エンジン発電機

エンジン発電機とは、発電機とエンジン（原動機）を一体化して一つの装置にしたものです。この組み合わせは、エンジン発電機セット、または発電機セットとも呼ばれます。多くの場合、エンジンは当然のこととして扱われ、一体化された装置は単に発電機と呼ばれます。エンジン発電機は、固定式、車両の一部、または持ち運び可能な小型のものなどがあります。

エンジン発電機は、エンジンと発電機に加えて、一般的に燃料供給装置、ディーゼルエンジンの場合は定速エンジン制御器（ガバナー）、発電機電圧制御器、冷却・排気システム、潤滑システムを備えています。約1kW以上の 定格出力を持つユニットには、バッテリーと電動スターターモーターが搭載されていることが多く、非常に大型のユニットでは、圧縮空気を空気駆動式スターターモーターに供給するか、エンジンシリンダーに直接導入してエンジンの回転を開始させる場合もあります。非常用発電ユニットには、停電時に負荷を商用電源から切り離し、発電機に接続するための自動始動システムと切替スイッチが搭載されていることがよくあります。

エンジン発電機は、さまざまな出力定格で入手可能です。これには、数百ワットの電力を供給できる小型の手持ち式ユニット、数千ワットを供給できる手押し車搭載型ユニット、100万ワット以上を供給できる据え置き型またはトレーラー搭載型ユニットが含まれます。サイズに関係なく、発電機はガソリン、ディーゼル、天然ガス、プロパン、バイオディーゼル、水、下水ガス、または水素で稼働できます。^{[ 1 ]}小型ユニットのほとんどはガソリン（ガソリン）を燃料として使用するように設計されており、大型ユニットはディーゼル、天然ガス、プロパン（液体またはガス）など、さまざまな燃料タイプに対応しています。一部のエンジンは、ディーゼルとガスを同時に使用して稼働することもできます（バイフューエル運転）。^{[ 2 ]}

サイズ

中型定置式エンジン発電機

ここに示されている中型定置型エンジン発電機は、100 kVAセットで、約 110 Aで415 Vを生成します。6.7 リットルのターボチャージャー付きパーキンスフェイザー 1000シリーズ エンジンで駆動され、400 リットルのタンクで 1 時間あたり約 27 リットルの燃料を消費します。英国のディーゼル エンジンは、赤色ディーゼルで動作し、1,500 rpm または 3,000 rpm で回転します。これにより、ヨーロッパで使用されている周波数である 50 Hzの電力が生成されます。北米などの周波数が 60 Hz の地域では、発電機は 1,800 rpm または 3600 の別の約数で回転します。ディーゼル エンジン発電機セットは、最大効率点で運転すると、ディーゼル燃料 1 リットルあたり 3 ～ 4 キロワット時の電力を生成できますが、部分負荷では効率が低下します。  

大型発電機セット

多くの発電機は、企業から本格的な病院まで、あらゆるものに電力を供給できるだけのキロワット数を発電します。これらの装置は、計画外の停電による操業停止に伴う深刻な経済的損失を抱える企業にとって、バックアップ電源ソリューションを提供する上で特に役立ちます。 ^{[ 3 ]} 例えば、病院は人工呼吸器など、生命維持に必要な医療機器の多くが電気で稼働するため、常に電力を必要としています。

非常に一般的な用途としては、鉄道用ディーゼル電気機関車があり、中には4,000馬力（2,983kW ）を超えるものもあります。  

ディーゼル電気推進システムを採用する船舶にも、大型発電機が搭載されている。電圧や周波数は、設置場所によって異なる場合がある。

エンジン発電機は、電力会社（中央配電所）からの電力供給が利用できない地域や、電力が一時的にしか必要とされない地域で電力を供給するために使用されます。小型発電機は、建設現場で電動工具に電力を供給するために使用されることもあります。トレーラー搭載型発電機は、照明、音響増幅システム、遊園地の乗り物などの仮設設備に電力を供給します。ワット数表を使用すると、さまざまな種類の機器の推定消費電力を計算し、ポータブル発電機に必要なワット数を判断できます。

トレーラー搭載型発電機や移動式発電機、ディーゼル発電機は、冗長システムが必要な場合や現場に発電機がない場合の緊急時やバックアップにも使用されます。接続をより迅速かつ安全にするために、カムロックなどのコネクタを備えたタイインパネルが建物の配電盤の近くに設置されることがよくあります。タイインパネルには、位相回転表示器（3相システムの場合）と回路ブレーカーも含まれている場合があります。カムロックコネクタは、最大480ボルトのシステムで400アンペアの定格があり、発電機に接続する4/0タイプWケーブルで使用されます。タイインパネルの設計は、200アンペアから3000アンペアのアプリケーションで一般的です。

非常用発電機は、電力会社の電力供給が一時的に途絶えた際に、重要な負荷に即座に電力を供給するために常設されています。病院、通信サービス施設、データ処理センター、下水ポンプ場、その他多くの重要な施設には非常用発電機が設置されています。非常用発電機の中には、電力網の停電を自動的に検知し、モーターを始動させ、天然ガスラインからの燃料を使用して運転し、電力網の復旧を検知して、人間の介入なしに自動的に停止するものもあります。^{[ 4 ]}

個人所有の発電機は、送電網の電力供給が不安定または利用できない地域で特に人気があります。トレーラーに搭載された発電機は、送電網が一時的に途絶した災害地域に牽引して運ぶことができます。

毎年、ポータブル発電機の誤った使用により、一酸化炭素中毒で死亡する人が出ています。そのため、当局や専門家は、換気対策（窓、ドア、通気口を開けるなど）を講じたとしても、屋内、ガレージ、または部分的に囲まれた空間（地下室、床下、物置、囲い、区画、窓、ドア、空気取り入れ口、その他の開口部の近くを含む）で発電機を運転しないよう警告しています。^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} 5.5  kW のポータブル発電機は、自動車 6 台分と同じ量の一酸化炭素を発生させ、発電機を屋内に設置すると、すぐに致命的なレベルまで蓄積する可能性があります。^{[ 10 ] [ 11 ]}ガレージ内、または開いた窓やエアコンの通気口の近くでポータブル発電機を使用すると、一酸化炭素中毒になる可能性もあります。^{[ 12 ]}

さらに、ポータブルエンジン発電機を使用する際のもう一つの一般的な危険は逆流であり、電力会社の作業員や他の建物の人々に危害を加える可能性があり、違法でもあります。そのため、専門家は発電機を壁のコンセントに直接差し込まないように警告しています。 ^{[ 13 ]}ディーゼルまたはガソリン駆動の発電機をオンにする前に、電流が逆流しないように、メインブレーカーが「オフ」の位置になっていることを確認するようユーザーに勧められています。^{[ 14 ] [ 6 ]}

発電機セットからの非常に高温の排気ガスは、工場で製造された正圧煙突（UL 103 試験規格の認証済み）または一般的なユーティリティ スケジュール 40 黒鉄管を使用して排出できます。パイプの表面温度を下げ、機械室への過剰な熱の流入を減らすために、断熱材を使用することが推奨されています。また、逆火の可能性から圧力を解放し、排気管の健全性を維持するために、過圧リリーフバルブも利用可能です。^{[ 15 ]}

• CDC：電気安全と発電機