Come funziona un generatore diesel？

Come funziona un generatore diesel?

I generatori di diesel sono fonti di energia affidabili che convertono l'energia chimica immagazzinata in carburante diesel in energia elettrica. Sono ampiamente utilizzati in varie applicazioni, dal fornire energia di backup durante le emergenze alle posizioni remote in cui l'elettricità della rete non è disponibile. Comprendere come funziona un generatore diesel implica esaminare i suoi componenti di base e i processi che si verificano al loro interno per generare elettricità.

Componenti di base di un generatore diesel

Un sistema di generatore diesel è in genere costituito da due componenti principali: un motore (in particolare, un motore diesel) e un alternatore (o generatore). Questi componenti funzionano in tandem per produrre energia elettrica.

1. Motore diesel: il motore diesel è il cuore del sistema del generatore. È un motore a combustione che brucia carburante diesel per produrre energia meccanica sotto forma di movimento rotante. I motori diesel sono noti per la loro durata, efficienza del carburante e bassi requisiti di manutenzione.
2. Alternatore: l'alternatore converte l'energia meccanica prodotta dal motore diesel in energia elettrica. Lo fa attraverso un processo chiamato induzione elettromagnetica, in cui i campi magnetici rotanti creano una corrente elettrica in una serie di bobine ferite attorno a un nucleo di ferro.

Principio di lavoro

Il principio di lavoro di un generatore diesel può essere suddiviso in diversi passaggi:

1. Iniezione di carburante e combustione: il motore diesel opera su un principio di accensione a compressione. L'aria viene disegnata nei cilindri del motore attraverso le valvole di aspirazione e compressa a una pressione molto elevata. Al picco di compressione, il carburante diesel viene iniettato nei cilindri ad alta pressione. Il calore e la pressione causano l'accensione del carburante spontaneamente, rilasciando energia sotto forma di gas in espansione.
2. Movimento del pistone: i gas in espansione spingono i pistoni verso il basso, convertendo l'energia di combustione in energia meccanica. I pistoni sono collegati a un albero motore tramite le aste di collegamento e il loro movimento verso il basso ruota l'albero a gomiti.
3. Trasferimento di energia meccanica: l'albero motore rotante è collegato al rotore dell'alternatore (noto anche come armatura). Mentre l'albero a gomiti ruota, gira il rotore all'interno dell'alternatore, creando un campo magnetico rotante.
4. Induzione elettromagnetica: il campo magnetico rotante interagisce con le bobine dello statore stazionario avvolte attorno al nucleo di ferro dell'alternatore. Questa interazione induce una corrente elettrica alternata (AC) nelle bobine, che viene quindi fornita al carico elettrico o conservata in una batteria per un uso successivo.
5. Regolamento e controllo: la tensione e la frequenza di uscita del generatore sono regolate da un sistema di controllo, che può includere un regolatore di tensione automatico (AVR) e un governatore. L'AVR mantiene la tensione di uscita a un livello costante, mentre il governatore regola la fornitura di carburante al motore per mantenere una velocità costante e, quindi, una frequenza di uscita costante.
6. Raffreddamento e scarico: il motore diesel genera una quantità significativa di calore durante la combustione. Un sistema di raffreddamento, in genere utilizzando acqua o aria, è essenziale per mantenere la temperatura operativa del motore entro limiti sicuri. Inoltre, il processo di combustione produce gas di scarico, che vengono espulsi attraverso il sistema di scarico.