Wymagania dotyczące pomieszczenia

Projekt pomieszczenia na generator powinien posiadać akceptację lokalnych służb przeciwpożarowych oraz być zgodny z normami BHP. W celu wyboru właściwej lokalizacji pomieszczenia agregatu prądotwórczego należy uwzględnić poniższe uwarunkowania:

• zalecane minimalne wymiary pomieszczenia (zob. rys. poniżej);
• podłoże powinno być niepalne i gwarantować możliwość zakotwienia generatora oraz izolowanie drgań (fundament dylatowany od konstrukcji budynku, wymiary - obrys agregatu + 30 cm);
• ścianki działowe i strop powinny gwarantować odpowiednią wytrzymałość ogniową;
• droga z zewnątrz do pomieszczenia z generatorem powinna umożliwiać jego transport.

Wymagania dotyczące układu odprowadzania spalin i gorącego powietrza

Przy montażu agregatu prądotwórczego w pomieszczeniu należy pamiętać o konieczności budowy instalacji doprowadzającej powietrze potrzebnej do procesu spalania paliwa w silniku spalinowym oraz jego chłodzenia. Należy pamiętać, iż silnik spalinowy ma stosunkowo niewielką sprawność, w związku z czym ilość energii oddawanej do układu chłodzenia oraz wypromieniowanej do otoczenia przewyższa znacznie moc użyteczną (elektryczną).

Orientacyjne wymagania dotyczące układu doprowadzania powietrza oraz odprowadzenia spalin i gorącego powietrza do pomieszczenia agregatu:

• czerpnia do doprowadzenia powietrza do pomieszczenia generatora (powierzchnia czerpni nie powinna być większa o połowę od powierzchni chłodnicy agregatu);
• wyrzutnia (ścienna lub dachowa) do odprowadzania gorącego powietrza z pomieszczenia generatora (powierzchnia wyrzutni powinna być co najmniej równa powierzchni chłodnicy);
• otwór do wyprowadzania rury odprowadzającej spaliny na zewnątrz budynku.

Prawidłowy rozruch zespołu prądotwórczego

Prądnica zespołu prądotwórczego jest napędzana silnikiem spalinowym, więc czas rozruchu i osiągnięcie prędkości znamionowej może trwać od kilkunastu do kilkudziesięciu sekund. Jednakże często zdarza się, iż przeprowadzenie rozruchu jest niemożliwe ze względu na nieprawidłową konserwację zespołu prądotwórczego, np. wyładowany akumulator, korozje elementów silnika, zestarzenie się tzw. materiałów eksploatacyjnych. Zdecydowana większość agregatów prądotwórczych wykorzystuje silniki rozruchowe zasilane akumulatorem (podobnie jak w pojazdach), ale w urządzeniach o największych mocach można spotkać również rozwiązania pneumatyczne i hydrauliczne.

Najbardziej zawodnym elementem konwencjonalnego układu rozruchu jest zdecydowanie akumulator, który w związku z tym, iż agregat pracuje tylko w sytuacjach awaryjnych (a więc stosunkowo rzadko), może ulec rozładowaniu. Konieczne jest zatem zapewnienie oddzielnego systemu ładowania (prostownika) zasilanego z sieci elektrycznej wyposażonego w zdalną sygnalizację stanu baterii. Akumulator powinien ponadto pozostawać we właściwej temperaturze i być zabezpieczony przed erozją. Innym elementem poprawiającym skuteczność rozruchów są elektryczne podgrzewacze bloku silnika, które redukują siły tarcia pokonywane przez silnik rozruchowy podczas startu. Wiele przypadków dowodzi, że niepowodzenie rozruchu to wiodąca przyczyna awarii systemów agregatów prądotwórczych, a ich wynikiem jest niewłaściwa konserwacja.

Prawidłowa współpraca z zasilaczami UPS

Dla zapewnienia bezprzerwowego zasilania systemu IT konieczny jest system zasilaczy UPS zapewniający czas niezbędny do detekcji zaniku zasilania przez automatykę i przeprowadzenia rozruchu agregatu oraz zadziałania przełącznika. Doświadczenia pokazują, że UPS i generatory nie zawsze potrafią współpracować, co często prowadzi do niestabilności całego systemu zasilania. Dlatego tak istotną kwestią jest prawidłowy dobór i skonfigurowanie parametrów (takich jak moc, tolerancja napięcia, dopuszczalny poziom zakłóceń) poszczególnych elementów systemu. Agregaty prądotwórcze, z racji swej idei działania, są wrażliwe na wyższe harmoniczne generowane głównie przez urządzenia energoelektroniczne.

Wyższe harmoniczne powstają w wyniku komutacji elementów półprzewodnikowych mocy w urządzeniach energoelektronicznych, zakłócając poprawną pracę prądnicy synchronicznej agregatu prądotwórczego. Do urządzeń generujących zakłócenia w zakresie wyższych harmonicznych zaliczają się również UPS-y, choć ich poziom zależy w znacznym stopniu od budowy. Największy poziom zniekształceń wnoszą UPS-y składające się z prostownika tyrystorowego 6-pulsowego, niewyposażonego w żadne wejściowe układy filtrujące. W takim przypadku mogą wystąpić problemy ze współpracą polegające na niestabilnym zachowaniu się tandemu UPS-agregat (następujące po sobie cykle załączania i wyłączania). Może to spowodować niemożność przejścia przez UPS z trybu pracy bateryjnej na zasilanie z zespołu prądotwórczego. Taka sytuacja kończy się oczywiście rozładowaniem baterii UPS i wyłączeniem zasilania. Nawet przewymiarowanie mocy generatora czy zastosowanie prądnicy o tzw. zewnętrznym wzbudzeniu często nie rozwiązuje tego problemu i konieczne staje się zainstalowanie zewnętrznych filtrów na wejściu UPS. Prowadzi to oczywiście do znacznego wzrostu kosztów. Również skokowe obciążenie agregatu pełną mocą pobieraną przez odbiorniki może spowodować chwilowe zmiany częstotliwości i napięcia na wyjściu prądnicy i skutkować niestabilną pracą tandemu UPS-agregat. Wiodący producenci UPS-ów wyposażają je więc w funkcję miękkiego startu (soft-start) umożliwiającą stopniowe przełączanie obciążenia na ich wejściu. W przypadku zasilaczy UPS wyposażonych w tę funkcję oraz zbudowanych w oparciu o elementy półprzewodnikowe o wysokich częstotliwościach przełączania (w miejsce prostowników tyrystorowych) lub urządzeń wyposażonych w odpowiednie filtry poziom wnoszonych zakłóceń jest na tyle mały, iż współczynnik przewymiarowania agregatu wynosi ok. 1,1-1,3 mocy znamionowej UPS. Konieczność takiego poziomu zwiększenia mocy wynika głównie z poboru prądu ładowania baterii oraz strat (sprawności) samego UPS-a. Aby jak najlepiej skoordynować pracę agregatu z UPS-em, trzeba dokonać regulacji wielu parametrów wejściowych zasilacza, takich jak:

• zwiększenie tolerancji na szybkość zmian częstotliwości;
• zwiększenie tolerancji częstotliwości;
• ustalenie rampy czasowej stopniowego obciążania generatora.

Przy doborze i instalacji agregatu współpracującego z zasilaczami UPS warto więc skonsultować się z przedstawicielem producenta UPS w celu określenia warunków poprawnej współpracy i konfiguracji. Ponieważ cena instalacji agregatu ma poważny udział w koszcie całego systemu zasilania gwarantowanego, redukcja jego mocy znamionowej przyczynia się do znacznego obniżenia nakładów inwestycyjnych.