เครื่องกำเนิดไฟฟ้า กระแสสลับ (alternator) และ การแบ่งชนิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบต่างๆ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า กระแสสลับ สามารถแบ่งได้หลายลักษณะ ตาม ขนาด / เชื้อเพลิง / ลักษณะการใช้งาน เป็นต้น โดยหากแบ่งตามขนาด สามารถแบ่งได้ดังนี้

การแบ่งชนิดของ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตามขนาด

1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ขนาดใหญ่ (4000 kVA ขึ้นไป) ส่วนมาก ใช้สำหรับโรงไฟฟ้า (Power plant) จะมีทั้งใช้ พลังงานหมุนเวียนต่างๆเป็นเชื้อเพลิง (Renewable energy), ใช้แก๊ส เป็นเชื้อเพลิง (Gas generator), พลังงานน้ำ (Hydropower generator) หรือ ขับเคลื่อนด้วย เครื่องยนต์ดีเซล (Diesel powered generator) เป็นต้น

2. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ขนาดกลาง (50 kVA – 2500 kVA) เป็นชนิด ที่ติดตั้งตามโรงงาน โรงแรม อาคารต่างๆ ขนาดจะไม่เกิน 3,000 kVA หรือ 2,500 kW ต่อตัว จะเรียกประเภทนี้ว่า Onsite Power Generator มีจุดประสงค์หลัก เพื่อสำรองเมื่อไฟดับ หรือ อาจจะใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟหลัก ในสถานที่ ที่ไฟฟ้าหลัก ไม่สามารถเข้าถึงได้ หรือ เพื่อตัด Peak เพื่อลดค่าไฟในช่วงเวลาที่ค่าไฟสูงเป็นต้น อาจรวมถึง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า แบบที่ใช้ในเรือ (Marine type) อีกด้วย

3. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ขนาดเล็ก ( <1 kVA – 20 kVA) หรือ ขนาดพกพาได้ (Portable Generator) มีทั้งที่เป็นแบบอุตสาหกรรม (Industrial) และ แบบทั่วไป (Leisure) มีขนาดตั้งแต่ 500w – 15 kW และมีเชื้อเพลิงทั้ง เบนซิน และ ดีเซล โดยแบบที่ใช้ น้ำมันเบนซิน จะมีราคาที่ถูกกว่า และ ตัวเล็กกว่ามาก แต่แบบที่ใช้น้ำมันดีเซล จะมีความทนทาน และประหยัดน้ำมันกว่าในภาพรวม แต่จะมีราคาที่สูงกว่า เช่นกัน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า กระแสสลับ ขนาด 50 – 2500 kVA

ที่เราพบบ่อยที่สุดคือ Generator Set ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ดีเซล หรือ เรียกว่า Compression Ignition Engine (C.I. Engine) ซึ่งการสันดาบ เกิดจากการอัดอากาศ จนมีอุณภูมิสูง และเกิดสันดาบด้วยตัวเอง (ต่างกับ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ที่ใช้เครื่องยนต์เบนซิน จะเป็นแบบ Spark Ignition หรือ S.I. Engine ซึ่งจะใช้หัวเทียนในการจุดระเบิด)

ตัวอย่างผลิตภัณฑ์เครื่องยนต์ดีเซลที่มีชื่อเสียง : Caterpillar, Cummins, Perkins, Volvo, Mitsubishi, Deutz, MTU, Doosan, เป็นต้น

สินค้าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของ OAS : Pramac (Deutz / Volvo / Perkins / MTU), Mitsubishi Generator , MPMC Powered by Cummins

สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้ เราจะแบ่ง ตามลักษณะการใช้งานตามมาตรฐาน ISO 8528 ได้ดังนี้

1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า สำหรับการใช้งานต่อเนื่อง แบบโหลดคงที่ (Baseload, continuous power generator)
   
   เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบนี้ในประเทศไทย มักจะมีใช้แค่ในงานระดับโรงไฟฟ้าเท่านั้น คือมีการจ่ายไฟตลอด คงที่ ซึ่งจะเป็นการใช้งานที่หนักที่สุด และ  จะมีความสึกหรอ สูงสุด
   (Continuous Operation Power – COP) มีความหมาย ตามมาตรฐาน ISO 8528 ดังนี้ คือ พิกัดสูงสุดที่ เครื่อง สามารถจ่ายไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง ภายใต้โหลดคงที่ เป็นเวลาไม่จำกัดชั่วโมงต่อปี ภายใต้สภาวะการทำงานที่ได้ตกลงไว้ ภายใต้เงื่อนไขว่าจะต้องทำการบำรุงรักษา ตามระยะ และวิธีการที่แนะนำโดยผู้ผลิต
   
2. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า สำหรับการใช้งานต่อเนื่อง แบบโหลดไม่คงที่ (Variable load, Prime power generator)
   
   เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ประเภทนี้ ในประเทศไทยมักจะใช้ในโรงแรม อาคาร ในสถานที่ห่างไกล ที่ไฟฟ้าเข้าไม่ถึง เพราะธรรมชาติของโหลดไฟฟ้านั้น จะมีการเปิด – ปิด ทำให้โหลดไฟฟ้าไม่คงที่ มีเบา มีหนัก ในระหว่างวัน(Prime Power – PRP) มีความหมาย ตามมาตรฐาน ISO 8528 ดังนี้PRP คือ พิกัดสูงสุดที่ เครื่อง สามารถจ่ายไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง ภายใต้โหลดที่เปลี่ยนแปลง เป็นเวลาไม่จำกัดชั่วโมงต่อปี ภายใต้สภาวะการทำงานที่ได้ตกลงไว้ ภายใต้เงื่อนไขว่าจะต้องทำการบำรุงรักษา ตามระยะ และวิธีการที่แนะนำโดยผู้ผลิต
   เงื่อนไข :
   1. กำลังงานเฉลี่ยที่จ่ายในระยะ 24 ชั่วโมง จะต้องไม่เกิน 70% ของพิกัด PRP
   2. เมื่อคำนวนเฉลี่ย แล้วจ่ายไฟน้อยกว่า 30% ให้คิด 30%
   3. เมื่อ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไม่ทำงาน ไม่นำมาคำนวนรวมในค่าเฉลี่ย
   
3. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า สำหรับสำรองไฟ สามารถจ่ายไฟฟ้า ได้จำกัดเวลาต่อปี (Limited-Time running Power)
   
   พิกัดนี้ ในประเทศไทย ผู้ออกแบบมักจะไม่ค่อยระบุ เนื่องจากว่าเป็นพิกัดที่อยู่กลางๆ ระหว่าง Prime Power (PRP) และ Emergency Standby Power (ESP) LTP คือ พิกัดสูงสุดที่ สามารถจ่ายไฟได้ ภายใต้สภาวะการทำงานที่ได้ตกลงไว้ ในจำนวนชั่วโมงการทำงานที่ไม่เกิน 500 ชั่วโมงต่อปี ภายใต้เงื่อนไขว่าจะต้องทำการบำรุงรักษา ตามระยะ และวิธีการที่แนะนำโดยผู้ผลิต
   เงื่อนไข
   1. พิกัด LTP สามารถทำงานที่ 100% ได้สูงสุด 500 ชั่วโมงต่อปี
   
4. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า สำหรับการใช้งาน สำรองไฟฟ้า ในกรณีไฟฟ้าหลักขัดข้อง (Emergency Standby Power – ESP)
   
   เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ประเภทนี้ ในประเทศไทยนิยมใช้มากที่สุด เนื่องจากไฟฟ้าหลัก โดยทั่วไป ค่อนข้างมั่นคง และคลอบคลุมเกือบทั่วประเทศไทย ผู้ออกแบบจึงมักระบุพิกัดนี้ ในการใช้งานในสถานที่ทั่วไปที่ไฟฟ้าหลักเข้าถึง โดยมักเรียกสั้นๆว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้า พิกัด Standby(Emergency Standby Power – ESP) มีความหมาย ตามมาตรฐาน ISO 8528 ดังนี้ESP คือ พิกัดสูงสุดที่ จะสามารถจ่ายไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง ภายใต้โหลดที่เปลี่ยนแปลง ภายใต้สภาวะการทำงานที่ได้ตกลงไว้ เพื่อจ่ายไฟในสภาวะที่ไฟฟ้าหลักขัดข้อง หรือจ่ายไฟฟ้าเพื่อทดสอบ โดยจะต้องใช้งาน ไม่เกิน 200 ชั่วโมงต่อปี ภายใต้เงื่อนไขว่าจะต้องทำการบำรุงรักษา ตามระยะ และวิธีการที่แนะนำโดยผู้ผลิต
   เงื่อนไข
   1. กำลังงานเฉลี่ยที่จ่ายไฟฟ้าในระยะ 24 ชั่วโมง (P_pp) จะต้องไม่เกิน 70% ของพิกัด ESP
   2. กำลังงานเฉลี่ยที่จ่ายไฟฟ้า P_pa จะต้องต่ำกว่า หรือ เท่ากับ P_pp3. เมื่อคำนวนเฉลี่ย แล้วจ่ายไฟน้อยกว่า 30% ให้คิด 30%
   4. เมื่อ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไม่ทำงาน ไม่นำมาคำนวนรวมในค่าเฉลี่ย
   

สรุป และ ตัวอย่างพิกัด เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

จะเห็นว่า มาตรฐาน ISO8528 ได้กำหนดพิกัดการทำงานแบบต่างๆ ของ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไว้ เพื่อให้สามารถเลือกใช้ ได้อย่างเหมาะสมกับการใช้งาน ไม่ใหญ่ หรือ เล็กเกินไป หรือ เลือกมาแล้วใช้งานหนักจนทำให้เกิดความสึกหรอมาก จนไม่อยู่ในเงื่อนไขการรับประกัน โดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตัวเดียวกันนั้น อาจจจะ ได้มีหลายพิกัด เช่น

Generator set มิตซูบิชิ MGS1200B มี PRP 1200 kVA / ESP 1500 kVA

หมายความว่า

หากนำเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้มาใช้ในพิกัด PRP คือ ใช้งานต่อเนื่องตลอดเวลา แต่โหลดเปลี่ยนแปลง โดยเฉลี่ยโหลดไม่ถึง 70% ในระยะ 24 ชั่วโมง จะสามารถจ่ายไฟได้ ที่พิกัด1200 kVA สูงสุดโดยโหลดเฉลี่ยนในระยะ 24 ชั่วโมง คือ 70% x 1200 kVA หรือ 840 kVA

หรือ

หากนำเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้มาใช้ในพิกัด Standby (ESP) คือ ใช้งานสำหรับสำรองไฟ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า จะสามารถจ่ายไฟได้ 1500 kVA

คำถามที่พบบ่อย :

คำถาม : หากนำเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาใช้ในพิกัด PRP แต่โหลดเฉลี่ยอาจจะเกิน 70% ใน 24 ชั่วโมง ทำได้หรือไม่
คำตอบ : เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอาจจะสามารถจ่ายไฟฟ้าได้เกินพิกัด PRP แต่ความเสียหาย และความสึกหรอ จะมากเกินกว่าที่ผู้ผลิตได้กำหนดไว้ และการรับประกันก็จะไม่ครอบคลุมด้วย

คำถาม : เครื่องกำเนิดไฟฟ้า สามารถจ่ายไฟได้สูงสุดเท่าไร่
คำตอบ : โดยทั่วไป เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะจ่ายไฟได้สูงสุดที่พิกัด ESP หากจ่ายมากกว่านี้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอาจจะดับ หรือ ทำการ shut down ตัวเอง หรืออาจจะ น๊อกคาโหลดก็เป็นได้

หากเปรียบกับรถยนต์ รถยนต์มีพิกัด PRP ที่ 120 กิโลเมตร ต่อ ชม. ESP ที่ 150 กิโลเมตร ต่อ ชั่วโมง รถคันดังกล่าว สามารถวิ่งด้วยความเร็วเฉลี่ย 70% x 120 = 84 km/h โดย ความเร็วสูงสุดไม่เกิน 120 km/h ได้ต่อเนื่องทั้งวันทั้งคืน จนเข้าศูนย์ได้เลย 

แต่หากรถคันดังกล่าว เอาไว้ใช้เฉพาะเวลารถคันหลักเสีย เช่นสัปดาห์ละ 1 ครั้ง เราจะนำมาเหยียบได้สูงสุดที่ 150 กิโลเมตรต่อชั่วโมงได้ แต่ การใช้งานรถแบบนี้ จะต้องไม่เกินปีละ 200 ชั่วโมง เป็นต้น

https://oasgenerator.com/%E0%B9%80%E0%B8%84%E0%B8%A3%E0%B8%B7%E0%B9%88%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B8%81%E0%B8%B3%E0%B9%80%E0%B8%99%E0%B8%B4%E0%B8%94%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%9F%E0%B9%89%E0%B8%B2/