איך עובד גנרטור דיזל？

איך עובד גנרטור דיזל?

מחוללי דיזל הם מקורות כוח אמינים הממירים את האנרגיה הכימית המאוחסנת בסולר לאנרגיה חשמלית. הם נמצאים בשימוש נרחב ביישומים שונים, החל מתן כוח גיבוי במהלך חירום וכלה במיקומים מרוחקים בהם חשמל רשת אינו זמין. ההבנה כיצד עובד גנרטור דיזל כרוך בבחינת המרכיבים הבסיסיים שלו ואת התהליכים המתרחשים בתוכם ליצירת חשמל.

רכיבים בסיסיים של גנרטור דיזל

מערכת גנרטור דיזל מורכבת בדרך כלל משני רכיבים עיקריים: מנוע (ספציפית, מנוע דיזל) ואלטרנטור (או גנרטור). רכיבים אלה פועלים במקביל לייצור כוח חשמלי.

1. מנוע דיזל: מנוע הדיזל הוא ליבו של מערכת הגנרטורים. זהו מנוע בעירה השורף דלק דיזל לייצור אנרגיה מכנית בצורה של תנועה מסתובבת. מנועי דיזל ידועים בעמידותם, יעילות הדלק ודרישות התחזוקה הנמוכה.
2. אלטרנטור: האלטרנטור ממיר את האנרגיה המכנית המיוצרת על ידי מנוע הדיזל לאנרגיה חשמלית. זה עושה זאת באמצעות תהליך שנקרא אינדוקציה אלקטרומגנטית, שם שדות מגנטיים מסתובבים יוצרים זרם חשמלי במערכת סלילים שנפצעים סביב ליבת ברזל.

עיקרון עבודה

ניתן לפרק את העיקרון העובד של מחולל דיזל למספר שלבים:

1. הזרקת דלק ובעירה: מנוע הדיזל פועל על פי עקרון דחיסה. אוויר נמשך לגלילי המנוע דרך שסתומי הצריכה ודחוס ללחץ גבוה מאוד. בשיא הדחיסה מוזרק דלק דיזל לצילינדרים בלחץ גבוה. החום והלחץ גורמים לדלק להצית באופן ספונטני, ומשחרר אנרגיה בצורה של גזים מתרחבים.
2. תנועת בוכנה: הגזים המתרחבים דוחפים את הבוכנות כלפי מטה, וממירים את אנרגיית הבעירה לאנרגיה מכנית. הבוכנות מחוברות לגל ארכובה באמצעות מוטות חיבור, ותנועתן כלפי מטה מסובבת את גל הארכובה.
3. העברת אנרגיה מכנית: גל הארכובה המסתובב מחובר לרוטור של האלטרנטור (הידוע גם בשם Armature). כאשר גל הארכובה מסתובב, הוא מפנה את הרוטור בתוך האלטרנטור ויוצר שדה מגנטי מסתובב.
4. אינדוקציה אלקטרומגנטית: השדה המגנטי המסתובב מקיים אינטראקציה עם סלילי הסטטור הנייחים פצועים סביב ליבת הברזל של האלטרנטור. אינטראקציה זו מעוררת זרם חשמלי לסירוגין (AC) בסלילים, המסופק לאחר מכן לעומס החשמלי או מאוחסן בסוללה לשימוש מאוחר יותר.
5. ויסות ובקרה: מתח היציאה של הגנרטור ותדר מוסדרים על ידי מערכת בקרה, שעשויה לכלול רגולטור מתח אוטומטי (AVR) ומושל. ה- AVR שומר על מתח היציאה ברמה קבועה, ואילו המושל מתאים את אספקת הדלק למנוע לשמירה על מהירות קבועה, ובכך, תדר תפוקה קבוע.
6. קירור ופליטה: מנוע הדיזל מייצר כמות משמעותית של חום במהלך הבעירה. מערכת קירור, בדרך כלל באמצעות מים או אוויר, חיונית לשמירה על טמפרטורת ההפעלה של המנוע בגבולות בטוחים. בנוסף, תהליך הבעירה מייצר גזי פליטה, המגורשים דרך מערכת הפליטה.