7.2.2020

Rafstöðvar, varaafl og neyðarrafstöðvar

Hvað ber að hafa í huga

Eftir snjóflóðin fyrir vestan, rafmagnsleysi á landinu og mikið af auglýsingum um vararafstöðvar og neyðarafl, ákvað ég að taka saman hugleiðingar mínar um þessi mál.
Þessar hugleiðingar eru alls ekki tæmandi en gefa vonandi góða hugmynd um hvað ber að hafa í huga áður en til kaupa á diesel vara- og neyðarafstöðvum kemur.

Hversu aflmikil þarf stöðin að vera? Hægt er að fá neyðar- og varaaflstöðvar af ýmsum stærðum og gerðum.

En hver er þörfin? Þörfin milli notanda er ansi misjöfn. Við hvað getum við miðað? Einfaldasta aðgerðin er að skoða aðal öryggið(in) í rafmagnsskápnum og skoða stærðina á þeim. Þá er hægt að reikna út aflþörfina fyrir viðkomandi notanda(hús).

Oft gefa framleiðendur upp svokallað sýndarafl.

Þetta er reiknað þannig:

Sýndarafl í VA eða kVA:

               Einfasa kerfi S = U * I

              Þriggjafasa kerfi S = U * I * Ö3

Hér að ofan stendur: S fyrir aflið í VA

                                      U fyrir spennuna í Voltum

                                       I fyrir strauminn í Amperum

Raunafl P í W eða kW:

 Einfasa kerfi P = U * I * cosj

             Þriggjafasa kerfi P = U * I * Ö3 * cosj

Hér að ofan stendur: P fyrir aflið í Wöttum

                                      U fyrir spennuna í Voltum

                                       I fyrir strauminn í Amperum

                                       cosj fyrir fasvik (getum áætlað það um 0,8)

Dæmi um stærð varaaflstöðvar einfasa (Íbúðarhús) gerum ráð fyrir að spennan sé 240V:

Lesið á aðalöryggi 60A

Þá þurfum við stöð sem er í sýndarafli:

            S = 240V * 60A = 14.400 VA eða 14,4 kVA

Og í raunafli:

            P = 240V * 60A  * 0,8 =11,52W eða um 12 kW

Þetta er algert lágmark þegar varaaflstöðin er á fullu álagi.

Við þurfum að bæta við þetta u.þ.b. 30 % til að vera örugg með stöðina og að hún geti ráðið við sveiflur í kerfinu. Þ.e. 14,4 kVA * 1,3= 18,72 kVA og 12 kW * 1,3 = 15,6 kW

Við myndum því velja einfasa varaaflsstöð sem er nálægt 19 kVA og 16 kW, til að vera nokkuð örugg.  

Ef við þurfum þriggjafasa rafmagn t.d. í fjós, hesthús eða hvað sem er þá eru samskonar útreikningar. Dæmi um stærð varaaflstöðvar þriggjafasa, gerum ráð fyrir að spennan sé 400V sem er mjög algengt:

Lesið á aðalöryggi 60A

Þá þurfum við stöð sem er í sýndarafli:

            S = 400V * 60A * Ö3 = 41.569 VA eða um 42 kVA

Og í raunafli:

            P = 400V * 60A * Ö3 * 0,8 =  33.255 W eða um 33 kW

Þetta er einnig algert lágmark þegar varaaflstöðin er á fullu álagi.

Við þurfum að bæta við þetta u.þ.b. 30 % til að vera örugg með stöðina og að hún geti ráðið við sveiflur í kerfinu. Þ.e. 42 kVA * 1,3 =54,6 kVA og 33 kW * 1,3 =42,9 kW

Við myndum því velja þriggjafasa varaaflstöð sem er nálægt 55kVA og 43kW, til að vera nokkuð örugg.

Tenging við hús, fjós og annað.

Tengingar við hús- fjós og aðra notendur þarf að hafa í huga að ekki má tengja beint. Heldur verður að fara í gegnum rofa sem rýfur hina venjulegu tengingu áður en varaaflið er tengt og öfugt. Þá er einnig spurning hvort menn vilji að varaaflstöðin fari sjálfvirkt inn eða handvirkt. Einnig þarf að vera búið að skoða fasaröðina ef um er að ræða þriggjafasa rafmagn þ.a. allir mótórar snúist í rétta átt, þetta sjá rafvirkjar um að tengja rétt.

Skynsemi

Það sem einum finnst skynsamt að gera finnst öðrum óskynsamlegt. Þessir útreikningar hér að ofan miðast við að allt geti verið á fullu álagi. Þegar um neyðarafl er að ræða er kannski ekki þörf á því. Menn geta tekið ákvarðanir út frá því hvað þeim finnst að sé nauðsynlegt og skynsamlegt, auk þess hversu lengi getum við búist við rafmagnsleysi o.fl.

Vilji menn t.d. hafa algjört lágmark og kaupa ódýrar rafstöðvar. Þá þurfa menn samt að hafa í huga að rafstöðin haldi spennu. Þ.e. hún þarf að vera með AVR (sjálfvirk spennustýring). Einnig þarf vélin að halda réttri tíðni (snúningshraða) við aukið álag þ.e. 50 Hz. 

Staðsetning

Viljum við hafa fasta staðsetningu eða viljum við hafa stöðina á t.d. kerru? Ýmislegt þarf að hafa í huga varðandi staðsetningu varaflstöðva, t.d. hvort við viljum byggja yfir hana eða hafa á föstum stað? Þá getur verið skynsamt að velta fyrir sé af hvaða toga rafmagnsleysið er? Hversu lengi getur það staðið o.fl. Það er t.d. ekki skynsamt að hafa varaaflsstöð þar sem snjóflóð getur fallið á hana, heldur þarf hún að vera í skjóli. Einnig þurfum við að gera ráð fyrir að stöðin fái olíu, loft og komi frá sér pústi.  Eitt það hvimleiðasta við varaaflstöðvar er hávaði. Margir framleiðendur eru með stöðvar í hljóðeinangruðu húsi en einnig er hægt að byggja utanum stöðvarnar.

Þá er hægt er að fá hljóðeinangraðar varaaflstöðvar á kerru. Í sumum tilfellum getur það verið skynsamt þ.a. hægt er að færa stöðvarnar til og jafnvel að nota þær í öðrum tilgangi.

Eldsneyti

Hér að ofan hef ég fyrst og fremst verið að miða við varaaflstöðvar knúnar dieselolíu. Einnig er hægt að fá varaaflstöðvar knúnar bensíni og gasi. Hér á landi hefur ekki verið mikið rætt um varaaflstöðvar sem eru gasknúnar. Er það miður, en samkvæmt upplýsingum úr blöðum eru miklar umframbirgðir til og notkun lítil í bílaflotanum. Þarna getum við fengið innlendan orkugjafa fyrir varaaflstöðvar. Einnig ættu t.d. stærri kúabú að geta framleitt gas fyrir sig bæði fyrir varaaflstöðvar og annað. En eins og venjulega þá er þetta spurning um kostnað.

Varðandi dieselolíuna þá þarf að hafa í huga hvort um er að ræða vetrar- eða sumarolíu.

Sumarolían hefur verið rík af parafíni sem þykkist og getur valdið því að eldsneytissíur stíflist í kulda. Því er betra að fá áfyllingu á varaeldsneytisolíutankinn á veturna.

Hversu lengi getum við keyrt á varaafli?

Tíminn sem við getum keyrt á varaafli fer eftir eldsneytiseyðslu vélarinnar og stærð eldsneytistanksins. Vélaframleiðendur gefa upp eldsneytiseyðslu síns búnaðar á 75% og 100% álagi. Hér þurfa menn að meta hversu lengi þeir geti verið án rafmagns frá rafveitum.

Stærð eldsneytistanks og verð á olíunni?

Ef við gefum okkur að við verðum án rafmagns í eina viku þá er hér dæmi um útreikning.

Erum með vél sem er 30kW og eyðir 10.5 lítrum á klukkustund við 100% álag.

Þá erum við með 168 klukkustundir í vikunni * 10,5 lítrar á klukkustund = 17.640 lítrar.

Sem sagt, við þurfum að hafa tank sem tekur 17.640lítra.

Ef líterinn kostar 230 kr. Þá er kostnaðurinn 230*17.640 lítrar= 4.057.200. Með þennan kostnað í huga er ljóst að það er vel þess virði að skoða aðra möguleika, til að mynda gas. Nú er lituð dieselolía á um 140 kr líterinn. Þá myndu vikubyrgðir kosta 140 * 17.640 = 2.469.600 kr.