Jeneratör Nedir? Ne İşe Yarar? Nasıl Çalışır?
Jeneratör Nedir?
Jeneratörler, alternatör ve motorlardan meydana gelen parçaların birleşmesiyle mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren sistemlerdir. Hayatımızda yaygınlık gösteren sistemler içerisinde örneklendirmelere tabii tutulabilen jeneratörler, kimyasal enerjilerin elektrik enerjisine dönüştürülmesine veya ışık hücrelerini fotoelektrik sistemine dönüştüren elektrik sistemlerine örnek gösterilebilmektedir.
Jeneratörler insan hayatı için çok önemli noktayı tetiklemekle görevli cihazlardır. Hastanelerde ve elektriğin kesilmemesi gereken durumlarda sıklıkla kullanılan ikinci alternatifler arasında da yerlerini alabiliyorlar. Dinamo ismi verilen elektromanyetik jeneratörler de bulunan bobin, manyetik alan içinde indüksiyon çizgilerini keserek hareketlerini sürdürmektedir. Elektrostatik enerjilerde ise elektrostatik indüksiyon veya sürtünmeyle elde edilen zıt elektrikli yüklerin bölünerek harcanmasıdır.
Önerilen Yazı » Hidrolik Motor Nedir? Nasıl Çalışır?
Jeneratörler Nasıl Çalışır?
Jeneratörlerin çalışma prensipleri Faraday yasasına dayanmaktadır. Tel bobinleri üzerinde çevrilmiş olan manyetik akım çizgi sayılarında değişiklik gösterildiği an bobinde değişim akım sayısına orantılı şekilde elektromotor kuvvet meydana getirir. Her elektrik sisteminde ve mühendislik işlemlerinde olduğu gibi Jeneratörlerde de matematiksel çözümler meydana geliyor. Dinamolarda meydana gelen elektromanyetik indüksiyon akımı, mıknatıs bir alan içerisindeyken hareket ettirilmesiyle oluşur. Yani bobin N ve S kutupları arasında dönerek bir alan oluşturur, bu alan da alternatif gerilimi oluşturacaktır.
Jeneratörler, elektrik motorlar gibi çalışmaktadırlar. Tek farkları elektrik motorlarının tersi şeklinde çalışmalarıdır. Yani enerji tüketecek yönde değil, üretecek şekilde çalışmaktadır. Burada önemli bir nokta bulunmaktadır. Bu da eksenin dönme hızıdır. Çünkü dönme hızı akımın büyüklüğünü etkilemektedir. Üretilen gerilim de fırça, bakır gibi dilimlerle dışarıya alınır. Böylelikle dışarıya alınan gerilim bir elektrik alete bağlandığında bunu çalıştıracaktır.
Jeneratör Üretimleri Nasıl Sağlanır?
Jeneratör imalatları kullanılacak bölümlere göre farklı ölçülerde üretilmektedir. Küçük akımlarla elektrik enerjisini sağlayabilen veya yüksek güç kapasitesi sayesinde büyük bir alanın elektrik ihtiyacını kısa süreliğine karşılayabilen yedek sistemler alternatif akım ile üretilen dinamo ismi verilen sistemlere denilmektedir. Elektrik malzemelerin üretimlerinde dikkat edilmesi gereken temel nokta AC akım veya DC akım şeklinde üretimin gerçekleştirilmesidir.
Jeneratörlerinde üretiminde bu kurallar geçerliliğini koruyarak imalat aşamalarını tamamlıyorlar. Fakat her ne kadar farklı elektrik enerjilerini sağlayan biçimde üretimleri gerçekleştirilse dahil sistemlerin kurulum ve işlem yapma hacimleri aynı şekildedir. Sadece makinelerin üzerinde bulunan tasarım ve güç konuları farklılık gösterebiliyor. Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren jeneratörler iki çeşittir. Bunlar; Alternatif akım AC ve Doğru akım DC jeneratörleridir.
En Çok Tercih Edilen Elektrik Akımı Hangisidir?
Günümüzde büyük bir yaygınlıkla dünya genelinde kullanılan elektrik AC akımıdır. Aynı şekilde de elektrik üretimlerinde de kullanımları yaygınlık gösteren AC jeneratörlerine verilen genel isim alternatördür. Alternatörler sağlamış oldukları senkron makineleri sayesinde su ve buhar gücünden elektrik üretimlerin ortaya çıkmasına aracılık ediyor. Barajlarda elde edilen elektriklerin dağıtım ve depolama işlemlerini de yapan jeneratörlerdir. Çünkü bu trafolar sayesinde elektrik akımları yükseltilebiliyor veya düşürülebilmektedir.
Kolay kontrol edilebilmesinden dolayı tercih edilen bu elektrik sistemleri uzun bölümlere erişmesi sağlanmak istendiğinde yüksek voltajlarla gönderilirken yerleşim yerlere kullanılması için düşük voltajlarla gönderim sağlayabiliyorlar. Jeneratörlerin çıkış tarihi 1880’de Thomas Edison’un elektriği icat etmesinden sonra ortaya çıkmıştır.
Önerilen Yazı » Güneş Enerji Sistemi Nedir? Nasıl Çalışır? Ne İşe Yarar?
Jeneratör Seçimi Kriterleri
Jeneratörlerin seçimi için kriterler vardır. Bunlar;
- Jeneratörün gerilimi, frekansı ve faz sayısı
- Jeneratörün kullanılacağı coğrafi ve fiziksel koşullar
- İzin verilen adım gerilim ve frekans düşümü
- Yük karakteristiği
- Kullanım şekillerine göre jeneratör kontrol şekilleri
Jeneratör grubunun gerilimi, kullanıldığı ülke normlarına, yapılacak olan uygulamada ihtiyaç duyulan gerilim seviyesine göre belirlenmektedir. Ayrıca yine frekans da 50/60 Hz veya spesifik uygulamalarda (havaalanı vb. ) 400Hz olarak belirlenebilmektedir.
Jeneratörlerin kullanılacağı coğrafi koşullar;
Yükseklik ve Sıcaklık
Jeneratörlerin çalışacağı ortamdaki yükseklik/sıcaklık değerleri çıkış gücünü direk etkilemektedir. Kullanılacak olan jeneratörlerin yükseklik ve sıcaklık için ayrı güç düşümü eğrileri vardır. Bu eğriler alternatör ve motor için ayrı ayrı düşünülmelidir.
Nem
Ayrıca jeneratörün kullanılacağı bölgedeki nem oranı da özellikle doğal emişli içten yanmalı motorların gücünde büyük etki yapmakta olup, turboşarjlı motorlarda ise ihmal edilebilecek düzeylerdedir.
Jeneratörlerin kullanılacağı fiziksel koşullar ise;
Jeneratör kullanılacağı mahal, iç ya da dış ortam jeneratör grubunun koruma kabinli veya kabinsiz olmasını belirlemektedir. Jeneratör grubunun ortama vermiş olduğu gürültünün önem derecesine göre ise ses izolasyon kabinli ya da özel konteynır kabinli olmasını belirlemektedir.
İzin verilen maksimum adım gerilim düşümü;
Beslenilmesi istenilen yüklerin karakteri ile ilgili bir parametredir. Beslenilen yükler kimi zaman bir banka, kimi zaman fabrika, kimi zamanda ev veya bir hastane olabilir. Gerilim düşümünün az istenildiği yerlerde jeneratör büyük olacak şekilde seçilmelidir. Aksi halde jeneratörün beslediği hat üzerinde gerilim düşümü nedeni ile kullanılan cihazlarda kalıcı hasarlar olabilir.
İzin verilen maksimum adım frekans düşümü;
Maksimum müsaade edilen gerilim düşümü ile benzer mantık çerçevesindedir. Beslenilen yüke ve ilk adımda alınması istenilen yük miktarı burada en önemli faktördür. Motor üreticileri, kataloglarında ISO 8528- 5 standardında belirtilmiş olan çalışma sınıflarına uygun olarak değer belirtmektedirler. Jeneratör seçimi yapılırken bu değerler göz önünde tutulmalıdır.
Jeneratörlerin etiket değerleri belirlenirken standart referans koşulları ISO 8528-1 standardına göre;
- Toplam barometrik basınç (pr): 100 kPa
- Ortam hava sıcaklığı: 25 °C (298 K)
- Bağıl nem (∅r): 30 % dir Jeneratörler etiketlerindeki çıkış gücünü bu şartlar altında verirler.
Referans koşulların değişimi ve diğer bazı nfaktörlerin (yükseklik, havalandırma, yakıt sıcaklığı, toz, vs) etkisi ile çıkış gücü değişebilir.
Yük karakteristiği;
Jeneratör seçimindeki önemli etkenlerin başında gelmektedir. Yük denilince; Isıtma ve Havalandırma, Aydınlatma, Elektrik Motorları, Elektrikli Makinalar, Lineer Olmayan Yükler şeklinde sınıflandırabiliriz. Özellikle yüksek kalkış akımına ihtiyaç duyan elektrik motorları, civa buharlı vb. ampuller, sistemde harmonik yaratan UPS, invertör gibi tristör tetiklemeli güç elektroniği elemanları, aşırı kapasitif yükler, jeneratör seçiminde etkin rol oynamaktadırlar. Ayrıca jeneratörün minimum yük değeri de sağlıklı bir jeneratör sistemi için önemlidir.
Örnek verecek olursak dizel motorlu bir jeneratörde %30 yükün altında uzun süreli çalışması dizel motorun turboşarj ünitesinde, yanma odası ve supap sisteminde kurum kaynaklı hasar meydana getirecektir. Bu sebepledir ki jeneratör seçimi yapılırken çok küçük ya da çok büyük jeneratör seçimi doğru değildir. Yukarıda da belirtildiği üzere pek çok kriterin önem arz ettiği jeneratör seçimi yanlış yapıldığında ya çok yüklü maliyetlere katlanılarak yenilenmesi ya da belirli yüklerin kısıtlanması sonucu eldeki jeneratörün değerlendirilmesi ile son bulur.
