Przerwa w dostawie energii w domu oznacza zwykle kilka godzin niedogodności. W firmie, warsztacie, gospodarstwie rolnym albo niewielkim zakładzie produkcyjnym ten sam problem może zatrzymać pompy, chłodzenie, wentylację, maszyny, bramy, systemy sterowania czy urządzenia potrzebne do obsługi klientów.
Dlatego agregatu nie powinno się dobierać według zasady „im większy, tym lepszy”. Zbyt mały może nie poradzić sobie z rozruchem urządzeń, a przewymiarowanie również nie jest dobrym sposobem na rozwiązanie każdego problemu. Najpierw sprawdźmy, które odbiorniki rzeczywiście muszą działać podczas zaniku napięcia i jak zachowują się przy uruchamianiu.
Jedną z często rozważanych klas mocy jest 30 kW. To już poziom pozwalający zabezpieczyć wiele obiektów firmowych i gospodarczych, ale nie oznacza, że każdy warsztat, gospodarstwo czy zakład o podobnej wielkości powinien otrzymać taki sam generator.
Co właściwie oznacza agregat o mocy 30 kW?
W przypadku trójfazowego zespołu prądotwórczego trzeba odróżnić moc czynną wyrażaną w kW od mocy pozornej podawanej w kVA.
Dla przykładu oferowany przez nas agregat prądotwórczy 30 kW ma moc znamionową 30 kW, czyli 37,5 kVA przy współczynniku mocy cos φ = 0,8. Karta urządzenia podaje napięcie 230/400 V, częstotliwość 50 Hz i znamionowy prąd 54 A.
Te parametry można łatwo sprawdzić również od strony obliczeń:
√3 × 400 V × 54 A × 0,8 ≈ 30 kW
Nie oznacza to jednak, że do agregatu można po prostu podłączyć urządzenia, których wartości na tabliczkach znamionowych sumują się do 30 kW. W praktyce o prawidłowym doborze decyduje także sposób pracy odbiorników.
Moc urządzeń to dopiero początek obliczeń
Pierwszym krokiem powinno być ustalenie, co ma działać podczas awarii.
Jeżeli masz warsztat, może to być sprężarka, podnośnik, oświetlenie, wentylacja i część elektronarzędzi. W gospodarstwie rolnym będą to często pompy, system udojowy, chłodzenie mleka, wentylatory albo urządzenia do przygotowania paszy. W firmie produkcyjnej dochodzą maszyny technologiczne, sterowanie, sprężone powietrze czy instalacje chłodnicze.
Nie wszystkie te urządzenia muszą jednak pracować jednocześnie.
Jeżeli podczas awarii można wyłączyć część wyposażenia i pozostawić tylko odbiorniki krytyczne, zapotrzebowanie na moc może być znacznie niższe niż moc całej instalacji obiektu.
Dlatego przed doborem agregatu warto przygotować prostą tabelę:
| Co sprawdzić | Dlaczego ma znaczenie |
|---|---|
| Moc znamionowa urządzenia | określa zapotrzebowanie podczas normalnej pracy |
| Napięcie 230 lub 400 V | pozwala właściwie rozłożyć odbiorniki |
| Liczba faz | ma znaczenie dla obciążenia generatora |
| Prąd znamionowy | pomaga zweryfikować rzeczywiste obciążenie |
| Prąd lub sposób rozruchu | kluczowy przy silnikach i sprężarkach |
| Jednoczesność pracy | nie wszystkie odbiorniki muszą działać w tym samym czasie |
| Priorytet urządzenia | pozwala oddzielić odbiorniki konieczne od tych, które można wyłączyć |
W dobrze przygotowanym systemie zasilania awaryjnego nie chodzi o odtworzenie za wszelką cenę pełnej mocy przyłącza energetycznego. Często rozsądniej jest utrzymać urządzenia niezbędne do kontynuowania pracy.
Największym problemem często jest rozruch silników
To punkt, którego nie warto pomijać przy agregacie przeznaczonym do warsztatu, gospodarstwa czy zakładu.
Silnik elektryczny podczas rozruchu może pobrać znacznie większy prąd niż po osiągnięciu normalnej prędkości. Cummins w materiałach dotyczących doboru generatorów wskazuje, że przy bezpośrednim rozruchu silnika prąd rozruchowy może typowo wynosić około sześciokrotności prądu znamionowego. Konkretna wartość zależy jednak od silnika i zastosowanej metody rozruchu.
Ma to szczególne znaczenie przy:
- sprężarkach,
- pompach,
- wentylatorach,
- urządzeniach chłodniczych,
- maszynach z większymi silnikami elektrycznymi.
Agregat może bez problemu zasilać urządzenie podczas jego normalnej pracy, a mimo to mieć problem w chwili uruchomienia silnika.
Dlatego przy doborze sprawdzamy nie tylko obciążenie podczas normalnej pracy. Trzeba uwzględnić również najtrudniejszy moment pracy instalacji.
Czy agregat 30 kW wystarczy do warsztatu?
Może wystarczyć, ale nie odpowiadałbym na to pytanie na podstawie samej powierzchni hali czy liczby stanowisk.
Dwa warsztaty o powierzchni 300 m² mogą mieć zupełnie inne zapotrzebowanie na energię. W jednym największym odbiornikiem będzie sprężarka, w drugim mogą jednocześnie pracować urządzenia grzewcze, wentylacja, maszyny i kilka stanowisk serwisowych.
Jeżeli dobieramy zasilanie awaryjne do warsztatu, najpierw ustalamy, czy celem jest utrzymanie pełnej działalności, czy możliwość dalszej pracy na wybranych stanowiskach.
W drugim wariancie można dla przykładu pozostawić oświetlenie, sprężarkę i kluczowe urządzenia, a czasowo wyłączyć odbiorniki o dużej mocy, które nie są niezbędne.
Takie podejście często daje więcej niż dobór agregatu „na zapas” bez analizy instalacji.
A gospodarstwo rolne?
W gospodarstwie sytuacja jest podobna, ale lista odbiorników wygląda inaczej.
Szczególnego znaczenia nabierają urządzenia, których zatrzymanie może szybko wywołać problemy organizacyjne albo technologiczne: pompy, wentylacja budynków inwentarskich, urządzenia udojowe, chłodzenie mleka czy systemy sterowania.
Tutaj również nie należy przyjmować z góry, że agregat 30 kW będzie odpowiedni tylko dlatego, że gospodarstwo jest „średniej wielkości”.
Dla przykładu, duża sprężarka chłodnicza albo kilka silników uruchamianych w tym samym momencie może mieć większe znaczenie przy doborze agregatu niż kilkanaście niewielkich odbiorników pracujących przez cały czas.
Jeżeli możesz uruchamiać urządzenia kolejno, zamiast wszystkich jednocześnie, wymagania wobec agregatu mogą wyglądać zupełnie inaczej.
30 kW w małej firmie i zakładzie produkcyjnym
W zakładzie produkcyjnym zaczynamy od określenia, co naprawdę musi zostać podtrzymane.
Nie zawsze opłaca się podczas awarii zasilać całą produkcję. Czasami ważniejsze będzie bezpieczne zatrzymanie procesu, utrzymanie chłodzenia, wentylacji, sterowników PLC, sprężonego powietrza albo wybranej części linii.
Jeżeli natomiast zależy Ci na dalszej normalnej produkcji, trzeba policzyć rzeczywiste obciążenie wszystkich urządzeń, które mają pozostać uruchomione.
Przy większych obiektach 30 kW szybko może okazać się niewystarczające. Wtedy punktem wyjścia nie powinien być kolejny przypadkowo wybrany poziom mocy, lecz analiza odbiorników i dobór odpowiednich agregatów dla firm i przemysłu do charakteru instalacji.
W rozwiązaniach przemysłowych stosuje się jednostki stacjonarne, wyciszone oraz zabudowy kontenerowe, a zakres mocy może być wielokrotnie większy niż 30 kW.
Agregat stacjonarny czy na przyczepie?
To zależy od sposobu wykorzystania.
Jeżeli agregat zabezpiecza jeden konkretny obiekt i ma być stale gotowy do pracy podczas zaniku napięcia, naturalnym rozwiązaniem jest montaż stacjonarny.
Inaczej wygląda sytuacja w firmie budowlanej, serwisowej, gospodarstwie z kilkoma obiektami albo przedsiębiorstwie, które potrzebuje źródła energii w różnych lokalizacjach. Wtedy przydatna może być wersja mobilna na przyczepie.
Nasz model 30 kW może być oferowany również w konfiguracji mobilnej na homologowanej przyczepie. To rozwiązanie stosowane między innymi przy pracach terenowych i budowlanych.
Przy wyborze warto więc odpowiedzieć sobie na proste pytanie: czy agregat ma chronić jeden budynek, czy ma być źródłem energii przemieszczanym pomiędzy miejscami pracy?
Automatyka ATS/SZR – agregat może uruchamiać się bez operatora
W obiekcie firmowym zasilanie awaryjne często ma sens tylko wtedy, gdy nie trzeba czekać na przyjazd pracownika, który ręcznie uruchomi generator.
W takim przypadku stosuje się automatykę przełączania źródła zasilania. Układ monitoruje napięcie sieciowe, a po wykryciu awarii uruchamia generator. Po osiągnięciu odpowiednich parametrów zasilanie odbiorników może zostać przełączone na agregat.
Po powrocie sieci układ wykonuje proces w odwrotnym kierunku.
Trzeba przy tym pamiętać, że agregat z silnikiem spalinowym nie jest zasilaniem bezprzerwowym. Od zaniku napięcia do uruchomienia generatora, ustabilizowania jego parametrów i przełączenia źródła upływa określony czas.
Jeżeli nawet kilkusekundowa przerwa jest niedopuszczalna, np. dla określonych systemów IT, sterowania czy elektroniki procesowej, instalacja może wymagać dodatkowego UPS-a lub innego rozwiązania podtrzymującego.
Nie każdy odbiornik jest „łatwy” dla agregatu
Oprócz silników trzeba uwzględnić również urządzenia o nietypowej charakterystyce poboru energii.
Dotyczy to między innymi:
- falowników,
- zasilaczy UPS,
- urządzeń z rozbudowaną elektroniką,
- spawarek,
- dużych systemów chłodniczych,
- odbiorników jednofazowych pracujących w instalacji trójfazowej.
Jeżeli masz falowniki czy UPS-y, nie dobieraj generatora wyłącznie na podstawie nominalnej mocy odbiornika. Eaton zwraca uwagę, że przy zasilaniu takich urządzeń istotne są m.in. charakter obciążenia, stabilność napięcia i częstotliwości oraz odpowiedni dobór mocy generatora.
To jeden z powodów, dla których przy większych instalacjach najpierw przeglądamy rzeczywiste odbiorniki, a dopiero później dobieramy moc agregatu.
Kiedy 30 kW jest rozsądnym punktem wyjścia?
Agregat tej klasy warto rozważyć, gdy po wykonaniu bilansu odbiorników okazuje się, że zapotrzebowanie podczas awarii mieści się w jego możliwościach, a generator poradzi sobie również z rozruchem największych silników.
30 kW może być interesującym rozwiązaniem m.in. dla wybranych:
- warsztatów i obiektów usługowych,
- gospodarstw rolnych,
- mniejszych zakładów,
- magazynów,
- inwestycji budowlanych,
- instalacji wymagających mobilnego źródła energii.
Nie jest natomiast uniwersalną mocą „dla średniej firmy”. Wielkość budynku, liczba pracowników czy powierzchnia gospodarstwa niewiele mówią o rzeczywistym zapotrzebowaniu elektrycznym.
O doborze decydują urządzenia.
Co przygotować przed rozmową z dostawcą agregatu?
Nie musisz od razu zamawiać skomplikowanego audytu. Na początku wystarczą dobre dane.
Przygotuj:
- listę urządzeń, które muszą działać podczas awarii,
- zdjęcia ich tabliczek znamionowych,
- informacje o napięciu i liczbie faz,
- dane o silnikach, pompach i sprężarkach,
- informację, które odbiorniki mogą pracować jednocześnie,
- określenie, czy agregat ma pracować stacjonarnie czy mobilnie,
- informację, czy potrzebne jest automatyczne uruchomienie po zaniku sieci.
Na tej podstawie możemy rozsądnie ocenić, czy właściwym rozwiązaniem będzie 20, 30, 50 czy 100 kW.
W dobrze dobranym systemie nie chodzi o zakup największego dostępnego urządzenia, ale o generator, który poradzi sobie z rzeczywistym obciążeniem, uruchomi najtrudniejsze odbiorniki i będzie odpowiadał sposobowi pracy danego obiektu.
Krzysztof Karolak
Ekspert ds. agregatów prądotwórczych i zasilania awaryjnego w firmie GAPPA
Agregaty Prądotwórcze Gappa
ul. Błońska 52
26-015 Pierzchnica
Telefon: +48 607 102 202
Telefon stacjonarny: + 48 41 353 80 52
Strona internetowa: https://gappa.com.pl/