В условиях отсутствия централизованного энергоснабжения современное оборудование любых сфер деятельности - от промышленности до сельского хозяйства - требует надежный источник стабильной генерации электрической энергии или источник резервного питания. Использование генераторных установок важно в любой сфере, где необходима стабильность питания оборудования, а так же в тех местах, где ещё не проложена основная электросеть.

Но почему же стоит посмотреть в сторону именно дизель-генераторных установок? 

Конечно, многое зависит от условий и нагрузок, при которых установка будет использоваться. В мощностном диапазоне от 110 до 360 кВт дизельные генераторы чаще всего используются в промышленности, коммерческой недвижимости, больницах, дата-центрах и на удалённых местах строительства и добычи, где ещё не проведено электроснабжение.

Важные преимущества ДГУ мощностью 110–360 кВт перед другими типами генераторов, на которые точно стоит обратить внимание:

•    Высокая мощность и надежность

В этом диапазоне у дизельных генераторов практически нет конкурентов: бензиновые и инверторные генераторы таких мощностей не выпускаются, а газовые (природный газ/СПГ) требуют подключения газовой магистрали либо газгольдера, который нивелирует экономическую разность между газом и дизелем.
Дизель-генераторы могут работать непрерывно (24/7) в качестве основного источника питания, в отличие от бензиновых, которые перегреваются при долгой работе.

•    Долговечность и прочность конструкции

Двигатели ДГУ рассчитаны на десятки тысяч моточасов (20 000–50 000+ при соблюдении регламентированного ТО). Генераторы дизельного типа выдерживают тяжелые режимы работы, в том числе частые пуски/остановки (если это резервный источник).

•    Автоматизация и интеграция в промышленные сети

ДГУ поддерживают АВР (автоматический ввод резерва), синхронизацию с сетью и параллельную работу с другими генераторами. Их также можно подключить к системам мониторинга и дистанционного управления. При необходимости дизель-генераторы могут иметь 3-ю степень автоматизации, передавать данные на внешние устройства связи, и управляться с них же.

•    Топливная доступность

Дизтопливо проще хранить в больших объемах, чем газ. В промышленных масштабах его доставка и хранение дешевле, чем СПГ. 

Но также стоит обратить внимание на некоторые аспекты установки ДГУ, которые могут оказаться для вас немаловажны:

- Может понадобиться шумоизоляция, особенно при установке в жилых районах.

- Современные нормы Евро-4/5 требуют установки сажевых фильтров (DPF) и систем нейтрализации выхлопа (SCR). 

- Низкокачественное дизтопливо приводит к быстрому износу ТНВД и форсунок.

- При больших отрицательных температурах эксплуатационных условий требуется зимнее ДТ или обогрев установки для поддержания нормальных условий эксплуатации, предусмотренных производителем.

Дизель-генераторные установки будут лучшим выбором, если необходима надежность, автономность и длительная работа под высокой нагрузкой. Другие же системы стоит рассматривать, если есть доступ к дешевому топливу или же обязательно соблюдение жестких экологический требований.

1.    ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДГУ И ДЭС

Дизель-генераторная установка состоит из нескольких ключевых компонентов, которые обеспечивают её эффективную работу:

•    Дизельный двигатель является по сути «сердцем» всей установки, которое преобразует энергию сжигаемого топлива в механическую энергию. Современные дизельные двигатели отличаются высокой мощностью, экономичностью и соответствием экологическим стандартам (Tier 3A, Tier 4F).

Одними из самый популярных являются двигатели марок Yuchai, Cummins, Baudouin и Perkins. 

Двигатели Yuchai производятся китайской компанией Guangxi Yuchai Machinery Group Co., Ltd. (также известной как Yuchai Group), основанной в 1951 г. – одним из крупнейших производителей дизельных двигателей в Китае. Компания производит несколько разновидностей двигателей, адаптированных к работе в различных условиях и имеющих высокий моторесурс (до 50 000 часов), а также соответствующих стандартам Euro III, Euro IV, Euro V. Развитая дилерская сеть позволяет компании обеспечивать клиентов доступными запчастями и сервисом.

Двигатели марки Cummins производит американская корпорация Cummins Inc. – один из мировых лидеров в производстве дизельных и газовых силовых установок, основанный в далеком 1919 году. Корпорация имеет заводы в 17 странах и производит двигатели для грузовиков, спецтехники, судов, генераторов (ДГУ), локомотивов и промышленного оборудования с очень широким диапазоном мощностей. Их двигатели отличаются крайне высоким КПД и моторесурсом – до 60 000 часов (для ДГУ), соответствуют стандартам Euro III–Euro VI, Tier 4 Final. Также компания имеет глобальную сервисную сеть - более 6000 сервисов в 190 странах.

Компания Baudouin — французский производитель судовых и промышленных дизельных двигателей, включая модели для ДГУ. Основана в 1918 году, а с 2021 года входит в группу Kohler Energy. Адаптированные для тяжелых условий двигатели с воздушным или жидкостным охлаждением выпускаются как 6 так и 8-цилиндровыми с ресурсом до 30 000 ч, а также соответствуют стандартам EU Stage V, IMO Tier III. 

Дизельные двигатели Perkins – продукция британской компании (основана в 1932 г.), входящей в корпорацию Caterpillar. Производятся на заводах в Великобритании, США, Китае и других странах. Линейка включает серии от маломощных (7-30 кВт) с воздушным охлаждением до промышленных моделей (до 2000 кВт). Двигатели соответствуют строгим экологическим стандартам (EU Stage V, Tier 4 Final), отличаются высоким КПД (до 45%), ресурсом до 50 000 часов и устойчивостью к экстремальным температурам (-40...+50°C).

•    Синхронный генератор преобразует механическую энергию двигателя в электрическую. В зависимости от объекта и требований к эксплуатации генератор может быть однофазными или трехфазным. Дизель-генераторные установки Genion-D производства ООО «ЧЗЭО» имеют трехфазные генераторы, производимые такими известными компаниями как Evotech и Leroy Somer.

Генераторы под маркой Evotech производятся китайской компанией Jiangsu Evotech Power Equipment Co., Ltd. (ранее известной как Jiangsu EvoTech Power System Co., Ltd.), основанной в 2008 году в г. Яньчэн (Jiangsu), Китай. Компания экспортирует продукцию в Россию, СНГ, на Ближний Восток, в Африку, Южную Америку. Синхронные генераторы Evotech имеют возможность комплектации ДГУ с любыми двигателями.

Генераторы Leroy-Somer производятся французской компанией Nidec Leroy-Somer, основанной в 1919 году, а с 2017 года входящей в японский промышленный концерн Nidec Corporation. Сервисная сеть охватывает более 100 стран мира. Компания производит бесщеточные синхронные генераторы с самовозбуждением (AREP) и независимым возбуждением (PMG), имеющие цифровую систему регулирования напряжения AVR D300, класс изоляции H (до 180°C) и защиту IP21-IP55 (в зависимости от модели). Продукция компании соответствует мировым стандартам качества и безопасности: IEC 60034 (международный стандарт для электрических машин), ISO 8528 (нормы для генераторных установок) и UL 1004 (сертификация для США и Канады).

•    Система охлаждения
В зависимости от мощности установки и условий её эксплуатации используется воздушное или жидкостное охлаждение. Для установок малой мощности (до 50 кВт) в большинстве случаев достаточно воздушного охлаждения. В мощных же ДГУ и ДГЭ (свыше 50 кВт) используют жидкостное охлаждение.

•    Система управления
Панели управления полностью автоматизированы. Они позволяют оператору полностью контролировать параметры работы ДГУ, включая напряжение, частоту, температуру и уровень масла, расход топлива и т.д. Система управления ДГУ имеет возможность синхронизации с сетью, благодаря установки системы автоматического ввода резерва (АВР).

•    Топливная система
Включает топливный бак, фильтры и насосы, обеспечивающие стабильную подачу дизельного топлива.

•    Рама и кожух
Рама обеспечивает монолитную конструкцию всей установки. Рама сама по себе является открытым конструктивным исполнением , но может быть дополнена различными видами защитных кожухов, снижающих уровень шума (шумозащищенное исполнение) и защищающих оборудование от внешних воздействий (погодозащищенное исполнение). Также существует контейнерный тип исполнения – полностью закрытый и обогреваемый корпус с внутренним климатконтролем (тепловые пушки, датчики температуры, внешние системы вентиляции и т.п.).

2.    ПРИНЦИП РАБОТЫ

Топливная система ДГУ начинается с внешнего бака, откуда дизельное топливо по топливопроводам поступает в систему питания двигателя. На пути к камере сгорания горючее последовательно проходит через два обязательных фильтра: сначала через фильтр грубой очистки, задерживающий крупные механические примеси и воду, затем через фильтр тонкой очистки, удаляющий мельчайшие частицы размером до 5 микрон. Такая двухступенчатая система фильтрации исключает попадание абразивных частиц и металлических включений в топливную аппаратуру, что значительно продлевает ресурс форсунок и топливного насоса высокого давления (ТНВД).

При запуске ДГУ стартер проворачивает коленчатый вал, приводя в движение поршневую группу. В цилиндрах происходит сжатие воздуха до давления 25-35 бар, после чего через форсунки впрыскивается топливо, и начинается процесс горения. Расширяющиеся газы толкают поршни, передающие усилие через шатуны на коленвал. Этот механический процесс преобразования химической энергии топлива в кинетическую энергию вращения составляет основу работы дизельного двигателя.

Коленчатый вал двигателя через демпферную муфту жёстко соединён с валом синхронного бесщёточного генератора. При вращении ротора генератора с частотой 1500 или 1800 об/мин (в зависимости от требуемой выходной частоты тока) создаётся мощное электромагнитное поле. Это поле индуцирует переменный трехфазный электрический ток в медных обмотках статора, который затем поступает на автоматический выключатель и далее - во внешнее распределительное устройство (ВРУ).

Для поддержания оптимального теплового режима (85-95°C) в ДГУ применяется замкнутая система жидкостного охлаждения с радиатором и принудительным обдувом. Антифриз циркулирует по рубашке охлаждения двигателя, отводя избыточное тепло, а термостат поддерживает рабочую температуру в заданных пределах. В холодное время года эта система обеспечивает прогрев двигателя перед запуском и поддерживает температуру в режиме ожидания.

Коэффициент полезного действия типичной дизель-генераторной установки составляет около 30%, что обусловлено потерями энергии на трение, нагрев, выхлопные газы и собственные нужды системы. Наиболее современные модели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением воздуха (интеркулером) могут достигать КПД до 40-45% за счёт более полного сгорания топлива и оптимизации рабочих процессов.

3.     ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Дизель-генераторные установки мощностью 110-360 кВт широко востребованы в промышленности и коммерческой инфраструктуре, где требуется надежное резервное или автономное энергоснабжение. Такие ДГУ идеально подходят для обеспечения электроэнергией производственных цехов, нефтегазовых объектов, горнодобывающих предприятий и строительных площадок, где отсутствует электроснабжение и/или перебои в питании могут привести к значительным убыткам. Они также активно используются в логистических комплексах, на складах с холодильным оборудованием и в сельскохозяйственных объектах, требующих стабильного энергоснабжения для работы техники и систем автоматизации.  

Еще одна важная сфера применения — социально значимые объекты и коммерческая недвижимость. ДГУ этой мощности обеспечивают аварийное питание больниц, лабораторий, дата-центров, торговых центров и гостиниц, где отключение электричества недопустимо. Установки часто используют в качестве основного источника энергии в удаленных районах, на временных объектах или в местах, где подключение к централизованным сетям невозможно или экономически невыгодно. Благодаря высокой надежности, долговечности и возможности работы в непрерывном режиме ДГУ 110-360 кВт остаются оптимальным решением для объектов с высокими требованиями к энергобезопасности.

4.    ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА

При подборе дизель-генератора ключевыми параметрами являются мощность, тип охлаждения и уровень шума. Необходимо рассчитать суммарную мощность всех подключаемых потребителей, добавив 20-30% запаса для стабильной работы оборудования. Для маломощных установок до 50 кВт достаточно воздушного охлаждения, тогда как более мощные модели (свыше 50 кВт) требуют жидкостной системы охлаждения. Особое внимание следует уделить уровню шума - для жилых зон и шумочувствительных объектов оптимальны генераторы в шумопоглощающих кожухах.

Не менее важны тип запуска и дополнительные опции. Для ответственных объектов, где критично бесперебойное энергоснабжение, обязательна система автоматического ввода резерва (АВР), тогда как ручной запуск подойдет для небольших резервных установок. В условиях низких температур необходимы системы подогрева топлива и масла, а для удобства контроля - возможность интеграции с системами удаленного мониторинга. Эти параметры помогут подобрать ДГУ, оптимально соответствующую конкретным эксплуатационным условиям.

5.     ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Для обеспечения долговечности и стабильной работы дизель-генераторной установки очень важно регулярно проводить техническое обслуживание, включающее:
- Замену моторного масла и всех фильтров
- Контроль уровня топлива в баке, моторного масла и количества охлаждающей жидкости
- Диагностику системы управления и электрических соединений
- Очистку радиатора и топливной системы
- И остальные операции соответствующие каждому типу двигателей