Genset adalah peralatan berguna yang memasok daya listrik selama pemadaman listrik dan mencegah terputusnya aktivitas sehari-hari atau gangguan operasi bisnis. Generator tersedia dalam konfigurasi listrik dan fisik yang berbeda untuk digunakan dalam aplikasi yang berbeda. Pada bagian berikut, kita akan melihat bagaimana generator berfungsi, komponen utama generator, dan bagaimana generator beroperasi sebagai sumber daya listrik sekunder dalam aplikasi perumahan dan industri.

Bagaimana cara kerja generator?
Generator listrik adalah alat yang mengubah energi mekanik yang diperoleh dari sumber eksternal menjadi energi listrik sebagai keluarannya.

Penting untuk dipahami bahwa generator sebenarnya tidak ‘menciptakan’ energi listrik. Alih-alih, ia menggunakan energi mekanik yang disuplai untuk memaksa pergerakan muatan listrik yang ada di kawat belitannya melalui sirkuit listrik eksternal. Aliran muatan listrik ini merupakan arus listrik keluaran yang disuplai oleh generator. Mekanisme ini dapat dipahami dengan menganggap generator dianalogikan dengan pompa air, yang menyebabkan aliran air tetapi sebenarnya tidak ‘menciptakan’ air yang mengalir melaluinya.

Generator modern bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik yang ditemukan oleh Michael Faraday pada tahun 1831-32. Faraday menemukan bahwa aliran muatan listrik di atas dapat diinduksi dengan menggerakkan konduktor listrik, seperti kawat yang mengandung muatan listrik, dalam medan magnet. Gerakan ini menimbulkan perbedaan tegangan antara kedua ujung kawat atau penghantar listrik, yang pada gilirannya menyebabkan muatan listrik mengalir, sehingga menghasilkan arus listrik.

Komponen utama generator
Komponen utama generator listrik dapat diklasifikasikan secara luas sebagai berikut:

Mesin
Alternator
Sistem bahan bakar
Regulator tegangan
Sistem Pendinginan dan Pembuangan
Sistem pelumasan
Pengisi baterai
Panel kendali
Rakitan / Rangka Utama
Penjelasan tentang komponen utama generator diberikan di bawah ini.

MesinMesin
Mesin adalah sumber input energi mekanik ke generator. Ukuran mesin berbanding lurus dengan output daya maksimum yang dapat disuplai oleh generator. Ada beberapa faktor yang perlu Anda ingat saat menilai mesin generator Anda. Pabrikan mesin harus dikonsultasikan untuk mendapatkan spesifikasi operasi mesin lengkap dan jadwal perawatan.

(a) Jenis Bahan Bakar yang Digunakan – Mesin generator beroperasi dengan berbagai bahan bakar seperti solar, bensin, propana (dalam bentuk cair atau gas), atau gas alam. Mesin yang lebih kecil biasanya beroperasi dengan bensin sementara mesin yang lebih besar menggunakan solar, propana cair, gas propana, atau gas alam. Mesin tertentu juga dapat beroperasi dengan umpan ganda diesel dan gas dalam mode operasi bi-fuel.

(b) Mesin Katup Overhead (OHV) versus Mesin non-OHV – Mesin OHV berbeda dari mesin lain karena katup masuk dan keluar mesin terletak di kepala silinder mesin, bukan dipasang di blok mesin. Mesin OHV memiliki beberapa keunggulan dibandingkan mesin lainnya seperti:

• Desain kompak
• Mekanisme pengoperasian yang lebih sederhana
• Daya tahan
• User-friendly dalam operasi
• Kebisingan rendah selama pengoperasian
• Tingkat emisi rendah

Namun, mesin OHV juga lebih mahal daripada mesin lainnya.

MesinMesin
Mesin adalah sumber input energi mekanik ke generator. Ukuran mesin berbanding lurus dengan output daya maksimum yang dapat disuplai oleh generator. Ada beberapa faktor yang perlu Anda ingat saat menilai mesin generator Anda. Pabrikan mesin harus dikonsultasikan untuk mendapatkan spesifikasi operasi mesin lengkap dan jadwal perawatan.

(a) Jenis Bahan Bakar yang Digunakan – Mesin generator beroperasi dengan berbagai bahan bakar seperti solar, bensin, propana (dalam bentuk cair atau gas), atau gas alam. Mesin yang lebih kecil biasanya beroperasi dengan bensin sementara mesin yang lebih besar menggunakan solar, propana cair, gas propana, atau gas alam. Mesin tertentu juga dapat beroperasi dengan umpan ganda diesel dan gas dalam mode operasi bi-fuel.

(b) Mesin Katup Overhead (OHV) versus Mesin non-OHV – Mesin OHV berbeda dari mesin lain karena katup masuk dan keluar mesin terletak di kepala silinder mesin, bukan dipasang di blok mesin. Mesin OHV memiliki beberapa keunggulan dibandingkan mesin lainnya seperti:

• Desain kompak
• Mekanisme pengoperasian yang lebih sederhana
• Daya tahan
• User-friendly dalam operasi
• Kebisingan rendah selama pengoperasian
• Tingkat emisi rendah

Namun, mesin OHV juga lebih mahal daripada mesin lainnya.

(c) Selongsong Besi Tuang (CIS) dalam Silinder Mesin – CIS adalah lapisan dalam silinder mesin. Ini mengurangi keausan, dan memastikan daya tahan mesin. Sebagian besar mesin OHV dilengkapi dengan CIS tetapi penting untuk memeriksa fitur ini di mesin generator. CIS bukanlah fitur yang mahal tetapi memainkan peran penting dalam daya tahan mesin terutama jika Anda harus sering menggunakan genset atau untuk jangka waktu yang lama.

Alternator
Alternator, juga dikenal sebagai ‘genhead’, adalah bagian dari generator yang menghasilkan keluaran listrik dari masukan mekanis yang disuplai oleh mesin. Ini berisi perakitan bagian stasioner dan bergerak yang terbungkus dalam rumahan. Komponen bekerja sama untuk menyebabkan gerakan relatif antara medan magnet dan listrik, yang pada gilirannya menghasilkan listrik.

(a) Stator – Ini adalah komponen stasioner. Ini berisi satu set konduktor listrik yang digulung dalam gulungan di atas inti besi.

(b) Rotor / Armature – Ini adalah komponen bergerak yang menghasilkan medan magnet berputar dalam salah satu dari tiga cara berikut:

(i) Dengan induksi – Ini dikenal sebagai alternator tanpa sikat dan biasanya digunakan pada generator besar.
(ii) Dengan magnet permanen – Hal ini biasa terjadi pada unit alternator kecil.
(iii) Dengan menggunakan exciter – Exciter adalah sumber arus searah (DC) kecil yang memberi energi pada rotor melalui rakitan slip ring dan sikat penghantar.

Rotor menghasilkan medan magnet yang bergerak di sekitar stator, yang menginduksi perbedaan tegangan antara belitan stator. Ini menghasilkan output arus bolak-balik (AC) dari generator.

Berikut ini adalah faktor-faktor yang perlu Anda ingat saat menilai alternator generator:

(a) Perumahan Logam versus Plastik – Desain semua logam memastikan daya tahan alternator. Rumah plastik berubah bentuk seiring waktu dan menyebabkan bagian alternator yang bergerak terbuka. Ini meningkatkan keausan dan yang lebih penting, berbahaya bagi pengguna.

(b) Bantalan Bola versus Bantalan Jarum – Bantalan bola lebih disukai dan bertahan lebih lama.

(c) Desain Tanpa Sikat – Sebuah alternator yang tidak menggunakan sikat memerlukan perawatan yang lebih sedikit dan juga menghasilkan tenaga yang lebih bersih.

Sistem bahan bakar
Tangki bahan bakar biasanya memiliki kapasitas yang cukup untuk menjalankan generator rata-rata selama 6 sampai 8 jam. Untuk unit generator kecil, tangki bahan bakar merupakan bagian dari skid base generator atau dipasang di atas rangka generator. Untuk aplikasi komersial, mungkin perlu mendirikan dan memasang tangki bahan bakar eksternal. Semua instalasi tersebut tunduk pada persetujuan dari Divisi Perencanaan Kota. Klik tautan berikut untuk informasi lebih lanjut mengenai tangki bahan bakar untuk genset.

Fitur umum dari sistem bahan bakar meliputi:

(a) Sambungan pipa dari tangki bahan bakar ke mesin – Saluran suplai mengarahkan bahan bakar dari tangki ke mesin dan saluran kembali mengarahkan bahan bakar dari mesin ke tangki.

(b) Pipa ventilasi untuk tangki bahan bakar – Tangki bahan bakar memiliki pipa ventilasi untuk mencegah penumpukan tekanan atau kevakuman selama pengisian ulang dan pengurasan tangki. Saat Anda mengisi ulang tangki bahan bakar, pastikan kontak logam-ke-logam antara nosel pengisi dan tangki bahan bakar untuk menghindari percikan api.

(c) Sambungan pelimpah dari tangki bahan bakar ke pipa penguras – Hal ini diperlukan agar luapan apa pun selama pengisian ulang tangki tidak menyebabkan tumpahan cairan pada genset.

(d) Pompa bahan bakar – Pompa ini memindahkan bahan bakar dari tangki penyimpanan utama ke tangki harian. Pompa bahan bakar biasanya dioperasikan secara elektrik.

(e) Pemisah Air Bahan Bakar / Filter Bahan Bakar – Ini memisahkan air dan benda asing dari bahan bakar cair untuk melindungi komponen generator lainnya dari korosi dan kontaminasi.

(f) Injektor Bahan Bakar – Ini menyemprotkan bahan bakar cair dan menyemprotkan jumlah bahan bakar yang diperlukan ke dalam ruang bakar mesin.

Regulator tegangan
Sesuai dengan namanya, komponen ini mengatur tegangan keluaran generator. Mekanismenya dijelaskan di bawah ini terhadap masing-masing komponen yang berperan dalam proses siklus regulasi tegangan.

(1) Regulator Tegangan: Konversi Tegangan AC ke Arus DC – Regulator tegangan mengambil sebagian kecil dari output generator dari tegangan AC dan mengubahnya menjadi arus DC. Regulator tegangan kemudian mengumpankan arus DC ini ke satu set belitan sekunder di stator, yang dikenal sebagai belitan exciter.

(2) Gulungan Exciter: Konversi Arus DC menjadi Arus AC – Gulungan exciter sekarang berfungsi serupa dengan belitan stator primer dan menghasilkan arus AC kecil. Gulungan exciter terhubung ke unit yang dikenal sebagai penyearah berputar.

(3) Rotating Rectifiers: Konversi Arus AC ke Arus DC – Ini memperbaiki arus AC yang dihasilkan oleh belitan exciter dan mengubahnya menjadi arus DC. Arus DC ini diumpankan ke rotor/angker untuk menciptakan medan elektromagnetik selain medan magnet putar rotor/angker.

(4) Rotor / Armature: Konversi Arus DC ke Tegangan AC – Rotor / armature sekarang menginduksi tegangan AC yang lebih besar melintasi belitan stator, yang sekarang dihasilkan generator sebagai tegangan AC keluaran yang lebih besar.

Siklus ini berlanjut hingga generator mulai menghasilkan tegangan keluaran yang setara dengan kapasitas operasi penuhnya. Ketika output generator meningkat, regulator tegangan menghasilkan lebih sedikit arus DC. Setelah generator mencapai kapasitas operasi penuh, pengatur tegangan mencapai keadaan setimbang dan menghasilkan arus DC yang cukup untuk mempertahankan keluaran generator pada tingkat operasi penuh.

Saat Anda menambahkan beban ke generator, tegangan keluarannya sedikit turun. Ini mendorong pengatur tegangan untuk bekerja dan siklus di atas dimulai. Siklus berlanjut hingga keluaran generator mencapai kapasitas operasi penuh aslinya.

Sistem Pendingin & Pembuangan
(a) Sistem Pendingin
Penggunaan genset secara terus menerus menyebabkan berbagai komponennya menjadi panas. Sangat penting untuk memiliki sistem pendingin dan ventilasi untuk menarik panas yang dihasilkan dalam proses.

Air mentah/tawar terkadang digunakan sebagai pendingin untuk generator, tetapi ini sebagian besar terbatas pada situasi tertentu seperti generator kecil di aplikasi kota atau unit yang sangat besar di atas 2250 kW ke atas. Hidrogen kadang-kadang digunakan sebagai pendingin belitan stator unit generator besar karena lebih efisien dalam menyerap panas daripada pendingin lainnya. Hidrogen menghilangkan panas dari generator dan mentransfernya melalui penukar panas ke sirkuit pendingin sekunder yang berisi air demineralisasi sebagai pendingin. Inilah sebabnya mengapa generator yang sangat besar dan pembangkit listrik yang kecil seringkali memiliki menara pendingin yang besar di sebelahnya. Untuk semua aplikasi umum lainnya, baik perumahan maupun industri, radiator dan kipas standar dipasang pada generator dan berfungsi sebagai sistem pendingin utama.

Penting untuk memeriksa level cairan pendingin generator setiap hari. Sistem pendingin dan pompa air baku harus dibilas setelah setiap 600 jam dan penukar panas harus dibersihkan setelah setiap 2.400 jam pengoperasian generator. Generator harus ditempatkan di area terbuka dan berventilasi yang memiliki suplai udara segar yang memadai. Kode Listrik Nasional (NEC) mengamanatkan bahwa ruang minimal 3 kaki harus diizinkan di semua sisi generator untuk memastikan aliran udara pendingin yang bebas.

(b) Sistem Pembuangan
Asap knalpot yang dipancarkan oleh generator sama seperti knalpot dari mesin diesel atau bensin lainnya dan mengandung bahan kimia yang sangat beracun yang perlu dikelola dengan baik. Oleh karena itu, sangat penting untuk memasang sistem pembuangan yang memadai untuk membuang gas buang. Poin ini tidak dapat ditekankan cukup karena keracunan karbon monoksida tetap menjadi salah satu penyebab kematian paling umum di daerah yang terkena dampak badai karena orang cenderung tidak memikirkannya sampai semuanya sudah terlambat.

Pipa knalpot biasanya terbuat dari besi tuang, besi tempa, atau baja. Ini harus berdiri bebas dan tidak boleh didukung oleh mesin generator. Pipa knalpot biasanya dipasang ke mesin menggunakan konektor fleksibel untuk meminimalkan getaran dan mencegah kerusakan pada sistem pembuangan generator. Pipa knalpot berakhir di luar ruangan dan mengarah jauh dari pintu, jendela, dan bukaan lain ke rumah atau bangunan. Anda harus memastikan bahwa sistem pembuangan generator Anda tidak terhubung ke peralatan lainnya. Anda juga harus berkonsultasi dengan peraturan kota setempat untuk menentukan apakah pengoperasian generator Anda perlu mendapatkan persetujuan dari otoritas setempat untuk memastikan Anda mematuhi undang-undang setempat, perlindungan terhadap denda dan hukuman lainnya.

Sistem Pelumas
Karena generator terdiri dari bagian-bagian yang bergerak di mesinnya, maka diperlukan pelumasan untuk memastikan daya tahan dan pengoperasian yang mulus untuk jangka waktu yang lama. Mesin generator dilumasi oleh oli yang disimpan dalam pompa. Anda harus memeriksa level oli pelumas setiap 8 jam pengoperasian generator. Anda juga harus memeriksa kebocoran pelumas dan mengganti oli pelumas setiap 500 jam pengoperasian generator.

Pengisi baterai
Fungsi steart generator dioperasikan dengan baterai. Pengisi daya baterai membuat baterai generator tetap terisi dengan memasoknya dengan voltase ‘mengambang’ yang tepat. Jika voltase float sangat rendah, baterai akan tetap kekurangan daya. Jika tegangan float sangat tinggi, itu akan mempersingkat masa pakai baterai. Pengisi baterai biasanya terbuat dari stainless steel untuk mencegah korosi. Mereka juga sepenuhnya otomatis dan tidak memerlukan penyesuaian apa pun untuk dilakukan atau pengaturan apa pun untuk diubah. Tegangan keluaran DC pengisi daya baterai diatur pada 2,33 Volt per sel, yang merupakan tegangan apung yang tepat untuk baterai asam timbal. Pengisi daya baterai memiliki keluaran tegangan DC terisolasi yang mengganggu fungsi normal generator.

Control-Panel-(3).jpgControl Panel
Ini adalah antarmuka pengguna generator dan berisi ketentuan untuk outlet listrik dan kontrol. Artikel berikut memberikan rincian lebih lanjut mengenai panel kontrol generator. Pabrikan yang berbeda memiliki beragam fitur untuk ditawarkan di panel kontrol unit mereka. Beberapa di antaranya disebutkan di bawah ini.

(a) Penyalaan dan pematian elektrik – Panel kontrol penyalaan otomatis secara otomatis menyalakan generator Anda selama pemadaman listrik, memantau generator saat beroperasi, dan mematikan unit secara otomatis saat tidak diperlukan lagi.

(b) Pengukur mesin – Pengukur yang berbeda menunjukkan parameter penting seperti tekanan oli, suhu cairan pendingin, voltase baterai, kecepatan putaran mesin, dan durasi pengoperasian. Pengukuran dan pemantauan yang konstan terhadap parameter ini memungkinkan pematian bawaan generator ketika salah satu dari parameter ini melewati tingkat ambangnya masing-masing.

(c) Pengukur generator – Panel kontrol juga memiliki pengukur untuk pengukuran arus dan tegangan keluaran, dan frekuensi pengoperasian.

(d) Kontrol lainnya – Sakelar pemilih fase, sakelar frekuensi, dan sakelar kontrol mesin (mode manual, mode otomatis) antara lain.

Rakitan/Bingkai Utama
Semua generator, portabel atau stasioner, memiliki rumah khusus yang memberikan dukungan dasar struktural. Bingkai juga memungkinkan untuk dihasilkan dibumikan untuk keselamatan.