Agregaty prądotwórcze są od wielu lat stosowane jako rezerwowe źródło energii elektrycznej, gdy konieczne jest zapewnienie zasilania podczas długotrwałych przerw w dostępności energii elektrycznej. Jak i gdzie je stosować?

Agregaty składają się z następujących elementów:

• 1. silnika spalinowego (diesla, benzynowego bądź na paliwo gazowe);
• 2. prądnicy synchronicznej;
• 3. układu regulacji i sterowania;
• 4. przełącznika zasilania odbiorów pomiędzy agregatem a siecią elektroenergetyczną.

Wiele instytucji takich jak służba zdrowia, wojsko jest wręcz zobligowane specjalnymi przepisami do stosowania tego typu urządzeń jako zabezpieczenia zasilania dla najważniejszych obiektów. Coraz częściej w związku ze wzrostem znaczenia systemów teleinformatycznych, a tym samym kosztów ich przestoju, stosuje się agregaty prądotwórcze. Agregat w takiej aplikacji współpracuje z zasilaczami UPS i uruchamia się automatycznie w wypadku dłuższej przerwy (powyżej kilku minut) w dostępności sieci elektroenergetycznej. Agregaty po wyposażeniu w specjalne układy automatyki, umożliwiające ich pracę synchroniczną z siecią elektroenergetyczną, mogą służyć również jako dodatkowe źródło mocy, np. w okresie szczytowego poboru energii i braku dostatecznej mocy przyłącza energetycznego. Jest to jednak rozwiązanie stosowane niezwykle rzadko.

Należy przyjąć, iż średnio kilkanaście razy w ciągu roku systemy informatyczne i pozostałe grupy odbiorników są narażone na przerwy w zasilaniu. Choć zdecydowana większość przerw w zasilaniu trwa krócej niż 5 min (90% zaników zasilania), to w wielu aplikacjach istnieje potrzeba zapewnienia zasilania podczas długotrwałych zaników napięcia.

Odpowiedzią na pytanie, czy jest opłacalne zastosowanie agregatu prądotwórczego, jest określenie pożądanego czasu autonomii, który możemy oszacować poprzez skalkulowanie ewentualnych strat (w funkcji czasu) mogących powstać w wyniku przestoju, uwzględniając ryzyko ich wystąpienia. Na koszty przestoju składają się te bezpośrednio wynikające z braku zasilania, a także pośrednie, generowane przez znacznie dłuższy czas. Do kosztów bezpośrednich przestoju zalicza się najczęściej:

• utratę zysków powstałą na skutek braku funkcjonujących systemów IT;
• koszty związane z okresem bezproduktywności pracowników;
• straty związane z koniecznością ponownego uruchamiania systemów;
• koszty naprawy powstałych uszkodzeń.

Koszty pośrednie, które są znacznie trudniejsze do oszacowania, obejmują takie aspekty, jak:

• negatywne postrzeganie firmy;
• zachwianie pozycji marki;
• obniżenie satysfakcji klientów.

Znacznie trudniejsze od oszacowania kosztów jest określenie ryzyka wystąpienia długich okresów braku zasilania dla danego obiektu. Czynnikiem, który niewątpliwie wpływa na zmniejszenie takiego ryzyka, jest stosowanie zasilania z dwóch niezależnych linii elektroenergetycznych (istnienie oprócz linii zasilania podstawowego linii rezerwowej). Długotrwałe przerwy w dostępności energii elektrycznej występują stosunkowo rzadko, lecz w związku z rosnącym zapotrzebowaniem na energię elektryczną (szczególnie w szybko rozwijających się aglomeracjach) i nieidącym w ślad za tym wystarczającym poziomem inwestycji zdarzają się coraz częściej. Inną częstą przyczyną długotrwałych zaników zasilania są gwałtowne zjawiska atmosferyczne, takie jak wichury czy wysokie opady. Generatory prądotwórcze powinno się stosować jako rezerwowe źródło zasilania wszędzie tam, gdzie koszt zakupu dodatkowych baterii UPS-a w celu osiągnięcia wymaganego czasu podtrzymania jest wyższy.

Agregat czy większa pojemność baterii UPS-a?

Po określeniu pożądanego czasu autonomii należy skalkulować co się bardziej opłaca - zastosowanie dodatkowej baterii akumulatorów czy zastosowanie agregatu prądotwórczego. Koszt instalacji dodatkowych baterii rośnie praktycznie liniowo wraz z ich pojemnością (wydłużeniem czasu autonomii), koszty instalacji agregatu prądotwórczego są natomiast praktycznie niezależne od czasu podtrzymania. Należy jednak zwrócić uwagę, iż sam agregat prądotwórczy nie jest w stanie zapewnić bezprzerwowego zasilania, bowiem jego minimalny czas rozruchu waha się od kilku do kilkudziesięciu sekund, ponadto nie we wszystkich aplikacjach można zastosować agregat prądotwórczy, gdyż wymaga on specjalnych warunków, tj. systemu doprowadzania powietrza, układu odprowadzania spalin oraz konieczności zastosowania specjalnych zabezpieczeń przeciwpożarowych. Inną wadą agregatów zasilanych silnikiem spalinowym jest wysoki poziom hałasu i zanieczyszczanie środowiska.

Podstawowe warunki instalacji agregatu prądotwórczego

Instalacja i podłączenie agregatu prądotwórczego do sieci elektroenergetycznej odbywa się za pośrednictwem układu załączenia rezerwy (ręcznego bądź automatycznego) uniemożliwiającego zwrotne podanie napięcia do sieci energetyki zawodowej.

Przed podłączeniem agregatu do sieci należy zwrócić się do dystrybutora energii elektrycznej (zakładu energetycznego) w celu uzyskania pozwolenia na jego zainstalowanie. Zespoły prądotwórcze są dostępne w wersjach bez obudowy oraz w obudowach zapewniających możliwość instalacji na zewnątrz i odpowiedni stopień wyciszenia. Generatory w obudowach dźwiękochłonnych i przeciwdeszczowych mogą być eksploatowane zarówno wewnątrz budynków, jak i na zewnątrz (wiaty, tarasy, dachy budynków).

Jeżeli generator ma być eksploatowany na zewnątrz budynku, to zwykle nie ma potrzeby prowadzenia dodatkowych instalacji układów odprowadzenia spalin i gorącego powietrza. Konieczne jest wówczas odpowiednio wytrzymałe podłoże umożliwiające zakotwienie generatora. Obudowa generatora zapewnia pełną odporność na zewnętrzne warunki atmosferyczne, a układy: podgrzewania powietrza w kolektorze ssącym podczas rozruchu silnika, podgrzewania cieczy chłodzącej i ładowania akumulatora podczas postoju generatora zapewniają bezawaryjny start i pracę w temperaturze otoczenia do -30°C. Instalacja agregatu prądotwórczego wewnątrz budynku jest skomplikowana i wymaga spełnienia szeregu warunków dotyczących pomieszczenia oraz układu odprowadzenia spalin i gorącego powietrza.