تواند منجر به خاموشی‌های مکرر و آسیب به دستگاه شود و ظرفیت بیش از حد نیز هزینه‌های اضافی را به دنبال خواهد داشت. در ادامه به برخی از نکته‌های کلیدی در این زمینه اشاره می‌شود:

• اولین و مهم‌ترین گام، محاسبه دقیق مجموع توان همه دستگاه‌هایی است که به ژنراتور وصل خواهند شد. این محاسبه باید شامل بارهای پایه، بارهای پیک و همچنین ضریب همزمانی باشد. ضریب همزمانی نشان می‌دهد که چه تعداد از دستگاه‌ها به طور همزمان روشن خواهند بود.
• به‌دلیل نوسانات ولتاژ و جریان، همیشه بهتر است مقداری ضریب اطمینان به ظرفیت محاسبه شده اضافه شود. این ضریب بین 10 تا 20 درصد در نظر گرفته می‌شود.
• عواملی مانند دما، رطوبت و ارتفاع از سطح دریا بر روی عملکرد دیزل ژنراتور اثرگذار هستند. در شرایط محیطی سخت، ممکن است نیاز به انتخاب ژنراتوری با ظرفیت بالاتر باشد.
• نوع بار نیز در انتخاب ظرفیت ژنراتور مؤثر است. بارهای راکتیو مانند موتورهای الکتریکی، به دلیل جریان راه اندازی بالا، نیاز به ژنراتوری با ظرفیت بیشتر دارند.
• بهتر است در هنگام انتخاب ظرفیت ژنراتور، به افزایش احتمالی بار در آینده نیز توجه شود. به این ترتیب، نیازی به تعویض زودهنگام ژنراتور نخواهد بود.
• برای انتخاب دقیق و صحیح ظرفیت دیزل ژنراتور، بهتر است از مشاوره کارشناسان این حوزه بهره‌مند شوید. آن‌ها می‌توانند با توجه به شرایط خاص شما، بهترین گزینه را پیشنهاد دهند.

با رعایت این نکته‌ها، می‌توانید دیزل ژنراتوری با ظرفیت مناسب را انتخاب کرده و از عملکرد مطلوب آن در شرایط گوناگون، اطمینان حاصل کنید.

جمع بندی

برای جمع‌بندی مقاله نحوه محاسبه توان دیزل ژنراتور، می‌توانیم روی اهمیت دقت در تعیین ظرفیت مناسب برای دیزل ژنراتور تأکید کنیم. محاسبه دقیق توان دیزل ژنراتور، با توجه به نیازهای بار مصرفی و شرایط عملیاتی، باعث افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها خواهد شد. استفاده از فرمول‌های استاندارد و در نظر گرفتن عواملی مانند تراکم، دما و ارتفاع محیط از سطح دریا در این محاسبات بسیار مهم است. تراکم هوا به‌ویژه یکی از عوامل کلیدی است که مستقیماً بر توان خروجی دیزل ژنراتور تأثیر می‌گذارد.

با انتخاب درست توان دیزل ژنراتور، علاوه بر صرفه‌جویی در مصرف سوخت و هزینه‌های تعمیر و نگهداری، عملکرد بهینه دستگاه در شرایط مختلف تضمین می‌شود.

پیشرو موتور پارسیان دیزل

سوالات متداول

• نحوه محاسبه توان دیزل ژنراتور به چه شکل است؟
  برای محاسبه توان مورد نیاز دیزل ژنراتور، ابتدا باید کل بار الکتریکی که قرار است توسط ژنراتور تأمین شود را محاسبه کنید. این کار با جمع آوری توان (وات یا کیلووات) تمام دستگاه‌ها و تجهیزاتی که قرار است توسط ژنراتور به کار گرفته شوند، انجام می‌پذیرد. سپس، برای تامین ظرفیت کافی در شرایط اوج بار و احتمالی افزودن تجهیزات جدید در آینده، توصیه می‌شود حدود 20 تا 30 درصد به مجموع بار اضافه شود.

• تفاوت بین کیلووات (kW) و کیلووات ساعت (kWh) در محاسبه قدرت دیزل ژنراتور چیست؟
  کیلووات (kW) واحدی برای اندازه‌گیری توان یا قدرت لحظه‌ای است که دیزل ژنراتور می‌تواند تولید کند، در حالی که کیلووات ساعت (kWh) واحدی برای اندازه‌گیری انرژی است که در طول زمان تولید یا مصرف می‌شود. برای مثال، اگر یک ژنراتور 10 kW برای یک ساعت کار کند، 10 kWh انرژی تولید کرده است.

• چگونه می‌توان قدرت ایجاد شده توسط دیزل ژنراتور را اندازه‌گیری کرد؟
  قدرت تولیدی دیزل ژنراتور معمولاً با استفاده از یک آمپرمتر برای اندازه‌گیری جریان (آمپر) و یک ولت‌متر برای اندازه‌گیری ولتاژ به دست می‌آید. با ضرب کردن ولتاژ (V) در جریان (A)، توان به دست آمده در واحد وات (W) محاسبه می‌شود. برای تبدیل وات به کیلووات، مقدار به دست آمده باید بر 1000 تقسیم شود. همچنین، باید در نظر داشت که بازدهی و فاکتور توان ژنراتور نیز در محاسبه توان واقعی تاثیرگذار است.