مكونات المولد الكهربائي
يُعرّف المولد الكهربائي بأنّه آلة تُستخدم لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية بوجود مصدر للطاقة؛ كالنفط، أو البنزين، أو الرياح، أو المياه الجارية، ويقوم مبدأ عمل المولد الكهربائي على الحثّ الكهرومغناطيسي لتوليد التيار الكهربائي ، وبحسب تصميم المولد، فإنّه يولّد التيار المباشر (DC) أو التيار المتردد (AC) أو كليهما، ويتكوّن المولّد الكهربائي من تسعة أجزاء رئيسية لكلّ جزء منها دور رئيسي في عمل المولّد، وفيما يأتي بعض التفصيل حول هذه الأجزاء:
للتعرف على كيفية توليد الكهرباء يمكنك قراءة المقال كيف تصل الكهرباء إلى بيوتنا
المحرك
يُعتبر المحرّك (بالإنجليزية: Engine) الجزء المسؤول عن تزويد المولّد الكهربائي بالطاقة، فهو مصدر الطاقة الميكانيكية التي تُشغّل المولّد الكهربائي، ويتمّ تشغيل المحرّك باستخدام أحد مصادر الوقود المتعددة؛ كالغاز، أو البروبان، أو البنزين، وعادةً ما يتناسب حجم المحرّك في المولّد الكهربائي طردياً مع مقدار التيار الكهربائي الصادر عنه، ويُشار إلى وجود نوعين من المحرّكات في الأسواق؛ محرّكات ذات صمّام علوي تُعرف اختصاراً بـ (OHV) وهو النوع الموصى به، ومحرّكات دون صمّام علوي تُعرف اختصاراً بـ (non-OHV).
مولّد التيار المتناوب
يُعرّف مولّد التيار المتناوب (بالإنجليزية: Alternator) بأنّه ذلك الجزء من المولّد الكهربائي الذي يتمّ فيه تحويل الطاقة الميكانيكية الواصلة من المحرّك إلى طاقة كهربائية، ويوجد مولّد التيار المتناوب داخل صندوق فولاذي، وتتحرّك أجزاؤه حركات نسبية (بالإنجليزية: relative movements) تولّد مجالات مغناطيسية وكهربائية، إذ إنّه يتكوّن من جزء ثابت (بالإنجليزية: Stator) يتألّف من مجموعة من الملفات الموصلة للكهرباء، وجزء دوّار (بالإنجليزية: Rotor) مسؤول عن توليد مجال كهرومغناطيسي يدور حول الجزء الثابت، ويتكامل عمل هذان الجزءان لإنتاج مقدار التيار الكهربائي المطلوب.
نظام خزان الوقود
يحتوي كلّ مولّد كهربائيّ على نظام خزان وقود (بالإنجليزية: Fuel System) خاص به لضمان استمرارية تزويده بالطاقة اللازمة لعملية توليد الطاقة الكهربائية، ومن أشهر أنواع الوقود المستخدمة في المولّدات الكهربائية الديزل والغاز الطبيعي والبروبان، ويتكوّن نظام خزان الوقود في المولّد الكهربائي من مجموعة من الأجزاء الرئيسية؛ كمجموعة الأنابيب الواصلة بين خزان الوقود والمحرّك، وأنبوب تهوية، وأنابيب لتصريف الفائض من خزان الوقود إلى أنبوب الصرف، ومُرشّح الوقود، ومضخة الوقود، وحاقن الوقود، وعادة ما تكفي سعة خزان الوقود لتزويد المولّد الكهربائي بالوقود لمدّة تتراوح بين 6-8 ساعات، وفي المولّدات الصغيرة فإنّ خزان الوقود عادةً ما يكون جزءاً من قاعدة انزلاق المولّد الكهربائي (بالإنجليزية: Skid base) أو مُثبتاً أعلى المولّد الكهربائي، ويُنصح بتركيب خزان وقود خارجي للمولّدات المستخدمة لأغراض تجارية من أجل الحصول على مزيد من الطاقة الكهربائية.
منظم الجهد
يُنظّم منظم الجهد (بالإنجليزية: Voltage Regulator) جهد الكهرباء الناتجة عن عملية تحويل الطاقة في المولد،، إذ يأخذ جزءاً صغيراً من التيار المتردد (AC) الناتج ويحوّله إلى تيار ثابت (DC)، ثمّ تُغذّى مجموعة من اللفائف الثانوية بهذا التيار المستمر لإنشاء مجال مغناطيسي، وعندما يتمّ توليد الكهرباء فإنّ المولّد يقع تحت الحمل، وإذا أومض الجهد الخارج، فهذا يعني أنّ المولّد قد استطاع أن يحمل الطاقة.
أنظمة التبريد وأنظمة العادم
تحتاج المولّدات الكهربائية إلى أنظمة تبريد (بالإنجليزية: Cooling System) داخلها للتخلّص من الحرارة الناتجة عن احتراق الوقود والاحتكاك والاتصال المعدني داخلها، والتي إذا وصلت إلى درجات عالية قد تؤدّي إلى احتراق المولّد الكهربائي، وتختلف المادة المستخدمة في التبريد باختلاف المولّد الكهربائي، فالمولّدات الكهربائية الصغيرة التي يقتصر استخدامها داخل حدود المدينة أو تلك التي تُنتج كميات كبيرة من الطاقة تتجاوز 2250 كيلو واط تستخدم المياه العذبة، كما يُستخدم الهيدروجين أيضاً كمُبرّد في المولّدات الكهربائية الكبيرة، حيث يُبرّد اللفائف الثابتة الموجودة في المولّدات الكهربائية الكبيرة؛ وذلك لأنّه أكثر كفاءةً من بقيّة المُبرّدات في امتصاص الحرارة، بينما تقتصر المُولّدات المستخدمة في الآلات الصناعية والسكنية على مُبرّدات تتكوّن من مشع ومروحة مُثبّتة على المولّد الكهربائي.
يضم المُولّد الكهربائي ما يُعرف بنظام العادم (بالإنجليزية: Exhaust System) وهو النظام المسؤول عن التخلّص من غازات العادم الناتجة عن عملية إنتاج الطاقة، مثل أول أكسيد الكربون الذي يجب التأكّد دائماً من فعالية النظام في قدرته على التخلّص منه، ويجب أخذ الحيطة والحذر عند التواجد بالقرب من المُولّدات الكهربائية، إذ إنّ الغازات الخارجة من نظام العادم قد تُسبّب العديد من المشاكل التنفسية وتضرّ برئتيّ الإنسان، ويُشار إلى أنّ المولدات الحديثة تحتوي على محوّلات تُحوّل المواد الناتجة الضارة إلى مواد آمنة أقل ضرراً.
شاحن البطارية
يوفّر شاحن البطارية (بالإنجليزية: Battery Charger) إمكانية شحن البطارية أثناء عمل المولّد الكهربائي، وعادةً ما يُصنع الشاحن من مادة الفولاذ المقاوم للصدأ لحمايته من التآكل، ويتلخّص دور الشاحن في تزويد البطارية بجهد الغمر المُناسب (بالإنجليزية: float voltage)، فإذا كان هذا الجهد ضعيفاً جداً فإنّ ذلك سيحول دون شحن البطارية، أمّا إذا كان مرتفعاً جداً فإنّ ذلك سيستنزف عمر البطارية، وعادةً ما يتمّ ضبط جهد التيار المباشر الخارج من الشاحن على قيمة 2.33 فولت/خلية، وهي القيمة الأمثل لإنتاج الكهرباء.
لوحة التحكم
تُعدّ لوحة التحكم (بالإنجليزية: Control Panel) واجهة مستخدم المُولّد الكهربائي، إذ تُتيح للمستخدم إمكانية مراقبة الأنظمة المختلفة للمولد وتعديلها إذا ما احتاج الأمر من خلال مجموعة من الأزرار والمفاتيح، و تضم هذه اللوحة زريّ تشغيل وإطفاء المولّد الكهربائي، كما تضم مقاييس خاصة بالمحرّك تُساعد على قياس درجة حرارة سائل التبريد، وضغط الوقود المستخدم، وجهد البطارية، والتيار الكهربائي الناتج وتردده.
نظام التشحيم
يتلخّص دور نظام التشحيم (بالإنجليزية: Lubricating System) في المولّد الكهربائي في الحفاظ على الأجزاء الصغيرة المتحرّكة منه والضرورية لعملية تحويل الطاقة، إذ يجعل نظام التشحيم حركة هذه الأجزاء سلسةً وسهلةً باستخدام الزيت الموجود في المضخة، وللحفاظ على الأداء الأمثل لنظام التشحيم يُنصح بفحص مستوى الزيت كلّ 8-10 ساعات من بدء تشغيل المولّد الكهربائي، والتحقق من حدوث أيّ تسريب للزيت، كما يُفضّل تغيير زيت التشحيم مرّةً كلّ 500 ساعة من الاستخدام.
الإطار الخارجي
يضم الإطار الخارجي (بالإنجليزية: The Frame) للمولّد الكهربائي جميع أجزائه، ليجعل منه هيكلاً ميكانيكياً قابلاً للحمل والنقل من مكان لآخر، ويضمن الإطار الخارجي تأريض المولّد الكهربائي وسلامة جميع أجزائه. ref name="FpJEvDywHv"/>
للتعرف أكثر على الكهرباء بشكل عام يمكنك قراءة المقال بحث عن الكهرباء
