Cos’è un generatore?
La definizione fondamentale di un generatore sarebbe un dispositivo che converte l’energia meccanica in energia elettrica. Questo è un modo tecnico di impostare le cose e copre tutti i generatori, tranne un generatore solare che funziona in modo diverso da qualsiasi modo convenzionale di produrre energia.
Avvia | Cos’è Un Generatore?
In questa guida descriverò cos’è un generatore in un modo più facile da capire. In primo luogo, dobbiamo controllare il riferimento più frequente al generatore di parole. Centrali energetiche sostanziali, che forniscono l’energia elettrica che utilizziamo nelle nostre case, aziende e infrastrutture generali non sono il genere di generatori di cui parliamo generalmente. La maggior parte delle persone, quando parliamo di generatori, si riferisce a generatori portatili e in standby. Quindi, quando qualcuno fa la domanda, cos’è un generatore? Presumo questo ciò che desiderano sapere. Questi sono i tipi di generatori che sono disponibili in commercio tutti possono uscire e acquistarne uno. Questo sarà il fulcro di questa relazione. Inizierò dando una risposta esauriente alla domanda e poi suddividendola nei vari tipi di generatori che avremmo utilizzato nella nostra vita quotidiana.
Con l’eccezione dei generatori solari (Ill coprirli separatamente), tutti i generatori utilizzano un motore a combustione interna per azionare un alternatore. Di solito, il motore utilizza il gas come fonte di carburante, ma è anche in grado di utilizzare diesel o gas naturale. Questi motori sono fondamentalmente versioni più piccole di quei motori che azionano le nostre auto, simili a quelli utilizzati nei tosaerba, nelle motoseghe e in altri macchinari a gas.
L’alternatore è la parte segreta di un generatore, questo è ciò che produce la corrente alternata (AC) che utilizziamo nelle nostre case. Negli Stati Uniti, tutti i generatori sono progettati per produrre elettricità a 120 V, 60 Hz, esattamente la stessa elettricità che si ottiene da una normale presa elettrica domestica. La maggior parte delle unità di grandi dimensioni creerà corrente sia a 120 V che a 240 V, quindi possiamo utilizzarle per far funzionare apparecchiature e macchinari più grandi. Molti avranno anche una presa 12V DC e spesso anche prese USB. Al di fuori del Nord America, i generatori sono stati progettati per generare 240V 50HZ presenti con alcuni che producono anche 380V, corrente trifase. L’obiettivo è fornirci esattamente la stessa potenza che otterremmo dalla società di servizi energetici quando questa non è offerta.
Come Può Funzionare Un Alternatore?
Ora sappiamo che l’alternatore è ciò che fornisce l’elettricità effettiva che utilizziamo, ma come fa un alternatore a farlo? In poche parole, un alternatore è un
elettromagnete che produce un campo elettromagnetico. È un meccanismo cilindrico che utilizza uno
statore che corre lungo l’interno di questo cilindro. Lo statore è una coppia di avvolgimenti in rame.
Un rotore attraversa il centro dello statore con un piccolo spazio tra di loro in modo che il rotore possa ruotare liberamente. Il motore contiene anche avvolgimenti di alluminio attorno a un albero che si trova sul motore. Dopo che il motore gira, fa girare il rotore ad alta velocità. Questa rotazione fa sì che gli elettroni all’interno degli avvolgimenti di rame si eccitino. Si crea un campo elettromagnetico tra il rotore e lo statore. Questi elettroni caricati dal campo magnetico vengono quindi pulsati tra 2 punti, gli elettroni pulsanti sono ciò che è noto come corrente alternata. La corrente viene quindi trasferita tramite un conduttore alle prese di corrente del generatore.
La quantità di potenza creata da un alternatore è misurata in watt. Teoricamente, non c’è limite al numero di watt che può essere prodotto da un generatore. Un piccolo alternatore, con un piccolo motore in movimento, erogherà 1000 W o meno, questo potrebbe essere in grado di fornire energia solo per pochi piccoli elettrodomestici. All’altro capo della scala, una centrale nucleare farà funzionare molti generatori, producendo megawatt di potenza. Questi funzionano insieme a molti altri generatori, tutti collegati alla rete nazionale. Questa rete è un sofisticato sistema di centrali elettriche e sottostazioni, tutte controllate da computer per fornire energia costante e stabile a città, città e qualsiasi luogo tra di loro.
Tuttavia, un generatore portatile è limitato alla grandezza del suo alternatore e raramente produrrà più 15000 W di elettricità costante. I generatori in standby sono più grandi e possono fornire fino a circa 60000 W di elettricità costante. Gli apparecchi e i macchinari che possiamo azionare da un generatore devono rientrare nella massima potenza di uscita di questo generatore. Di conseguenza, se un generatore è valutato per 10000 W, non possiamo trascendere questo limite di potenza quando si utilizza il generatore.
Tutti i generatori mobili hanno due potenze nominali, watt costanti o jogging e watt di picco o di avvio. La potenza nominale costante è la quantità di elettricità che un generatore può creare su base costante, possiamo usare il generatore per dare potenza al wattaggio di funzionamento costante per tutto il tempo necessario. La potenza di picco o il wattaggio iniziale indica la quantità di elettricità che un generatore può fornire per un breve periodo di tempo, questo sarà sempre superiore ai watt di funzionamento. Questa valutazione della potenza di picco consente al generatore di offrire un aumento di potenza per gli ingranaggi elettrici che richiede un aumento di potenza extra per l’avvio. Ci sono molti elettrodomestici e macchine che utilizzano motori elettrici induttivi, questo consisterebbe in frigoriferi e condizionatori d’aria. Apparecchiature come microonde e luci fluorescenti utilizzano alimentatori per avviarsi.Gli ingranaggi elettrici che utilizzano condensatori (motori induttivi) e alimentatori richiedono un wattaggio maggiore per l’avvio rispetto a quello che assorbiranno durante il funzionamento.
Per mantenere costante la potenza erogata, un generatore utilizza un governatore. Si tratta di un comando dell’acceleratore meccanico che regola automaticamente la capacità del motore di soddisfare la richiesta di potenza in uscita. Un generatore dovrebbe funzionare a velocità costante, questo è ciò che mantiene costanti la tensione e la frequenza di uscita. Quando la richiesta di energia è bassa, il generatore non richiederà più gas per mantenerlo in funzione. Man mano che la domanda di energia aumenta, richiederà più benzina. Il regolatore controlla il rapporto tra la posizione dell’acceleratore e la potenza erogata.
Funziona esattamente nello stesso modo in cui utilizziamo l’acceleratore durante la guida di un veicolo. Per poter mantenere il nostro ritmo una volta che ci avviciniamo a una salita, dovremo spingere verso il basso sull’acceleratore. Quando non lo faremo, l’auto rallenterà. A differenza di quando si guida un’auto, un generatore non ha il vantaggio della lungimiranza. Potremmo vedere la pendenza avvicinarsi e inizieremo ad accelerare in anticipo. Un generatore aprirà l’acceleratore solo una volta inserito il carico in eccesso. Ciò implica un intervallo di tempo tra il momento in cui il carico aumenta e quello in cui la velocità del motore aumenta, provocando una momentanea caduta di tensione. La caduta esatta della tensione dipenderà dalla quantità di potenza aggiuntiva necessaria. Se è richiesta una grande quantità di energia, la caduta di tensione sarà probabilmente maggiore.Ciò causa una distorsione nell’onda sinusoidale e può essere dannoso per l’elettronica.
Cos’è Un’onda Sinusoidale?
L’impulso generato da una corrente alternata è rappresentato come un’onda, le stesse onde sonore. La chiamiamo onda sinusoidale. Il picco di questa onda è uguale alla tensione e la sua ampiezza è determinata dal tempo (frequenza). Un’alterazione della tensione o della frequenza farà cambiare la forma dell’onda. Diventa distorto. Chiamiamo la distorsione di un’onda sinusoidale Harmonic Distortion (HD). Apparecchiature elettroniche come computer, TV, stereo o qualsiasi dispositivo che utilizza un microprocessore sarà probabilmente danneggiato se sottoposto regolarmente a livelli elevati di HD. L’importo suggerito per la distorsione armonica totale (THD) non deve superare il 3%. Non appena parliamo di generatori di inverter, capirete perché questo è fondamentale.
Onda sinusoidale | Generatore di inverter vs generatore tradizionale
Tipi di generatori
Il principio di base per i generatori rimane lo stesso, ma ci sono molti diversi tipi di generatori utilizzati per diverse applicazioni. I generatori che possiamo acquistare come consumatori complessivi rientrano in tre categorie principali.
- Generatori portatili
- Generatori in standby
- Generatori solari
Cos’è un generatore portatile?
Qualsiasi generatore che può essere trainato è noto come generatore portatile. Questi sono i generatori più comunemente usati. Un generatore portatile può essere abbastanza piccolo e leggero. Piccoli generatori mobili, che producono circa 1000W, possono essere trasportati in una mano, come una valigia. I grandi generatori portatili, in grado di fornire elettricità sufficiente per soddisfare la maggior parte delle nostre esigenze domestiche, saranno probabilmente troppo pesanti per essere trasportati da una sola persona. Un grande generatore portatile, che produce più di 10000 W può pesare più di 91 kg. Questi generatori di grandi dimensioni possono avere maniglie delle ruote e kit che consentono di spostarli senza doverli trasportare.
Il design convenzionale per una motosega è una struttura aperta. Questo di solito significa che il motore e l’alternatore sono montati in un telaio metallico e sono esposti, possiamo osservare gli elementi meccanici del generatore. Il design del telaio aperto è diventato il più conveniente, ma questi generatori sono rumorosi. Più grande diventa un generatore, maggiore è il rumore che produrrà.
Ci sono quindi numerosi inconvenienti ai generatori tradizionali, i più frequenti dei quali sono i livelli di rumore e la distorsione armonica. La tecnologia moderna ha superato questi problemi e ci sono diverse alternative al convenzionale generatore di telaio aperto. Tuttavia, i generatori portatili che utilizzano le nuove tecnologie sono leggermente più costosi.
Generatori Silenziosi
L’utilizzo di un generatore portatile convenzionale a telaio aperto in una zona residenziale o anche in un campeggio potrebbe essere problematico a causa dei loro elevati livelli di rumore. Un grande generatore portatile può produrre un livello sonoro superiore a 100dBA. Per contestualizzare, una normale voce parlante è di circa 65 dBA. Le norme sulla sicurezza sanitaria stabiliscono che quando un livello di rumore supera 85dBA, un individuo deve indossare protezioni per l’udito quando si lavora in prossimità della fonte di questo suono.
La maggior parte dei produttori di generatori fornisce generatori silenziosi. Sebbene nessun generatore sia completamente silenzioso, il rumore che creano può essere notevolmente ridotto.
Generatori Di Inverter
Oggigiorno, quasi tutti gli apparecchi elettrici che utilizziamo hanno parti digitali. Anche un condizionatore o un forno a microonde con pulsanti a sfioramento utilizzeranno un microprocessore. Di conseguenza, c’è una forte richiesta di un generatore che crei un’onda sinusoidale pulita con un basso HD. Un inverter è un dispositivo controllato elettronicamente che utilizza condensatori e resistori per convertire la corrente continua (CC) in corrente alternata (CA).
Un altro vantaggio dell’utilizzo della tecnologia inverter è la capacità di rallentare il motore di ricerca quando la richiesta di energia è ridotta, il che significa che utilizza meno carburante. Molti generatori di inverter dispongono anche di interfacce di collegamento parallelo. Ne consegue che è possibile utilizzare più di 1 generatore collegato in parallelo.
Dual Fuel o ibrido
Con il miglioramento della consapevolezza ambientale, è aumentata la domanda di motori a combustione più pulita. Ciò ha portato a un carburatore progettato per utilizzare sia benzina standard che gas naturale (propano). Un generatore a doppia alimentazione o ibrido può utilizzare gas o propano come fonte di carburante.
Sebbene il primo obiettivo dell’utilizzo del propano fosse per ragioni ambientali, ci sono altri vantaggi pratici per l’utente. Il propano è più sicuro e più facile da immagazzinare, i serbatoi di propano non possono fluire e non scaricare i fumi come fanno le lattine di benzina. Non è necessario spostare il gas in un serbatoio di benzina. Un serbatoio di propano si unisce direttamente alla valvola della bobina, quindi non c’è possibilità di fuoriuscita di gas. Il propano può essere risparmiato indefinitamente, mentre la benzina collassa nel tempo. Poiché il propano è immagazzinato in uno stato compattato, ha una quantità minore. Ciò significa che è possibile immagazzinare un volume maggiore di gas in un serbatoio più piccolo, rendendo il propano notevolmente più pratico in quanto non è necessario trasferire un grande volume di gas.
Cos’è Un Generatore Di Standby?
Il semplice funzionamento di un generatore in standby è molto simile a quello di un generatore portatile. Utilizza un motore a gas o propano per azionare un alternatore, fornendo alimentazione CA che possiamo utilizzare nelle nostre case o aziende. La differenza più notevole è che un generatore in standby è molto più grande e genera più energia, sufficiente per gestire un’intera casa. I grandi generatori in standby possono creare energia sufficiente per alimentare un centro commerciale, una fabbrica o un complesso di appartamenti.
I generatori di standby per la casa sono prontamente disponibili e generalmente forniscono qualsiasi cosa da 15 KW fino a 60 KW. Usano anche un interruttore di trasferimento automatico, il che significa che l’utente non ha bisogno di avviare il generatore o cambiare l’alimentazione elettrica. Quando viene a mancare l’alimentazione di rete, l’interruttore di trasferimento automatico avvierà il generatore e quindi trasferirà la fonte di alimentazione dall’alimentazione di rete al generatore.Quando viene ripristinata l’alimentazione di rete, l’interruttore di trasferimento ripristinerà automaticamente l’alimentazione di rete e fermare il generatore.
Poiché questi generatori sono più grandi dei generatori portatili, sono più costosi. Il fatto che utilizzino un interruttore di trasferimento automatico e abbiano anche involucri resistenti alle intemperie, aumenta ulteriormente il loro prezzo. Un generatore di riserva deve essere impostato da uno specialista in base ai codici elettrici locali e questa è una spesa extra. Queste variabili di costo rendono i generatori in standby meno comuni.
Nonostante il loro prezzo, ci sono numerosi vantaggi nell’utilizzo di un generatore di riserva. L’essere più ovvio è che creano abbastanza elettricità per gestire l’intera casa senza compromessi. Un generatore di standby può essere installato lontano dalla casa, quindi non ci sono problemi di rumore. L’interruttore di trasferimento automatico li rende notevolmente più adatti di un generatore portatile che deve essere avviato e collegato manualmente alla rete elettrica domestica. L’utente deve solo assicurarsi che il generatore abbia abbastanza gas e che venga riparato da un professionista a intervalli regolari. I generatori di riserva hanno grandi serbatoi di gas e raramente hanno bisogno di rifornimento.
Cos’è Un Generatore Solare?
Tecnicamente, un generatore solare non è un generatore nel senso tradizionale del termine. Il termine giusto per un generatore solare è in realtà un ibrido, sebbene l’espressione più comune sia un generatore di energia solare.
Come suggerisce il nome, questi generatori utilizzano pannelli solari piuttosto che un motore, come con altri generatori. I pannelli solari generano corrente continua utilizzando l’energia del sole in un processo noto come fotovoltaico. La potenza viene quindi immagazzinata in una batteria (o batterie) da utilizzare ogni volta che è necessario. Quando non è possibile utilizzare l’energia solare, le batterie possono essere caricate con l’elettricità di rete. È possibile collegare un generatore solare a una presa da 120 V per caricare le batterie.
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Ci sono molti vantaggi nell’utilizzare un generatore di energia solare. Poiché non hanno un motore, i generatori solari sono virtualmente silenziosi: a parte il rumore delle ventole di raffreddamento, li si sente a malapena in funzione. Un altro vantaggio di non utilizzare un motore è che un generatore solare non genera fumi tossici. Ciò significa che un generatore solare può essere posizionato all’interno, proprio dove li usi. Sono sicuri e non c’è suono per competere.
Uno degli svantaggi di un generatore solare sarebbe il prezzo di acquisto iniziale. Per generare abbastanza elettricità, sono necessari diversi pannelli solari e sono necessarie diverse batterie per immagazzinare energia sufficiente da utilizzare quando il sole non splende. Tuttavia, una volta che hai pagato il generatore, i pannelli e le batterie, la tua elettricità è essenzialmente gratuita. Inoltre, non è necessario mantenere il gas e un generatore solare non necessita di manutenzione ordinaria. Col passare del tempo, il prezzo del generatore solare viene consumato dal suo prezzo basso. Il semplice fatto che utilizzino un inverter suggerisce anche che hai una bassa potenza HD pulita, come usare una motosega.
Un altro svantaggio dell’utilizzo di un generatore solare è che la limitata capacità di accumulo della batteria e la produzione di elettricità del generatore. Anche se si utilizzano più batterie, si rimane limitati alla quantità di energia che può essere risparmiata in tali batterie. Quando le batterie si scaricano, devono essere ricaricate e anche questo richiede tempo. Inoltre, i generatori solari portatili raramente producono più di 2000 W, quindi uno è limitato su quali apparecchi si azionano i generatori. Un generatore solare che genera 5kw o più sarà troppo grande per essere portatile, richiederà anche una grande quantità di batterie e pannelli solari.
