Hoe een generator te dimensioneren? Draagbaar, back-up en stand-by voor thuis- en commerciële toepassingen

Hoe bereken je de juiste maatgenerator voor thuis- en commerciële toepassingen?

Een generator is een geschikt alternatief om stroom te leveren waar en wanneer je het nodig hebt in geval van stroomuitval en noodstroomuitval, stroomuitval, bouwplaatsen, kamperen, buiten en RV ( recreatievoertuigen) toepassingen enz.

Een generator kan worden aangesloten op het hoofdservicepaneel via ATS (automatische overdrachtsschakelaar). U kunt dit doen door een bouwvergunning te verkrijgen met de hulp van een gekwalificeerde en erkende elektricien. Er zijn meerdere generatoren beschikbaar voor kleine, middelgrote en grote drankjes. Het type generator (zoals draagbaar, back-up, stand-by voor thuis of commercieel) hangt af van de belastingsvereisten en toepassingen.

In het volgende bericht laten we zien hoe je de geschikte generatorgrootte voor thuistoepassingen kunt vinden voor verschillende scenario's, zoals hele of geselecteerde circuits en soorten belastingen enz.

• Gerelateerde post: Een draagbare generator aansluiten op de voeding thuis – 4 methoden

Hoeveel formaat draagbare generator heb ik nodig voor thuistoepassingen?

Over het algemeen heeft een draagbare generator de voorkeur voor kleine en geselecteerde laadpunten in een huis. Het maakt niet uit of je kiest voor geselecteerde circuits of hele belastingen die op het hoofdpaneel zijn aangesloten, je zult het wattage van alle apparaten moeten vinden en deze moeten optellen om de geschatte waarde van de generator in kW te krijgen.

Houd er rekening mee dat de meeste huishoudelijke apparaten, zoals algemene verlichtingscircuits, resistieve belastingen zijn en dat u de exacte waarde van dit soort belastingen kunt optellen. Bij hoge inductieve belastingen (zoals compressoren, elektrische fornuizen, airconditioners etc.) zijn de startstroom en het wattage groter dan de lopende ampère en het wattage. Geen zorgen, we zullen het in het volgende opgeloste voorbeeld doen.

Houd er rekening mee dat dynamo's en generatoren altijd worden beoordeeld in kVA (kilo-volt-ampère), maar in onze voorbeelden zullen we het vermogen van de generator uitdrukken in kW (kilowatt) omdat we het aan de laadzijde gebruiken, waar de meeste huishoudelijke apparaten in watt worden beoordeeld.

Om het wattage van een apparaat te weten, raadpleegt u gewoon de gegevens op het naamplaatje die erop zijn afgedrukt. Indien niet beschikbaar, kunt u de spanning vermenigvuldigen met de stroomsterkte om de wattagewaarde te krijgen. Het nominale vermogen van een ventilator van 120 V, 0,8 A is bijvoorbeeld 96 W, d.w.z. (120 volt x 0,8 ampère =96 watt).

Kortom, je kunt de volgende formule gebruiken om het wattage van een apparaat te berekenen.

P =V x I

Waar:

• P =Vermogen in Watt
• V =spanning in volt
• I =Stroom in Ampère

In eenvoudige bewoordingen: 

Vermogen in Watt =Spanning in Volt x Stroom in Ampère

Watt =Volt x Ampère

VA of W is de basiseenheid van elektrisch vermogen. Voor hogere waarden gebruiken we k (kilo) b.v. 1000W =1kW. U kunt eenvoudig de W van de A vinden en vice versa met respectievelijk de Watts naar Amps Calculator &Amps naar Watts Calculator.

Een draagbare generator op maat maken

Laten we nu een opgelost voorbeeld bekijken over het aanpassen van een draagbare generator aan onze behoeften.

Voorbeeld:

Wat is de geschikte grootte van een draagbare generator voor de volgende huishoudelijke apparaten?

Kleine belasting

• 4 aantal ventilatoren van elk 80W =320W
• 4 Aantal LED-lampen elk van 25W =100W
• 2 aantal lcd-tv's van elk 120 W =240 W
• 1 aantal laptops met 110W =110W
• 2 aantal telefoonopladers elk van 25W =50W
• Vaatwasser:120V x 8A =1200 VA =0,96 kW
• Vuilnisverwijdering =120V x 6A =960VA =0,72 kW
• Andere algemene belasting van kleine apparaten =1,5 kW

Totale kleine belasting =320W + 100W + 240W + 110W + 50W + 960W + 720W + 1,5kW

Totale kleine belasting =4 kW

Grote lading

• Airconditioner:240V x 15A =3,6 kW
• Elektrisch bereik:240V x 25A =6 kW
• Elektrische verwarming:240V x 30A =7,2 kW
• Kledingdroger:240V x 10A =2,4 kW
• 1HP (746W) Luchtcompressor (L-type motor) =120V x 5A x 6* =3,6 kW
• Cirkelzaag (G-type universele motor) =120V x 5A x  3* =1,8 kW

Je hebt misschien gemerkt dat we x6 hebben vermenigvuldigd en x3 met de 1HP L-type motor en G-type universele motor. Dit komt doordat dit type motor zeer hoge initiële startstromen opneemt en soepel loopt met normale belastingsstroom bij het bereiken van de bedrijfssnelheid.

Daarnaast moeten we rekening houden met de vraagfactor, omdat we weten dat niet alle apparaten continu tegelijk zullen werken. Een verwarming en airconditioning werken bijvoorbeeld niet tegelijkertijd. In dit geval tellen we het apparaat met de hoogste classificatie (elektrische verwarming in ons geval, aangezien het wattage (7,2 kW) hoger is dan de airconditioner die 6 kW is). (NEC® artikel 220.82(C)). En de toegestane vraagfactor voor een elektrische verwarming van 7,2 kW is 5,76 kW (NEC-tabel 220,55). Elektrisch bereik is uitgesloten omdat het slechts voor een korte periode werkt.

Vraagfactor voor kleine belasting

• Elektrisch bereik:=3,6 kW
• Elektrische verwarming:=5,76 kW nu (na vraagfactor 7,2 kW)
• Kledingdroger:=2,4 kW
• 1HP (746W) Luchtcompressor (L-type motor) =120V x 5A x 6* =3,6 kW
• Cirkelzaag (G-type universele motor) =120V x 5A x  3* =1,8 kW

Totale grote belasting na vraagfactor =3,6 kW + 5,76 kW + 2,4 kW + 3,6 kW + 1,8 kW = 17,16 kW.

Evenzo gebruikt niemand alle elektrische aangesloten belasting tegelijk, zoals ventilatoren, verlichtingspunten, haardrogers, wasmachines, elektrische fornuizen enz. Volgens (NEC-tabel 220.42), de eerste 3kVA of kW moet worden beoordeeld op 100%, terwijl de resterende belasting kan worden beoordeeld op een vraagfactor van 35%.

Vraagfactor voor kleine belasting

Totale kleine belasting =4 kW

• De eerste 3 kW bij 100% =3 kW
• Resterende 1 kW (4 kW – 3 kW) bij 35% =350 W

Totale kleine belasting na vraagfactor =3 kW + 350W = 3,35 kW.

Nu is de totale belasting in watt (kleine belasting + grote belasting) = 17,16 kW + 3,35 kW =20,51 kW

20% toekomstige uitbreiding

Ten slotte voegt u een toekomstige uitbreidingsbelasting van 20 tot 25% toe aan de berekende waarde. Zo kunt u in de toekomst probleemloos een extra belasting aansluiten op de generator. Bovendien zal deze extra grote capaciteit gemakkelijk de spanningspieken en transiënten enz. aankunnen. Bovendien zal het de levensduur van de generator verlengen, aangezien het continu laten draaien van een generator op 100% nominale belasting de nuttige levensduur van de generator zal verkorten.

Kortom, door een extra capaciteit van 20% watt toe te voegen aan de nominale generator:

• Je kunt in de toekomst extra belasting toevoegen zonder de efficiëntie van de generator te beïnvloeden.
• Het kan de tijdelijke spanning en plotselinge belastingpieken tijdens de operatie gemakkelijk aan.
• Het zal de generator verminderen van ongewenste ruis.
• Het verlengt de levensduur van de generator, aangezien het gelijktijdig laten draaien van de generator op 100% nominale belasting de levensduur van de generator verkort.

Hierdoor wordt de 20% extra wattage van de totaal berekende waarde van 20,51kW

20,51 kW + 20% =4,1 kW

Nu zou de totale vereiste grootte van de generator zijn:

20,51 kW + 4,1 kW

Benodigde grootte van de generator:24,61 kW.

De volgende beschikbare en geschikte generatorgrootte is 25 kW .

Een commerciële generator op maat maken voor stand-by en back-upstroom

Een draagbare generator, ook wel noodgeneratorset genoemd, zoals de naam al doet vermoeden, levert stroom wanneer en waar nodig in geval van noodstroom. Aan de andere kant zijn back-up- en standby-generatoren altijd verbonden met het hoofdpaneel via ATS-schakelaars en automatische elektronische circuits, waar ze automatisch de elektrische stroom binnen enkele seconden herstellen wanneer de hoofdstroom om meerdere redenen niet beschikbaar is bij de elektriciteitsleveranciers.

Commerciële generatoren worden gebruikt voor grootschalige toepassingen en plaatsen waar het bedrijf 24 uur per dag actief is, zoals resorts, restaurants en winkels, benzinestations, bank- en financiële instellingen, beveiliging en ziekenhuizen, fabrieken enz.

Houd er rekening mee dat grootschalige commerciële back-upgeneratoren een goed ontwerp- en installatieplan vereisen en voldoen aan de vereisten van de National Electrical Code (NEC) (700, 701, 702 en 708). Aangezien de toepassingen en bewerkingen van dezelfde apparaten voor verschillende gebruikers en klanten verschillend zijn, hangt af van de systeemvereisten, kan een commerciële back-upstroomgenerator worden gedimensioneerd met behulp van de volgende methoden.

Meting van vollast kW-capaciteit

Dit is een vrij eenvoudige, op berekeningen gebaseerde methode. Kies gewoon een ampèremeter (of stroomtang) en meet de volledige belastingsstroom in ampères van elke poot (elektrische service die naar het hoofdpaneel gaat) tijdens het piekgebruik. Voeg gewoon alle drie de waarden toe om de totale stroomsterkte voor de servicefaciliteit te krijgen.

Als het bedradingssysteem driefasig is, deelt u het totaal aantal gemeten ampères door 3. Anders deelt u het gemeten ampère door 2 voor enkelfasig. Vermenigvuldig nu de resulterende ampère met de voedingsspanning (bijvoorbeeld 120V, 230V of 240V enz.). Op deze manier krijgt u het door de faciliteit vereiste wattage. Deel nu door 1000 om de grootte van de generator in kW te krijgen. Voeg tot slot 20% extra wattage toe aan de berekende waarde. Dit is de geschatte en benodigde grootte van de generator die nodig is voor de gewenste faciliteit.

Bepaal de benodigde generatorcapaciteit door bij het servicepaneel de stroommetingen bij vollast uit te voeren tijdens piekgebruik. Gebruik een stroomtang op elke poot van de elektrische dienst en tel de metingen bij elkaar op. Dit geeft het totale aantal ampères dat door de faciliteit wordt gebruikt.

Voorbeeld:

Welke grootte commerciële generator heb ik nodig in het volgende scenario.

Servicepaneel, eenfasig, 240V

• Versterker in been 1 =175A
• Versterker in been 2 =165A

Oplossing:

Voeg de twee waarden toe en deel ze door 2.

175A + 165A =340A

340A ÷ 2 =170A.

Omdat de servicespanning eenfasig is, d.w.z. 240 V (VS-NEC), vermenigvuldigt u gewoon de gemiddelde waarde van de gemeten stroom.

170A x 240V =40.800 W

Gewoon delen door 1000 om de kW-classificatie te krijgen

40.800 W ÷ 1000 =40,8 kW.

Voeg nu de 20% extra capaciteit toe voor toekomstige belasting.

40,8 kW + 20% =8,16 kW.

Voeg nu het berekende wattage plus toekomstige uitbreidingsbelasting van 8,16 kW toe.

40,8 kW + 8,16 kW =48,96 kW

De volgende beschikbare commerciële generator van het juiste formaat is 50 kW . Volg de NEC-artikelen (700, 701, 702 en 708) bij het berekenen van de vollast kW voor het dimensioneren van een commerciële generator.

Volledige laadcapaciteit van hulpprogramma 

Dit is de gemakkelijkste manier om de grootte van commerciële generatoren te bepalen, vooral voor bedrijven die 24 uur per dag actief zijn. Om dit te doen, hoeft u alleen maar de energierekening van energieleveranciers te evalueren en te analyseren. Mogelijk vindt u de piekvraagfactor en het stroomverbruik op maand- en jaarbasis. Kies gewoon de hoogste piekvraagwaarde in kW en voeg 20% ​​toe als extra capaciteit voor toekomstige belasting. Dit is de geschatte waarde van het kW-vermogen van de vereiste generator.

Volledige belasting kW-capaciteit van uitgebreide motor

Selecteer bij deze methode onder andere de grootste motor, die vaak AAN en UIT staat voor verschillende toepassingen. U kunt de stroomsterkte van deze grote motor vermenigvuldigen met de nominale spanning om het nominale vermogen te bepalen.

Doe nu hetzelfde, b.v. vind het wattage van kleine motoren en niet-motorische belastingen en tel ze allemaal op. Voeg tot slot een toekomstige uitbreidingscapaciteit van 20% toe aan de berekende waarde zoals weergegeven in het eerste voorbeeld. Deel de berekende waarde door 1000 om de kW-classificatie van de generator te krijgen. Dit is hoe ze een commerciële generator op maat maken met het volledige laadvermogen van een uitgebreide motor.

Meting van vierkante voet

Deze methode wordt vaak gebruikt door retailtoepassingen voor het dimensioneren van een commerciële generator.

Bij deze methode voegen ze 10 watt per vierkante voet toe voor winkeltoepassingen en 5 watt per vierkante voet voor andere algemene en commerciële toepassingen. Om bijvoorbeeld de grootte van de generator te bepalen:

• Retailtoepassingen =75 kW + 10 W per ft ²
• Andere algemene toepassingen =75 kW + 5 W per ft ²