Sopivan tehoisen ja mallisen aggregaatin valinta ei aina ole yksinkertaista.
Tässä joitakin asioita joita kannattaa ottaa huomioon aggregaatin valinnassa.
- Aggregaatin jatkuva teho.
- Käytettävien laitteiden vaatima jatkuva ottoteho.
- Aggregaatin hetkellinen teho.
- Käytettävien laitteiden max. ottoteho
- Aggregaatin suurin suositeltava jatkuva kuormitus teho.
- Pidempiaikaisesti käytettävien laitteiden jatkuva otto teho.
- Moottorin kierrosluku
- Sähkön laatu.
- Generaattorin ja moottorin häiriönsietokyky
- Moottorin ja generaattorin käyttöikä.
- 1- vai 3-vaiheinen generaattori ?
- Bensiini vai diesel aggregaatti ?
- Polttoaineen kulutus
- Siirrettävä vai paikalliskäyttö
- Aggregaatin hinta.
- moottorin varaosien saatavuus ja huoltopisteiden sijainti
- Moottorin varaosien hinta
- Huollon yhteydessä vaihdettavien
- osien hinta (esim. ilmansuodatin)
- generaattorin varaosien hinta
- öljynvaihtoväli
- Sanastoa ja lyhenteitä
1. Aggregaatin jatkuva teho
Sähköaggragaatin tuottama teho on usean komponentin summa.
Teho voidaan esittää täsmällisesti, mutta tapoja tuntuu olevan yhtä paljon kuin mittaajia.
Seuraavassa muutamia (vääriä) mittaustapoja:
- Generaattoriin lisätään kuormaa kunnes jännite laskee 207 Volttiin. (= 230 V-10% joka on yleisen sähköverkon pienin sallittu jännitteen vaihteluraja). Aggregaatin tehoksi ilmoitetaan kytketyn kuorman suuruus (kW). Tällä tavalla voidaan alle 2 kW aggregaatin tehoksi saada jopa yli 2,6 kW. Em. mittaustapoja esiintyy jopa joidenkin vertailuja tekevien lehtien palstoilla.
- Generaattoriin lisätään kuormaa kunnes taajuus laskee 49 Hertsiin. Aggregaatin tehoksi ilmoitetaan kytketyn kuorman suuruus (kW).
- Generaattoriin lisätään kuormaa ja mitataan teho välittämättä jännitteestä ja taajuudesta. Tämä kertoo kyllä aggregaatin todellisen tehon, mutta jännite ja taajuus ei todennäköisesti ole tällä kuormalla enää sähkölaitteille riittävä.
- Teho määritetään laskennallisesti, ja unohdetaan jokin seuraavista:
- Pienten moottorien teho ilmoitetaan yleensä akselitehona 3600 rpm kierrosluvulla. Aggregaattia käytetään kuitenkin 3000-3200 rpm pyörintänopeudella, jolloin moottorin akseliteho on yleensä huomattavasti pienempi.
- Pienten moottorien kierrosnopeuden säätö (vakionopeussäädin) toimii yleensä kuten P-säädin joten moottori ei voi antaa ulos samaa tehoa kun käsin säädettynä (tehtaan ilmoittamat arvot).
- Generaattorin hyötysuhde.
- jne . . . .
Oikeampi mittaustapa
Oikean tehon määrittämiseksi tulee ottaa huomioon myös laitteiston vaatima jännite, taajuus, virta sekä näiden muutos herkkyys. Yleensä tarkimminkin mitattu teho ilmoitetaan sellaisena aggregaatin jatkuvan tehon arvona, että jännitteen kaikki komponentit pysyvät standardoiduissa rajoissa. Tämäkään ei aina riitä, koska kaikki sähkölaitteet eivät toimi kaikissa em. rajoissa, vaan vaativat tarkemman pysyvyyden esim. taajuuden muutokselle kuormaa kytkettäessä.
Epävarmojen laitteiden toiminta kannattaa aina varmistaa koekäyttämällä laitetta, ja toteamalla toiminta käytännössä, vain tällöin voidaan varmistua laitteiden toimivuudesta.
3. Aggregaatin hetkellinen teho
Aggregaatin antama hetkellinen teho, ei ole kovinkaan selkeä käsite. Sana hetki on jo sinänsä kovin vaikea määrittää – onko se minuutti sekunti vai sekunnin tuhannesosa.
- Yleensä pienten aggregaattien jatkuva teho on ilmoitettu niin suureksi, että se vastaa paremminkin hetkellistä maksimitehoa.
- Pienikin aggregaatti antaa kyllä hetkellisesti suuremman tehon, mutta aika jona teho saadaan on vain muutaman taajuusjakson suuruinen. Mittausteni mukaan n. 0,1 sek. ajassa aggregaatin antama teho alenee hyvin läheelle normaalia maksimitehoa.
- Nimellisvirta voidaan kuitenkin ylittää pidempiäkin aikoja jännitteen kustannuksella. Tästä johtuukin erot eri generaattori tyyppien välillä. Toiset generaattorit kykenevät jopa 4 kertaiseen nimellisvirran ylitykseen, kun taas toisissa maksimi virta jää läheelle nimellisvirran arvoa.
4. Käytettävien laitteiden max.otto teho
Kaikkiin Suomessa (ja lähes kaikkialla muualla maailmassa) myytäviin sähkölaitteisiin tulee merkitä laitteen ottama sähköteho (W tai kW) (1 kW = 1 000 W).
Tämä arvo tarkoittaa yleensä
- laitteen sähköverkosta ottaman energiamäärän keskiarvoa nimellisjännitteellä normaalikäytössä.
- Suurinta tehoa jolla sähkömoottoria tai muuta vastaavaa laitetta voidaan kuormittaa sen ylikuumenematta
Laitteen ottama / tarvitsema sähköteho voi kuitenkin vaihdella hyvinkin suuresti, esim. käynnistettäessä tai hetkellisesti ylikuormitettaessa laitetta.
5. Aggregaatin suurin suositeltava jatkuva kuormitus teho.
Pelkällä maksimiteholla tai jatkuvalla maksimiteholla on harvemmin niin pajlon merkitystä kuin aggregaatille suositeltavalla suurimmalla jatkuvalla teholla. Se varmistaa moottorille mahdollisimman pitkän toiminta-ajan.
Aggregaatti ostetaan yleensä jatkuvan maksimi tehon mukaisesti. esim. jos on 10 kW lämmitystehon tarve, ostetaan 10 kW jatkuvana tehona antava aggregaatti. Tähän valintatapaan on ajauduttu rajun hintakilpailun vuoksi. Se kuitenkin pidemmällä aikajänteellä vain lisää aggregaatin käyttökustannuksia.
Em. valintatapa on väärin. Jos esimerkiksi ostat auton, jolla ajelet 100 km/t, arvelen että sen huippunopeus on kuitenkin aivan jotain muuta, eikä moottorista oteta kokoaikaa maksimitehoja irti.
Teho määritetään kuormittamalla aggregaattia ja tarkkailemalla moottorin kierroslukua, jännitteen muutosta, pakokaasupäästöjä sekä ääntä, myös moottorin valmistajan suositukset huomioon ottaen.
Kuormitus suositus arvot on POWERI-aggregaateille saatavissa tällä hetkellä kysyttäessä.
7. Moottorin kierrosluku 1500 vai 3000 r/min.
”Kierrosluvun puolittuessa moottorin käyttöikä jopa nelinkertaistuu.”
”1500 kierroksinen aggregaatti on hankintahinnaltaan kaksikertaa tehokkaamman 3000 kierroksisen aggregaatin hintainen.
– Eli hinta on lähes kaksin kertainen.”
3000 r/min pyörivien aggregaattien käyttöikä on:
n. 300 – 1000 tuntia halvimmilla malleilla
n. 1000 – 3000 tuntia hyvällä sivuventtiilimoottorilla
n. 3000 – 10 000 tuntia kehittyneellä kansiventtiili-moottorilla
1500 r/min pyörivien aggregaattien käyttöikä on:
n. 10 000 – 40 000 tuntia
Mikäli aggregaattia käytetään paljon, on hitaampikierroksinen aggregaatti pidemmänpäälle edullisempi.
Käyttötarkoitus, sijoituspaikka,
vaihdettavuus / aggregaatin hinta
Käyttömäärä / aggregaatin hinta.
8. Sähkön laatu
Generaattoreiden sähkön laadussa on suuriakin eroavaisuuksia.
Joidenkin sähkö on lähes siniaallon muotoista kuten sähköverkossa, toise taas saattavat sisältää hyvinkin paljon yliaaltoja tai aaltomuoto saattaa olla vääristynyt.
Tämä kannattaa huomioida, mikäli aggregaatilla aiotaan käyttää elektronisia laitteita kuten suuret akkulaturit, elektronisella säätimellä varustetut käsityökalut, invertterit.
Televisiot ja videot (vanhat) ovat tarkkoja lähinnä taajuudesta. 50 Hz taajuudesta poikkeava vaihtojännite saattaa aiheuttaa kuvaruutuun aaltoliikettä.
Laitteet voivat olla herkkiä:
yliaalloille
jännitepiikeille
taajuuden vaihtelulle
jne.
9. Generaattorin ja moottorin sietokyky
jännitepiikkejä
virtapiikkejä
kosteutta
kuumuutta
pakkasta
merisuolaa
happoja
pölyä
tärinää
mekaanista rasitusta
kuorma päällä sammutusta
kuorma päällä käynnistystä
jne. vastaan.
11. 1- vai 3-vaiheinen generaattori
Alle 6 kVA kokoluokassa voidaan sanoa että jos 3-vaiheista eli ”voimavirtaa” tarvitaan, valitaan kolmivaiheinen aggregaatti. muussa tapauksessa kannattaa valita yksivaiheinen ”valovirta” aggregaatti.
Yli 6 kVA aggreegaatit ovat yleensä 3-vaiheisia.
On huomioitavaa että kolmivaiheisessa aggregaatissa kokonaisteho jakaantuu kolmelle vaiheelle. Esimerkiksi 6 kVA generaattorista saa vain 2 kVA / vaihe.
6 kVA 3-vaihe aggregaatilla ei voi käyttää yli 2000 W yksivaiheisia laitteita
Ovatko käytettävät sähkölaitteet 1- vai 3-vaiheisia?
12. Bensiini vai diesel aggregaatti
Bensiini on kallista, polttoöljy hieman halvempaa. Dieselaggregaatti on kallis, bensiiniaggregaatti on halvempi.
4 kW bensiiniagregaatti kuluttaa 3000 tunnin aikana n. 3750 litraa bensiniä = n. 4000 EUR
4 kW dieselaggregaatti kuluttaa 3000 tunnin aikana n. 3500 litraa polttoöljyä = n. 2000 EUR
Tästä saadaan erotukseksi 2000 EUR dieselaggregaatin eduksi.
Käyttömäärästä riippuen, säästön saavuttaminen saattaa kuitenkin kestää jopa useita vuosia.
13. Polttoaineen kulutus
varsinkin pienillä moottoreilla polttoaineen kulutus saattaa vaihdella jopa 0,5 litraa tunnissa moottorista riippuen.
Perinteiset sivuventtiilimoottorit kuluttavat yleensä nykyisiä kansiventtiilimoottoreita enemmän, joskin kansiventtiilimoottorit ovat hiukan kalliimpia. Polttoaineen säästöllä hintaero kuitenkin häviää muutaman sadan käyttötunnin jälkeen.
Polttoaineen hinta ja saatavuus / aggregaatin hinta ?
16. Varaosien saatavuus ja huoltopisteiden sijainti
Kaikki polttomoottorit tarvitsevat käyttöikänsä aikana huoltoa. Aggregaattia ei pitäisi sijoittaa siten että se on hankala irrottaa ja viedä huollettavaksi.
Ulkomailta tuodaan aggregaatteja joissa on moottoreita joita ei välttämättä muuten tuoda Suomeen. Tällaisten moottorien varaosat ovat yleensä hankalasti saatavilla tai ei ollenkaan.
Yleensä kannattaa valita moottorimerkki joka on yleisesti käytössä sielä missä aggregaattia käytetään.
Sanastoa ja lyhenteitä |
|
| Aggregaatti | ”koneikko” lyhenne sähköaggregaatista |
| Sähköaggregaatti | ”polttomoottorigeneraattori” ”moottorin ja generaattorin yhdistelmä” |
| Generaattori | ”tekijä” ”moottorin aikaansaaman liike-energian sähköenergiaksi muuttava laite” |
| Valovirta | 1-vaiheinen (Suomessa 230 V,. 50 Hz) jännite, jota käytetään esim. valaistuksessa, josta kansankielinen nimityskin johtunee. |
| Voimavirta | 3-vaiheinen (Suomessa 400 V, 50 Hz) jännite, jota käytetään yleensä esim. ”voimaa antavien” sähkömoottoreiden käyttöjännitteenä. |
| Dynamo | yleensä pieni tasavirta generaattori. |
| Tahtigeneraattori Synkronigeneraattori |
Generaattori jonka roottori on tasasuunnattu (sisänapageneraattorissa), jolloin jännitteen taajuus on suoraan verrannollinen pyörimisnopeuteen. Yleensä kykenee suuriin oikosulkuvirtoihin. Moottorien käynnistyskyky on hyvä. |
| Epätahtigeneraattori Asynkronigeneraattori |
Generaattori jonka roottorilla on tasasuuntaamaton esim. häkkikäämitys, jolloin roottorin magneettikenttä pääsee pyörimään suhteessa roottoriin. Voidaan rakentaa pienin muutoksin sähkömoottorista, joten valmistuskustannukset ovat alhaiset. Ei kykene tuottamaan juuri nimellistehoa suurempaan oikosulkuvirtaa, joten käynnistyskyky on heikko. |
| Teho (W) Sähköteho Moottoriteho |
Tehon Yksikkö on W (watti) 1 kW (kilowatti) = 1000 W W = U · I · Cos jMoottoritehon yksikkönä käytetään vielä yleensä hevosvoimia hp tai hv. 1 hv = 0,7355 kW 1 hp = 0,746 kW 1 hp = 1,0139 hv |
| Voltti (V) | Jännitteen yksikkö |
| Ampeeri (A) | Virran yksikkö |
| Cos (φ) | Virran ja jännitteen huippuarvon välinen vaihekulma (j). Mikäli käytettävän laitteen Cos (φ) arvo on erisuuri kuin 1 on aggregaatin mitoituksessa huomioitava myös tämä. |