Vidensside · Nødstrøm
Generatoranlæg til nødstrøm og kritisk forsyning
Sådan virker et generatoranlæg, hvordan det vælges efter ISO 8528, dimensioneres til jeres last og placeres, så det starter, når det gælder – og hvilke regler der gælder i Danmark.
Forstå anlægget
Hvad et generatoranlæg består af, hvordan det starter, og hvilke udførelser der findes.
Kort fortalt
Hvad er et generatoranlæg?
Et generatoranlæg er en forbrændingsmotor, der driver en synkrongenerator. Til nødstrøm starter det automatisk, når nettet svigter, og forsyner bygningen, så længe der er brændstof.
Sammen med en UPS danner det en nødstrømskæde: UPS’en holder den kritiske last i de sekunder, motoren skal bruge for at starte, og generatoren leverer derefter den lange autonomi.
Opbygning
Det består et generatoranlæg af
Klik på punkterne for at se hovedkomponenterne. Under billedet står de hjælpesystemer, der afgør, om anlægget faktisk starter.
Fjerner motorens varme. Dimensioneres efter rummets luftmængde og højeste udetemperatur.
Leverer akselkraften. Regulatoren holder omdrejningstallet – og dermed frekvensen – konstant ved lastændringer.
Synkrongeneratoren omsætter akselkraften til strøm. Spændingsregulatoren (AVR) holder spændingen.
- StartsystemStartbatterier med lader og forvarmning af kølevand, så motoren kan tage last med det samme.
- StyringStarter anlægget ved netudfald, overvåger motoren og synkroniserer flere anlæg.
- BrændstofsystemDagtank, hovedtank, pumper og filtre.
Startforløb
Fra netudfald til drift på generator
Når styringen registrerer netudfald, giver den startsignal. Motoren starter, og når spænding og frekvens er stabile, skifter omskifteren lasten over. Et dieselgeneratoranlæg kan typisk overtage fuld last inden for ca. 10 sekunder. Den kritiske last ligger på UPS’en i mellemtiden.
- 1Netudfald
UPS’ens batteri overtager den kritiske last med det samme.
- 2Startsignal
Styringen bekræfter udfaldet og starter motoren.
- 3Stabil spænding og frekvens
Generatoren er klar til at tage last.
- 4Omskifter skifter
Lasten flyttes til generatoren – typisk ca. 10 s efter udfaldet.
Udførelser
Åbent, container eller canopy?
Vælg rigtigt
De klasser, der afgør, hvor hårdt anlægget må belastes, og hvor stabil strømmen er – og hvordan størrelsen findes.
Effektklasser
ESP, PRP eller COP – ISO 8528-1
Det samme anlæg har forskellig mærkeeffekt alt efter klassen. Et anlæg købt til nødstrøm (ESP) må ikke bruges som fast forsyning. Nogle producenter har desuden en klasse til datacentre (DCP), som tillader ubegrænset drift ved variabel last.
ESP
Emergency Standby Power- Last
- Variabel
- Driftstimer
- Op til 200 t/år
LTP
Limited-Time running Power- Last
- Konstant
- Driftstimer
- Op til 500 t/år
PRP
Prime Rated Power- Last
- Variabel
- Driftstimer
- Ubegrænset
COP
Continuous Operating Power- Last
- Konstant
- Driftstimer
- Ubegrænset
Kilde: ISO 8528-1 via Cummins.
Ydelsesklasse
G3: stabil nok til UPS og elektronik
ISO 8528-5 inddeler anlæg i ydelsesklasserne G1 til G4 efter, hvor meget spænding og frekvens må afvige, når lasten springer. G3 er den strengeste standardklasse: spændingen må højst falde 15 % og stige 20 %, og den skal være tilbage inden for 4 sekunder.
Klassen gælder kun ved standardens egne lasttrin. Kræver projektet andre lasttrin, er det klasse G4 – og så skal kravet aftales med producenten.
- UPS – kritisk last400 kW
- Køling250 kW
- Ventilation, lys og pumper90 kW
- Batteriopladning60 kW
- Samlet last800 kW
Dimensionering
Sådan findes anlæggets størrelse
S = P / cos φ
- 01LastopgørelseAlle laster, der skal forsynes, i kW – også UPS’ens batteriopladning efter et udfald.
- 02kW til kVAGeneratoranlæg mærkes ved effektfaktor 0,8. Lavere effektfaktor kræver større generator.
- 03MotorstartMotorer kan trække seks gange mærkestrømmen ved start. Forskudt start eller softstart sænker kravet.
- 04UPS-lastEnsretteres harmoniske strømme og kapacitiv effektfaktor påvirker generatoren. Oplys til leverandøren, at UPS’en forsynes fra generator.
- 05MindstelastCummins fraråder drift under 30 % last. Et for stort anlæg giver lavlastproblemer.
Placér og forsyn
Brændstof, HVO, rummet omkring anlægget og de regler, der gælder i Danmark.
Brændstof og autonomi
Tanken bestemmer, hvor længe I kører
Et mtu 20V4000 DS4000 bruger ifølge databladet ca. 818 liter diesel i timen ved fuld last og ca. 598 liter ved 75 % last. Tankens størrelse følger direkte af den driftstid, beredskabsplanen kræver:
Tank (l) = forbrug (l/t) × driftstid (t)
Rolls-Royce har godkendt mtu Series 1600 og Series 4000 generatoranlæg til HVO efter EN 15940 uden ændringer af motor eller system. Diesel og HVO ældes; brændstoffet skal kontrolleres og om nødvendigt renses.
Rum og installation
Luft ind, varme og udstødning ud
Et generatoranlæg omsætter kun en del af brændstoffets energi til strøm. Resten skal ud som varm luft og udstødning. Et rum, der ikke kan komme af med varmen, får anlægget til at reducere effekten – eller stoppe.
- 1Forbrændings- og køleluft
Luftindtaget dimensioneres efter motorens forbrændingsluft og kølerens luftmængde ved fuld last og højeste udetemperatur.
- 2Udstødning
Afkast med lyddæmper over tag eller væk fra luftindtag, vinduer og ventilation.
- 3Køler og varm luft ud
Den varme luft skal ud uden at blive suget ind igen – ellers stiger temperaturen, og anlægget må reducere effekten.
- 4Dagtank og hovedtank
Oplag af diesel følger Beredskabsstyrelsens tekniske forskrifter for brandfarlige og brændbare væsker.
- 5Omskifter og tilslutning
Automatisk omskifter (ATS) mellem net og generator, dimensioneret til anlæggets fulde kapacitet.
Regler og standarder
Det skal anlægget overholde
- BEK 1408/2023Mellemstore fyringsanlæg
Nødanlæg fra 1 MW indfyret effekt, der kører højst 500 timer om året, er undtaget fra en række emissionsgrænseværdier. Driftstimerne skal dokumenteres.
- BEK 1639/2016Brandfarlige væsker
Beredskabsstyrelsens tekniske forskrifter for oplag af diesel og andre brændbare væsker.
- ISO 8528Generatoranlæg
Effektklasser (del 1), ydelse og lasttrin (del 5) og testmetoder (del 6).
- EN 15940HVO
Standarden for paraffinisk diesel, herunder HVO. Motoren skal være godkendt af producenten.
Test og drift
Hvordan anlægget dokumenteres og holdes klar – og hvordan det spiller sammen med UPS og DRUPS.
Test og service
Et anlæg, der ikke er testet under last, er ikke dokumenteret
Ved ugentlige tomgangsprøver kører motoren ved lav last. Over tid giver det sod og uforbrændt brændstof i udstødningen. En belastningstest med loadbank viser, at anlægget leverer sin fulde effekt, og brænder aflejringerne af.
- 01BelastningstestFuld last med loadbank – effekt, temperatur og spænding dokumenteres
- 02Black startSimuleret netudfald med start, omskiftning og netretur
- 03StartsystemStartbatterier, lader og forvarmning
- 04BrændstofKvalitet, vand, filtre og tankniveau
- 05Køling og luftKølevæske, køler, spjæld og luftveje
- 06StyringAlarmer, hændelseslog og synkronisering
Vores partner Bluecircle udlejer loadbanks og gennemfører belastningstest: Køb og leje af loadbanks.
Alternativer
Generator, DRUPS eller brændselscelle?
Ved store effekter kan UPS og generator samles i én maskine – en DRUPS – uden batterier. Ved små effekter, hvor støj og udstødning ikke må forekomme, kan en brændselscelle erstatte generatoren.
Hvad er et generatoranlæg?
Et generatoranlæg er en forbrændingsmotor koblet til en generator, der leverer strøm, når elnettet svigter – eller som primær forsyning, hvor der ikke er net. Til nødstrøm består anlægget også af styring, brændstofsystem, køling, udstødning og en automatisk omskifter.
Hvor hurtigt starter et nødstrømsgeneratoranlæg?
Et dieselgeneratoranlæg kan typisk overtage fuld last inden for ca. 10 sekunder. Kritiske laster forsynes derfor fra en UPS, der bygger bro, til generatoren har overtaget.
Hvad betyder ESP, PRP og COP?
Det er effektklasser efter ISO 8528-1. ESP (Emergency Standby Power) er nødstrøm med variabel last og op til 200 driftstimer om året. PRP (Prime Power) er variabel last uden begrænsning på driftstimer. COP (Continuous Operating Power) er konstant last uden begrænsning. Klassen afgør, hvor meget anlægget må belastes.
Hvad er ydelsesklasse G3?
ISO 8528-5 inddeler generatoranlæg i klasserne G1 til G4 efter, hvor meget spænding og frekvens må svinge ved lasttrin. G3 er den strengeste standardklasse med bl.a. højst −15 % og +20 % spændingsafvigelse og genopretning inden for 4 sekunder. Den kræves typisk til UPS’er og elektronik.
Hvor stort skal generatoranlægget være?
Summen af de laster, der skal forsynes – UPS, batteriopladning, køling, ventilation og pumper – omregnet til kVA med effektfaktoren, plus reserve til motorstart og lasttrin. UPS’ers harmoniske strømme og kapacitive effektfaktor skal med i beregningen.
Hvor meget diesel bruger et generatoranlæg?
Et mtu 20V4000 DS4000 bruger ifølge databladet ca. 818 liter i timen ved fuld last og ca. 598 liter ved 75 % last. Tankstørrelsen beregnes ud fra forbruget og den driftstid, beredskabsplanen kræver.
Kan et generatoranlæg køre på HVO?
Ja, hvis motoren er godkendt til det. Rolls-Royce har godkendt mtu Series 1600 og Series 4000 generatoranlæg til HVO efter EN 15940 uden ombygning.
Skal et nødstrømsanlæg overholde emissionskrav?
Mellemstore fyringsanlæg (fra 1 MW indfyret effekt), der fungerer som nødanlæg og kører højst 500 timer om året, er undtaget fra en række emissionsgrænseværdier i bekendtgørelsen om mellemstore fyringsanlæg. Driftstimerne skal kunne dokumenteres.
Hvorfor skal generatoranlægget testes med loadbank?
Kører en dieselmotor længe ved lav last, opstår sod og uforbrændt brændstof i udstødningen (wet stacking). En belastningstest med loadbank dokumenterer, at anlægget leverer fuld effekt, og brænder aflejringerne af.
Har I et projekt eller et anlæg, der skal serviceres?
Send os belastningen, ønsket autonomi og spændingsniveau – eller beskriv opgaven. Så vender vi tilbage med en løsning, der er dimensioneret til jeres drift.