Hordozható áramfejlesztők
2006/1-2. lapszám | netadmin | 12 542 |
Figylem! Ez a cikk 19 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Hordozható áramfejlesztők Ebben cikkben a kompakt felépítésű, max. 10 kVA teljesítmény leadására képes, hordozható benzin-, illetve dízelmotoros áramfejlesztőkkel (aggregátorokkal) foglalkozunk. Az ilyen mobil energiaforrások igen hasznosak lehet...
Ebben cikkben a kompakt felépítésű, max. 10 kVA teljesítmény leadására képes, hordozható benzin-, illetve dízelmotoros áramfejlesztőkkel (aggregátorokkal) foglalkozunk. Az ilyen mobil energiaforrások igen hasznosak lehetnek a hobbi és háztartási célú alkalmazásoknál és az ipari célú felhasználásoknál.
Sok esetben előfordulhat, hogy a közelünkben nem áll rendelkezésünkre 230
V-os feszültségű hálózat, de feltétlenül szükségünk van elektromos áramra.
Ilyenkor nyújthatnak segítséget a hordozható benzin-, illetve dízelmotoros
áramfejlesztők, amelyek széles választékban kaphatók a kereskedelemben (pl.
ENDRESS, HONDA stb. cégek gyártmányai). Ezek ideális energiaforrásai lehetnek
az árammal ellátatlan helyeken a hobbi, a szabadidő, a kemping (lásd 1. ábrát.)
vagy a kerti munkáknak (lásd 2. ábrát.). Egy ilyen, megfelelő teljesítmény
leadására képes, hordozható saját "erőmű" segítségével nagyobb teljesítményű
elektromos készülékeket és szerszámokat is működtethetünk (lásd 3. ábrát).
A csak közüzemi elektromos hálózattal rendelkező fogyasztóknál felmerülhet
a kérdés: ha az áram kimarad, akkor mi marad? Gyakorlatilag semmi, az elektromos
fogyasztók működésképtelenné válnak. Ilyenkor segíthetnek a benzin- vagy dízelmotorral
meghajtott áramfejlesztő generátorok.
Továbbá a napelem-modulos és a szélgenerátoros hibrid áramtermelő rendszerek
kialakításánál a szünetmentes áramellátás céljából a nap- és szélszegény időszakok
minimális energiatermelésének áthidalására szükség-, vagyis vésztartalék áramforrásként
is benzin-, illetve dízelmotoros áramfejlesztőket (aggregátorokat) használhatunk.
A megbízható folyamatos, szünetmentes áramellátás céljából tehát a tartalék
jellegű "vésztartalékot" az aggregátoros áramfejlesztő biztosítja, mely gyakorlatilag
"nincs aktív használatban". A legkorszerűbb rendszereknél, azok vezérlő-szabályozó
elektronikája automatikusan bekapcsolja az aggregátoros áramfejlesztőt, ha
az akkumulátorbank kimerültsége és a fogyasztás ezt indokolja.
Aggregátorjellemzők, típusválaszték
Az aggregátorok többségét mobil üzemre tervezik. A kisebb teljesítményű kategóriában
azok kézi fogantyúval vagy kerékkel vannak felszerelve a könnyű mozgathatóság
érdekében, illetve a nagyobb teljesítményűeknél a keret biztosítja a nagyobb
mobilitást.
A 4. ábra első képén ESE 900 (ill. 950) típusjelű, kompakt felépítésű, kétütemű
benzinmotoros áramfejlesztő látható, ami 230 V/50 Hz-es kimeneti váltakozó
feszültséget szolgáltat. Névleges, leadott max. teljesítménye 650 W, illetve
780 W. Egyes típusváltozatai 12 V/8,3 A-es egyenfeszültségű kimenettel is rendelkeznek.
A 230 V-os váltakozó feszültségű kimenetről megfelelő töltő-berendezéssel például
autó- akkumulátorainkat utántölthetjük. Így megvédhetjük azokat a káros mélykisütéstől.
Természetesen az akkumulátorunk töltésének időtartama alatt további elektromos,
elektronikus fogyasztóinkat is használhatjuk a névleges kivehető tartós üzemű
teljesítményhatárig (650 W).
A generátort meghajtó benzinmotor egyhengeres, szinkron léghűtéses kétütemű
motor. Max. teljesítménye a gyártó által beépített hajtómotortól függően 1…1,5
kW/1,36…2 LE. Motorfordulatszám 3000 ford/min. Üzemidő egy tanktöltéssel (4,1
liter) kb. 6-8 óra. A fogyasztás 3/4 terheléssel 0,4…0,5 liter/óra. Üzemanyag:
kétütemű keverék 1:50 (2%). Védettségi foka IP 23. Az egység beépített AC (illetve
DC) túlterhelés elleni védelemmel is rendelkezik. Max. kimeneti generátor áram
2,8, illetve 3,1 A 230 V esetén a 900, ill. a 950-es típusváltozatnál. Működési
zajszint: LWA: 85 dB(A). Hangnyomásszint 7 m-es távolságból, LPA: 60 dB(A).
Súlya kb. 20 kg.
E típus utángyártott távol-keleti változatai a hazai szuper-, hipermarketekben
időnként már 20 000 Ft-os akciós áron is megvásárolhatók!
Nagyobb teljesítményigények esetén célszerűbb az ESE 1900, ill. ESE 2000 hordozható
aggregátor-típusváltozatok használata (lásd 4. ábra második és harmadik képét.).
Tartós terhelhetőségük 1,5, illetve 1,8 kVA.
A bemutatott hordozható benzinmotoros áramfejlesztők ideális energiaforrásai
a hobby, a szabadidő, a kemping és egyéb kitelepülési (vásározási stb.), vagy
mint már említettük, a kerti munkáknak. Csendes, zárt kivitelűek. Alkalmasak
közüzemi hálózattal nem rendelkező háztartások, tanyák, vadkempingek, szigetek,
hajók stb. áramellátására, és a szolár akkumulátorok nap- és szélszegény időszakban
történő utántöltésére (lásd később!), 5. ábra.
Egyre jobban terjednek a függőleges elrendezésű áramfejlesztők. Ezeket kizárólag
hobbi felhasználásra fejlesztették ki. Kis helyen elférnek, és többségüknél
kerék biztosítja a könnyű mozgathatóságot. A 6. ábrán a hazai szupermarketekben
is kapható BEA 1-1200 VC lakossági benzinmotoros áramfejlesztő képe látható
(230 V, 50 Hz, max. teljesítmény 1200 VA, tartós teljesítmény 900 VA). Kapható
max. 2200 VA teljesítményt leadni tudó, 1800 VA tartós teljesítményű típus
is (lásd 7. ábra). consumer és industrial kivitelben. Benzinfogyasztásuk 410,
illetve 450 g/kWh. Üzemidejük teljesen feltöltött tank esetében kb. 2 óra.
Új technikák az
aggregátorok fejlesztése terén
Az elmúlt években egyre jobban "elektronizálódtak" az aggregátorok is. A 8.
ábrán a HONDA cég EU 10i és EU 30i típusjelölésű 1 kVA-es, illetve 3 kVA-es
max. teljesítményű, 230 V feszültségű, hordozható benzinmotoros áramfejlesztőit
láthatjuk. Ezek tökéletes szinuszos lefolyású kimeneti jelalakkal bírnak. Jellemzőjük
a mikroszámítógép által vezérelt szinusz- hullám, feszültség- és frekvencia-,
valamint a terhelésfüggő-, elektronikusan vezérelt motorfordulatszám.
E típusok előnye a viszonylag kedvező fogyasztás és az alacsony zajszint (52,
illetve 49 dB). Viszonylag könnyűek (1 kVA: 14 kg, 3 kVA: 61 kg önindítóval).
Rendelkeznek elektronikus olajszint- ellenőrzővel és túlterhelés elleni védelemmel.
Két azonos típusú áramfejlesztő összekapcsolásával kétszeres kimeneti teljesítmény
érhető el.
Mint látható, a korszerű típusok elektronikus feszültségszabályozóval (AVR),
ill. elektronikus feszültség- és frekvenciaszabályozóval ("INVERTER") vannak
ellátva.
A hagyományos technológiájú aggregátoros áramfejlesztők kimeneti feszültsége
a terheléssel arányosan változik. Értéke a 9. ábra felső szinuszgörbéjén láthatóan
+ -10%-os ingadozást is elérhet, s a kimeneti feszültség időbeni lefutása sem
tiszta szinuszos jelalakot mutat. Az elektronikus szabályozóval ellátott egység
terhelés-stabilitása + - 1%-on belül tartható, és a kimeneti feszültség időbeni
lefutása "tiszta" szinuszos jelalakú (lásd a 9. ábrán az alsó jobboldali képet.).
Az ENDRESS duplex G4/G5 generátorok kefe nélküli, teljesen elektronikus szabályozású
szinkron gépek (lásd 10. ábrát). Kiemelésük itt azért célszerű, mert itt a
generátor "megtanulja", hogy milyen motor hajtja meg, és ennek megfelelően
működik. Így hihetetlen teljesítménytartalék szabadul fel, és a generátor a
legnagyobb indulási teljesítményigényt is tolerálja, valamint védi az érzékeny
elektromos berendezéseket a károsodástól. A kimeneti kapcsain megjelenő szinuszgörbe
lefutású feszültség mindig "tiszta" marad. Ezek a generátorok elviselik az
egyoldali túlterhelést, 100%-osan zárlatmentesek, kefe nélküliek, és ezáltal
"teljesen szikrázás- és súrlódásmentesek".
A 11. ábrán a hagyományos és egy új fejlesztésű szinkron generátor (IP 54)
torzítási tényezőjének (klirr-faktor) értékét láthatjuk a kimeneti terhelőáram
függvényében. A 12. ábra bal oldalán az elektronikus szabályozó egység, a jobb
oldalon pedig a hagyományos és a duplex generátor forgórészének a képe látható.
Ma már a múltbéli technikát elfelejthetjük. Az állandó mágnesű áramfejlesztőknél
a forgórészen nincs csúszó, szikrázó szénkefés kommutátor, illetve csúszógyűrű.
Az állandó mágnesű forgórész esetleges mágneses térerejének korosodással együtt
járó időbeni csökkenésére is gondoltak. A forgórész igen nagy keresztmetszetű,
néhány menetű tekercsének kimeneteire kötött, azzal együtt forgó dióda, ill.
diódák gondoskodnak az állandó mágneses térerő megfelelő értéken való tartásáról.
Napjainkban VKS technológia felhasználásával és duplex G4/G5 generátorral 6,
8 és 11 kVA-es aggregátoros áramfejlesztőket is gyártanak (13. ábra.).
Családi házunkba vésztartalékként pl. szupercsendes elektromos "erőművet" (benzin-,
illetve dízelmotoros áramfejlesztőt) is beépíthetünk (4…10 kVA-es típusok),
amelyek készenléti elektronikával is rendelkeznek (lásd 14. ábrát.). Ezek a
tároló akkumulátorbank kimerülésekor (vagy hálózatkimaradáskor) automatikusan
indulnak, s mintegy 14 óránál is hosszabb folyamatos üzemidőt tesznek lehetővé.
Hogyan válasszunk benzin-,
ill. dízelmotoros áramfejlesztőt?
Igen fontos, hogy az összes felhasználási körülményt mérlegeljük, mielőtt típuskiválasztásról
és vásárlásról döntünk. A megfelelő teljesítményű és elrendezésű áramfejlesztő
kiválasztása nemcsak műszaki, hanem árkérdés is. Fontos szempont, hogy milyen
célra kell az áramfejlesztő? Az elektromos fogyasztókat három fő csoportba
sorolhatjuk:
• ohmos jellegű fogyasztók (izzólámpák, fűtőtestek, hősugárzók, főzőlapok,
sütők stb.),
• induktív jellegű fogyasztók (nagyobb teljesítményű akkutöltő, motoros barkácsgépek
és egyéb elektromotorral hajtott gépek, pl. fűnyírók, mosógépek stb.),
• különleges fogyasztók (szivattyúk, kompresszorok, betonkeverők stb.).
Ha csak ohmos fogyasztókat üzemeltetünk vagy csak kis teljesítményű barkácsgépeket,
akkor választhatunk aszinkron generátorú áramfejlesztőt is. Minden más esetben
szinkron generátoros áramfejlesztő javasolt. Kérdés továbbá, hogy milyen hajtómotorral
ellátott (felépített) típust válasszunk?
Ha vésztartalék jelleggel kell az aggregátoros áramfejlesztő, ha annak csak
az időnként lemerült szolár tároló akkumulátorok kisegítő utántöltéséről kell
gondoskodni, továbbá ha csak ohmos fogyasztókat kívánunk arról működtetni,
akkor választhatunk úgynevezett "hobbi motoros áramfejlesztőt" is, amelyeknél
a hajtómotor élettartama "néhány száz" üzemóra. (Ilyen motorok pl. a Briggs-Stretten
consumer típusok, úgynevezett "fekete" motorok, vagy a Tecumseh függőleges
tengelyű típusai, mint a PISMA, CENTURA és egyes távol keleti "után-gyártott"
típusok stb.)
Ha az áramfejlesztőt nem csak időszakos, vésztartalék jellegű, hanem "tartós"
üzemeltetésre kívánjuk használni, akkor csak "profi", vagy "ipari" motorral
ellátott aggregátort válasszunk. Az ilyen motorok élettartama ugyanis több
ezer üzemóra lehet. Ezek már perselyezett, golyóscsapágyazott, igen könnyen
szétszerelhető, felújítható motorral rendelkeznek. (Ilyen motorok az európai
gyártmányok közül az ACME, LOMBARDINI, RUGGERINI, ENDRESS stb., a japán motorok
közül pl. a HONDA, ROBIN stb., az amerikai típusok közül a Briggs-Stretton
IC és VANGUARD-, TECUMSEH GEOTEC típusok.)
Mekkora teljesítményű áramfejlesztőt vásároljunk?
Amennyiben több fogyasztót kívánunk egyidejűleg használni, amikor pl. a szolár
akkumulátorainkat feltétlenül töltenünk szükséges (pl. az akkumulátortöltőn
túlmenően, mosógép, fűnyíró stb.), akkor a fogyasztók teljesítményfelvételét
differenciáltan kell figyelembe vennünk. Az "ökölszabály" szerint az egyes
fogyasztói csoportok teljesítményfelvételét az úgynevezett "teljesítménytényezővel"
korrigálnunk kell. Ezek az ohmos, induktív és a különleges fogyasztók esetében
1-, 2-, illetve 3-szoros "teljesítményigény-növekményt" jelentenek (lásd
előbb a három fogyasztói főcsoportot!). Az elektromotorok és motoros készülékek
esetében a bekapcsolásánál nagy indítási, illetve bekapcsolási áramlökés
lép fel, s ezért az indítási teljesítményszükséglet is többszöröse ezen fogyasztók
névleges teljesítményének.
Gyakorlati példa az aggregátor beszerzéshez
Tegyük fel, hogy az aggregátoros áramfejlesztőt pl. hétvégi házunknál a napelemmodulos
és szélgenerátoros hibrid áramtermelő rendszer elsősorban a nap-és szélszegény
időszakban lemerült tároló akkumulátorainak feltöltésére használjuk. Azonban
ezen időszakokban célszerűségből a 600 VA-es akkutöltőt is figyelembe véve,
egyidejűleg működtetjük pl.
• az 1000 W-os villanyrezsót (1000 X 1=1000 VA),
• a 600 VA-es 12 V/40 A töltőáramú akkutöltőt (600 X 2=1200 VA),
• a 900 VA-es fűnyírógépet (900 X 2=1800 VA)
• a 500 VA-es házi vízellátó szivattyúegységet (500 X 3=1500 VA)
Ez összesen 5500 VA teljesítmény-igényt jelent. Ennek a feltételnek tehát
egy 5500 VA névleges teljesítményű benzinmotoros áramfejlesztő felel meg. Egy
ilyen egyfázisú, szinkrongenerátoros áramfejlesztő beszerzési költsége nagyságrendileg
elérheti a bruttó 180-260 eFt-ot. Természetesen, ha lemondunk arról, hogy az
összes fogyasztót egyidejűleg működtessük, és megelégszünk a legfontosabbnak
ítélt akkumulátortöltő, illetve max. egy további fogyasztó tápfeszültség-ellátásával,
akkor ezek közül a legnagyobb teljesítményfelvételű fogyasztó és az akkutöltő
teljesítményfelvételének összege határozza meg döntésünket (1800+1200 VA).
Vagyis ekkor megfelelő lesz egy 3000 VA névleges teljesítményű áramfejlesztő
is, melynek beszerzési költsége is lényegesen kisebb, kb. 90-130 eFt.
Ebből a példából is látható, nem mindegy, hogyan döntünk. Ezért ha az előzőeknek
megfelelően választunk generátort és hajtómotort, vagyis komplett áramfejlesztő
aggregátot, akkor biztosan nem csalódunk. Megjegyezzük, hogy a berántóköteles
indítású, egyszerű, olcsó, felügyeletet igénylő gépeket nem szabad csapadéknak
(eső, hó) kitenni, de nem szabad zárt térben sem használni azokat, mert ez
esetben nem tud távozni sem a felmelegedett hűtőlevegő, sem a kipufogógáz.
Megjegyezzük továbbá, hogy egyes tanyákon, farmokon egyre jobban terjednek
a 20 kVA feletti teljesítményű biogázüzemű, BHKW (Blockheizkraftwerk) megnevezésű
erőmű blokkok. Ezek olyan biogázmotoros áramfejlesztők, amelyek elektromos-
és hőenergia együttes leadására szolgálnak. Az áramfejlesztő generátort meghajtó
motor hulladékhőjével forró gőz és forró víz készül pl. a helyi üzemi igényekhez,
illetve egy külső felhasználónak (fűtés vagy használati meleg víz céljára).
Ferenczi Ödön
