طريقة استخدام الحاسبة
- تُدخل قدرة المولدة بوحدة kWe والحمل نسبةً مئوية منها.
- يُدخل الاستهلاك النوعي عند الحمل الكامل بوحدة L/kWh أو g/kWh. وإذا توفر جدول الوقود من الصانع فهو المعتمد، وإلا فالقيمة الافتراضية 0.24 L/kWh قيمة متوسطة لمحركات الديزل الحديثة.
- تُراجع مضاعفات الحمل الجزئي، وتُستبدل بنسب من ورقة البيانات إن توفرت (الاستهلاك النوعي عند كل حمل ÷ الاستهلاك النوعي عند الحمل الكامل).
- تُضاف ساعات التشغيل اليومية وحجم الخزان القابل للاستخدام وسعر الوقود لمعرفة الاستهلاك اليومي ومدة التشغيل والكلفة.
طريقة الحساب: المعادلة
الاستهلاك النوعي للوقود هو كمية الوقود المستهلكة لكل وحدة من الطاقة الكهربائية المنتجة. ويكون في أدنى قيمه قرب الحمل المقنّن ويرتفع عند الحمل الجزئي، لأن خسائر الاحتكاك والضخ ومولّد التيار المتناوب تبقى ثابتة تقريبًا بينما ينخفض الخرج. وضرب الاستهلاك النوعي في kW يعطي اللترات في الساعة مباشرة.
الرموز والوحدات
| الرمز | المعنى | الوحدة |
|---|---|---|
| P_rated | القدرة الكهربائية الأساسية أو المستمرة للمولدة | kWe |
| SFC | الاستهلاك النوعي للوقود عند الحمل المعطى | L/kWh أو g/kWh |
| k(load) | مضاعف الحمل الجزئي: الاستهلاك النوعي عند الحمل ÷ الاستهلاك النوعي عند 100 % | — |
| ρ | كثافة الديزل (الافتراضية 0.835) | kg/L |
| F | معدل استهلاك الوقود الحجمي | L/h |
مثال محلول
مولدة 100 kWe عند حمل 75 %، واستهلاك نوعي عند الحمل الكامل 0.24 L/kWh، والمنحنى الافتراضي (k = 1.03 عند 75 %)، و8 ساعات يوميًا، وخزان قابل للاستخدام 500 L، وسعر الوقود 1.20 للتر:
وباستخدام قيمة من ورقة البيانات قدرها 200 g/kWh عند الحمل الكامل مع ρ = 0.835 kg/L: يكون الاستهلاك النوعي 200 / 835 = 0.2395 L/kWh، فتحرق المولدة عند 100 kW نحو 23.95 L/h.
الافتراضات
- حمل ثابت طوال المدة.
- منحنى الحمل الجزئي الافتراضي (25 %: 1.40، و50 %: 1.12، و75 %: 1.03، و100 %: 1.00) شكل عام متحفظ عن قصد، وليس بيانات صانع بعينه.
- تحت حمل 25 % يُستقرأ المضاعف على امتداد ميل المنحنى بين 25 و50 %، ويظهر تنبيه بذلك.
حدود الاستخدام
- جدول استهلاك الوقود من الصانع لمحركك وقدرته وتردده بالتحديد أفضل دائمًا من أي تقدير عام.
- الأحمال الحقيقية متغيرة؛ فإذا تغيّر الحمل خلال اليوم يُحسب كل فترة على حدة ثم تُجمع النتائج.
- تتغير كثافة الوقود بحسب النوع ودرجة الحرارة، فتنحرف الأرقام الحجمية ببضعة في المئة.
- تؤثر حالة المحرك والارتفاع ودرجة الحرارة المحيطة وجودة الوقود كلها في الاستهلاك.
المراجع
معايير ومراجع تتناول هذا الموضوع؛ اعتمد الإصدار المعمول به في بلدك.
- ISO 3046-1، محركات الاحتراق الداخلي الترددية — الأداء — الجزء 1: التصريح بالقدرة واستهلاك الوقود وزيت التزييت، وطرق الاختبار.
- ISO 8528-1 — قدرات مجموعات التوليد (الأساسية والمستمرة والاحتياطية) المستخدمة في تعريف «kW المقنّنة».
- EN 590 وASTM D975 — مواصفات وقود الديزل للسيارات والمقطَّرات (حدود كثافة ديزل EN 590 هي 0.820–0.845 kg/L عند 15 °C).
أسئلة شائعة
ما الاستهلاك النوعي الذي أستخدمه إن لم تتوفر ورقة بيانات؟
تقع مولدات الديزل الحديثة ذات الشاحن التوربيني عادةً بين 0.21 و0.25 L/kWh (نحو 175–210 g/kWh) عند حمل 75–100 %، والمولدات الصغيرة في الطرف الأعلى. والقيمة الافتراضية 0.24 L/kWh قيمة متوسطة حذرة، وأي قيمة عامة تبقى تقريبية.
لماذا يزداد الوقود لكل kWh عند الحمل المنخفض؟
جزء من الوقود يذهب للتغلب على خسائر الاحتكاك والضخ في المحرك نفسه، وهي لا تكاد تتغير مع الحمل. وعند الحمل الخفيف تصبح هذه الخسائر الثابتة حصة أكبر من الخرج، فتكلّف كل kWh وقودًا أكثر.
هل يضر تشغيل مولدة الديزل عند حمل منخفض جدًا؟
الفترات الطويلة تحت نحو 30 % من الحمل قد تسبب ظاهرة wet stacking، أي تراكم الوقود غير المحترق والسخام في العادم. ويحدد الصانعون عادةً حدًا أدنى موصى به للحمل أو يشترطون تشغيلًا دوريًا على حمل اختباري (load bank).
كيف أحوّل g/kWh إلى L/kWh؟
بالقسمة على الكثافة بوحدة g/L. فعند 0.835 kg/L (أي 835 g/L) يكون 200 g/kWh ÷ 835 = 0.2395 L/kWh. وتجري الحاسبة هذا التحويل وتعرضه في خطوات الحل.