Kalkulačka výkonu elektrocentrály – výpočet kW a kVA

Jak funguje kalkulačka výkonu elektrocentrály?

Kalkulačka slouží k předběžnému odhadu výkonu elektrocentrály podle skutečného elektrického zatížení provozu. Nepracuje pouze se součtem výkonů jednotlivých zařízení. Zohledňuje také účiník, rozběhové špičky motorových spotřebičů, způsob jejich spouštění a zvolenou výkonovou rezervu.

Výsledkem jsou dvě důležité hodnoty:

• minimální požadovaný činný výkon v kW,
• minimální požadovaný zdánlivý výkon v kVA.

Výpočet je určen jako první krok při výběru elektrocentrály. U průmyslových provozů, větších motorů, čerpadel, kompresorů, výrobních technologií, UPS nebo frekvenčních měničů je vhodné výsledný návrh ověřit podle konkrétních technických parametrů.

Jaké údaje zadat do kalkulačky?

Pro každý spotřebič nebo skupinu stejných zařízení zadejte elektrický příkon, počet kusů, účiník a případný rozběhový násobek.

Elektrický příkon zařízení v kW

Do kalkulačky zadávejte elektrický příkon zařízení, ideálně podle výrobního štítku nebo technické dokumentace.

Je důležité nezaměňovat elektrický příkon s mechanickým výkonem elektromotoru na hřídeli. Pokud je například na zařízení uveden mechanický výkon motoru, nemusí tato hodnota odpovídat skutečnému odběru z elektrické sítě.

Máte-li několik stejných zařízení, můžete zadat jejich počet a nemusíte je přidávat jednotlivě.

Co znamenají kW a kVA?

Při výběru elektrocentrály je potřeba sledovat oba parametry.

kW vyjadřují činný výkon, který spotřebič skutečně využívá.

kVA vyjadřují zdánlivý výkon, který musí zdroj elektrické energie dodat s ohledem na účiník zátěže.

Pro orientační převod platí:

kVA = kW / cos φ

Proto kalkulačka počítá nejen s hodnotou kW, ale také s účiníkem každého zařízení.

Co je účiník cos φ?

Účiník vyjadřuje poměr mezi činným a zdánlivým výkonem.

U čistě odporových spotřebičů se může blížit hodnotě 1,0. U motorů a dalších indukčních zařízení bývá nižší.

Pokud znáte skutečný účiník zařízení, zadejte hodnotu z technické dokumentace. Pokud přesný údaj nemáte, lze pro předběžný výpočet pracovat s orientační hodnotou, konečný návrh by však měl vycházet ze skutečných parametrů zátěže.

Proč nestačí sečíst příkony všech zařízení?

Jednoduchý součet provozních příkonů ukazuje pouze zatížení během běžného provozu.

Problém nastává zejména u zařízení s elektromotory. Motor může během spuštění krátkodobě odebírat několikanásobně vyšší proud než po rozběhu. Elektrocentrála proto musí zvládnout nejen běžné zatížení, ale také krátkodobou rozběhovou špičku.

To je důležité například u:

• čerpadel,
• kompresorů,
• ventilátorů,
• chladicích zařízení,
• vzduchotechniky,
• dopravníků,
• dílenských a výrobních strojů,
• dalších zařízení s elektromotorem.

Rozběhový násobek

U motorových zařízení nestačí sledovat pouze činný výkon v kW. Při rozběhu může motor krátkodobě odebírat několikanásobně vyšší proud než při běžném provozu.

Pro elektrocentrálu je proto důležitý zejména požadavek na rozběhový výkon v kVA a schopnost alternátoru zvládnout krátkodobou proudovou špičku bez nepřijatelného poklesu napětí.

Do kalkulačky proto zadávejte rozběhový násobek proudu nebo kVA.

Pokud zařízení nemá významnou rozběhovou špičku, ponechte hodnotu 1,0.

U elektromotorů, čerpadel, kompresorů nebo ventilátorů doporučujeme použít údaj výrobce zařízení nebo hodnotu stanovenou v projektu elektroinstalace.

Není vhodné používat jeden univerzální násobek pro všechny motory. Požadavky při rozběhu se mohou výrazně lišit podle konstrukce motoru, výkonu a způsobu jeho spouštění.

Postupný nebo současný rozběh?

Kalkulačka umožňuje zohlednit také způsob, jakým se zařízení v provozu spouštějí.

Postupný rozběh

Pokud se jednotlivé motory a technologie spouštějí postupně, kalkulačka počítá běžné zatížení již pracujících zařízení a k němu přidává nejvyšší jednotlivý rozběhový požadavek.

Tento způsob často odpovídá reálnému provozu, kde se větší zařízení nezapínají všechna ve stejném okamžiku.

Současný rozběh

Pokud se více zařízení spouští současně, jejich rozběhové požadavky se mohou sčítat. Potřebný výkon elektrocentrály pak může být výrazně vyšší.

U větších technologických celků proto může správně navržená sekvence spouštění výrazně ovlivnit potřebnou velikost generátoru.

Jak kalkulačka pracuje s výkonovou rezervou?

Výkonová rezerva se připočítává k běžnému provoznímu zatížení.

Kalkulačka ji automaticky nepřidává také k celé rozběhové špičce, protože rozběh představuje samostatný krátkodobý požadavek.

Výsledný požadovaný výkon v kVA je proto vyšší z následujících hodnot:

provozní zatížení v kVA + zvolená výkonová rezerva

nebo

nejvyšší vypočtený požadavek při rozběhu zařízení.

Díky tomu kalkulačka zbytečně nenásobí výkonovou rezervou již tak vysokou krátkodobou rozběhovou špičku.

Výchozí hodnota rezervy je pouze orientační. V konkrétním projektu může být vhodná jiná hodnota podle charakteru provozu, plánovaného rozšíření technologie nebo požadavků na záložní napájení.

Proč není vždy vhodné zvolit výrazně větší elektrocentrálu?

Příliš malá elektrocentrála nemusí zvládnout rozběh zařízení nebo špičky zatížení. Ani zbytečně předimenzovaný generátor však není automaticky optimálním řešením.

Dieselová elektrocentrála by měla pracovat v rozumném rozsahu zatížení odpovídajícím konkrétnímu motoru a způsobu provozu. Dlouhodobý provoz při velmi nízkém zatížení nemusí být z hlediska provozu motoru ani ekonomiky ideální.

Cílem proto není vybrat co největší agregát, ale správně dimenzovaný zdroj s odpovídající rezervou.

Příklad orientačního výpočtu

Představme si provoz s několika běžnými spotřebiči a jedním větším elektromotorem.

Součet běžného zatížení může například odpovídat 45 kW. Pokud se během provozu spustí motor s výrazným rozběhovým proudem, krátkodobý požadavek na elektrocentrálu může být podstatně vyšší než samotných 45 kW.

Kalkulačka proto porovná:

• trvalé zatížení se zadanou rezervou,
• požadavek na kVA při rozběhu.

Pro výsledný orientační návrh použije vyšší hodnotu.

Právě proto může být elektrocentrála potřebná pro konkrétní provoz větší, než by vyplývalo z prostého součtu údajů v kW.

Kdy samotný kalkulátor nestačí?

Kalkulačka je vhodná pro prvotní orientaci a porovnání potřebného rozsahu výkonu.

Podrobnější technický návrh doporučujeme zejména tehdy, pokud má elektrocentrála napájet:

• velké elektromotory,
• čerpadla nebo kompresory,
• výrobní linky,
• chladicí zařízení,
• vzduchotechniku,
• UPS,
• frekvenční měniče,
• citlivou elektroniku,
• větší počet třífázových zařízení,
• provoz s automatickým přepnutím ATS.

U takových instalací je potřeba posoudit také maximální proudy, způsob rozběhu, požadovaný pokles napětí a frekvence, rozložení zatížení mezi fáze a parametry konkrétní elektrocentrály.

Výpočet rovněž nezohledňuje všechny faktory, které mohou mít vliv na výkon konkrétního soustrojí, například okolní teplotu, nadmořskou výšku, harmonické nebo charakteristiku konkrétního alternátoru.

Jak postupovat po výpočtu?

Pokud vám kalkulačka například vyjde na požadavek kolem 90 kVA, neznamená to automaticky, že správnou volbou je první elektrocentrála s podobným číslem v katalogu.

Je potřeba ověřit:

• jmenovitý a případně záložní výkon konkrétního modelu,
• parametry alternátoru,
• schopnost zvládnout rozběh největšího spotřebiče,
• požadovaný režim provozu,
• počet fází a napětí,
• způsob připojení,
• případné použití ATS,
• předpokládaný další rozvoj provozu.

Teprve poté lze vybrat konkrétní konfiguraci.

Výběr průmyslové dieselové elektrocentrály

Pokud již znáte přibližný výkon, můžete pokračovat do nabídky průmyslových dieselových elektrocentrál GAPPA.

Pro přesnější posouzení nám můžete zaslat seznam zařízení, jejich příkony, účiníky, údaje o rozběhu a informaci, která zařízení mají pracovat současně.

Na základě těchto údajů lze ověřit potřebný výkon a doporučit odpovídající řešení pro konkrétní provoz.

Pokud elektrocentrálu potřebujete pouze na omezenou dobu, například pro stavbu, dočasný provoz nebo záložní napájení, podívejte se také na možnosti pronájmu elektrocentrál.

Pro odhad provozních nákladů můžete využít také kalkulačku spotřeby paliva elektrocentrály, která vypočítá orientační spotřebu v l/h, celkovou spotřebu a náklady podle výkonu, zatížení a doby provozu.

Nejčastější otázky

Jak vypočítat potřebný výkon elektrocentrály?

Nejprve je potřeba určit součet provozního zatížení všech zařízení, která mají být napájena současně. Následně je nutné zohlednit účiník, rozběhové proudy motorů, způsob jejich spouštění a přiměřenou výkonovou rezervu.

Mám při výpočtu použít kW nebo kVA?

Při správném dimenzování jsou důležité obě hodnoty. kW vyjadřují činný výkon, zatímco kVA zohledňují také účiník zátěže. Elektrocentrála musí vyhovět požadavkům v obou parametrech.

Co zadat, pokud zařízení nemá zvýšený rozběhový proud?

Pokud zařízení nemá významnou rozběhovou špičku, ponechte rozběhový násobek 1,0.

Co dělat, když neznám rozběhový násobek motoru?

Nejpřesnější je použít údaj výrobce motoru nebo napájeného zařízení. Pokud není k dispozici, doporučujeme hodnotu ověřit s projektantem, elektrikářem nebo technickým poradcem. U větších motorů není vhodné používat náhodně zvolený univerzální koeficient.

Proč kalkulačka pracuje s účiníkem?

Protože elektrocentrála není dimenzována pouze podle činného výkonu v kW. U zátěže s účiníkem nižším než 1 musí zdroj dodat vyšší zdánlivý výkon v kVA.

Proč se výkonová rezerva nepřičítá i k celé rozběhové špičce?

Rozběhová špička je krátkodobý samostatný požadavek. Kalkulačka proto zvlášť posuzuje provozní zatížení s rezervou a zvlášť nejvyšší rozběhový požadavek. Jako orientační minimum použije vyšší z těchto hodnot.

Je výsledek kalkulačky konečným doporučením konkrétní elektrocentrály?

Ne. Výsledek slouží jako orientační podklad pro předběžný výběr výkonové kategorie. U profesionálních a průmyslových instalací je vhodné konečný návrh ověřit podle skutečných technických údajů zátěže a parametrů konkrétního generátoru.