איך עובד גנרטור דיזל?

איך עובד גנרטור דיזל?

גנרטורים דיזל הם מקורות כוח אמינים הממירים את האנרגיה הכימית האצורה בסולר לאנרגיה חשמלית. הם נמצאים בשימוש נרחב ביישומים שונים, החל מאספקת כוח גיבוי בזמן חירום ועד הפעלת מיקומים מרוחקים שבהם חשמל ברשת אינו זמין. הבנת אופן פעולתו של גנרטור דיזל כרוכה בבחינת מרכיביו הבסיסיים והתהליכים המתרחשים בתוכם לייצור חשמל.

רכיבים בסיסיים של גנרטור דיזל

מערכת גנרטור דיזל מורכבת בדרך כלל משני מרכיבים עיקריים: מנוע (באופן ספציפי, מנוע דיזל) ואלטרנטור (או גנרטור). רכיבים אלה פועלים במקביל להפקת חשמל.

1. מנוע דיזל: מנוע הדיזל הוא הלב של מערכת הגנרטור. זהו מנוע בעירה השורף סולר כדי לייצר אנרגיה מכנית בצורה של תנועה סיבובית. מנועי דיזל ידועים בעמידותם, ביעילות הדלק ובדרישות התחזוקה הנמוכות שלהם.
2. אלטרנטור: האלטרנטור ממיר את האנרגיה המכנית שמפיק מנוע הדיזל לאנרגיה חשמלית. הוא עושה זאת באמצעות תהליך הנקרא אינדוקציה אלקטרומגנטית, שבו שדות מגנטיים מסתובבים יוצרים זרם חשמלי בקבוצה של סלילים הכרוכים סביב ליבת ברזל.

עקרון עבודה

ניתן לחלק את עקרון העבודה של גנרטור דיזל למספר שלבים:

1. הזרקת דלק ובערה: מנוע הדיזל פועל על עיקרון הצתה בדחיסה. אוויר נשאב לתוך הצילינדרים של המנוע דרך שסתומי היניקה ונדחס ללחץ גבוה מאוד. בשיא הדחיסה מוזרק סולר לצילינדרים בלחץ גבוה. החום והלחץ גורמים לדלק להתלקח באופן ספונטני, ולשחרר אנרגיה בצורה של גזים מתרחבים.
2. תנועת הבוכנה: 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 (המכונה גם אבזור). כאשר גל הארכובה מסתובב, הוא מסובב את הרוטור בתוך האלטרנטור, ויוצר שדה מגנטי מסתובב.
4. אינדוקציה אלקטרומגנטית: השדה המגנטי המסתובב יוצר אינטראקציה עם סלילי הסטטור הנייחים הכרוכים סביב ליבת הברזל של האלטרנטור. אינטראקציה זו גורמת לזרם חשמלי חילופין (AC) בסלילים, אשר לאחר מכן מסופק לעומס החשמלי או מאוחסן בסוללה לשימוש מאוחר יותר.
5. ויסות ובקרה: מתח המוצא והתדר של הגנרטור מווסתים על ידי מערכת בקרה, שעשויה לכלול וסת מתח אוטומטי (AVR) וגובר. הרסיבר שומר על מתח המוצא ברמה קבועה, בעוד המושל מכוון את אספקת הדלק למנוע כדי לשמור על מהירות קבועה, ובכך, תדר יציאה קבוע.
6. קירור ופליטה: מנוע הדיזל מייצר כמות משמעותית של חום במהלך הבעירה. מערכת קירור, בדרך כלל באמצעות מים או אוויר, חיונית כדי לשמור על טמפרטורת הפעולה של המנוע בגבולות בטוחים. בנוסף, תהליך הבעירה מייצר גזי פליטה, הנפלטים דרך מערכת הפליטה.