Como calcular o tamanho do gerador que você precisa

Para calcular o tamanho do gerador necessário, some a potência de funcionamento de todos os equipamentos operando simultaneamente, leve em consideração as cargas de partida do motor e inclua uma margem de capacidade apropriada. Para aplicações comerciais e industriais, converta a potência necessária de quilowatts (kW) para quilovolt-ampères (kVA) usando o fator de potência relevante.

Contudo, o dimensionamento do gerador envolve mais do que a produção elétrica. Se você estiver planejando a instalação de um gerador, é igualmente importante compreender o tamanho do grupo gerador em pés , incluindo comprimento, largura, altura e espaço de instalação necessário.

Este guia explica como calcular a capacidade do gerador, comparar classificações de potência típicas, estimar as dimensões físicas e planejar o espaço de instalação para sistemas de energia residenciais, comerciais e industriais.

Qual tamanho de gerador você precisa?

O tamanho correto do gerador depende do equipamento elétrico que você precisa para operar, da demanda máxima de energia simultânea e das condições operacionais pretendidas do gerador.

O tamanho do gerador é geralmente descrito de duas maneiras:

Por exemplo, um gerador de 100 kVA com fator de potência de 0,8 normalmente corresponde a 80 kW de potência real nominal. Suas dimensões físicas reais, entretanto, dependem do modelo do motor, alternador, carcaça, radiador e disposição do tanque de combustível.

Fórmula básica de dimensionamento do gerador:

kW necessário do gerador = carga de operação simultânea × (1 + margem de reserva)

Gerador Necessário kVA = Gerador Necessário kW ÷ Fator de Potência Nominal

Essas equações fornecem uma estimativa inicial. O desempenho da partida do motor, as características da carga e as condições do local também devem ser avaliados antes de confirmar a classificação final.

Se você é novo na terminologia de geradores, nosso artigo sobre o que significa um grupo gerador explica como motores, alternadores e sistemas de suporte trabalham juntos para produzir eletricidade.

Como calcular o tamanho do gerador em kW e kVA

Calcular o tamanho do gerador requer mais do que adicionar a potência de cada aparelho ou máquina. Você precisa identificar quais cargas operam simultaneamente, quanta energia elas consomem e se suas demandas de partida excedem os requisitos operacionais normais.

Etapa 1: calcular o total de watts em execução

Watts correntes representam a energia elétrica necessária para manter o equipamento operando em condições normais.

Comece listando os equipamentos que devem receber energia do gerador, incluindo iluminação, motores, bombas, sistemas de ar condicionado, computadores e máquinas industriais.

Para uma carga CA monofásica básica:

Watts = Tensão (V) × Corrente (A) × Fator de Potência

Para equipamentos trifásicos balanceados:

kW = √3 × Tensão (V) × Corrente (A) × Fator de potência ÷ 1.000

Se a placa de identificação do equipamento já especifica a potência de entrada em kW ou watts, use esse valor em vez de estimá-lo apenas a partir da corrente.

Exemplo: carga operacional de instalação comercial

Neste exemplo, a instalação necessita de 65 kW quando todos os equipamentos listados operam simultaneamente.

Para instalações com horários operacionais variados, calcule a demanda simultânea máxima realista em vez de assumir que cada dispositivo instalado funciona continuamente com capacidade total.

Passo 2: Conta para Watts Iniciais

Alguns equipamentos requerem consideravelmente mais corrente na partida do que durante a operação normal.

Motores elétricos, compressores de ar, sistemas de refrigeração e grandes bombas de água são exemplos comuns.

A demanda de partida depende do tipo de motor, método de partida, torque de carga e sistema elétrico.

Por exemplo:

• Carga total simultânea: 65 kW

• Demanda adicional de potência ativa durante a maior partida do motor: 20 kW

• Demanda estimada de potência ativa durante esse evento inicial: 85 kW

Este exemplo simplificado ilustra como um evento inicial individual pode aumentar temporariamente a demanda.

Contudo, apenas o kW inicial não é suficiente para o dimensionamento final do gerador. Os engenheiros também devem avaliar o kVA de partida do motor, a corrente de partida, a queda de tensão do gerador e a resposta transitória.

Conforme explicado no guia de configurações de partida de motor da Schneider Electric , diferentes métodos de partida podem influenciar o comportamento de partida do motor e os requisitos do sistema elétrico.

Quando for prático, a partida escalonada do motor ou o uso de equipamento de partida adequado com corrente reduzida pode ajudar a gerenciar os picos de demanda de partida.

Etapa 3: Converter kW em kVA

Os geradores industriais são comumente classificados em kVA porque o alternador deve fornecer potência real e reativa.

A relação é:

kVA = kW ÷ Fator de potência

Por exemplo, uma carga que requer 80 kW com um fator de potência de 0,8 corresponde a:

80 ÷ 0,8 = 100 kVA

A tabela a seguir mostra conversões comuns com um fator de potência de 0,8.

Estas são conversões matemáticas com fator de potência de 0,8, e não uma lista de modelos de geradores recomendados.

O fator de potência afeta a relação entre potência real e aparente. da Schneider Electric O guia de monitoramento de geradores e fator de potência fornece informações técnicas adicionais sobre as condições de operação do gerador e os efeitos de cargas elétricas especiais.

Para obter detalhes adicionais, consulte nosso guia sobre por que os grupos geradores são classificados em kVA em vez de kW.

Etapa 4: inclua uma margem de capacidade adequada

Um gerador não deve ser dimensionado apenas pela correspondência de sua classificação nominal com a carga calculada em estado estacionário.

Uma margem de planejamento pode ajudar a acomodar variações razoáveis ​​de carga, expansão futura e incerteza operacional.

Por exemplo, suponha:

• Carga total de funcionamento: 65 kW

• Margem de reserva preliminar: 25%

• Fator de potência nominal do gerador: 0,8

Cálculo:

kW necessário = 65 × 1,25 = 81,25 kW

KVA necessário = 81,25 ÷ 0,8 = 101,56 kVA

O requisito preliminar de estado estacionário é de aproximadamente 102 kVA.

A próxima etapa é verificar as classificações disponíveis do gerador e confirmar se o equipamento selecionado pode lidar com a maior carga de partida sem desvios inaceitáveis ​​de tensão ou frequência.

Uma margem de 25% é um pressuposto de planeamento ilustrativo e não uma regra de engenharia universal. Os requisitos reais dependem do perfil de carga, da capacidade do gerador, das condições ambientais e das especificações do projeto.

Exemplos de dimensionamento de geradores para diferentes aplicações

Diferentes aplicações possuem diferentes características de carga elétrica. Um gerador adequado para um escritório comercial pode não ser adequado para uma instalação de produção com cargas pesadas de motor, mesmo quando a potência de funcionamento calculada for semelhante.

Exemplo de dimensionamento de gerador comercial

Considere um edifício comercial com uma carga de reserva simultânea máxima medida de 90 kW.

Assumindo uma margem de reserva ilustrativa de 20%:

90 kW × 1,20 = 108 kW

Com um fator de potência nominal do gerador de 0,8:

108 ÷ 0,8 = 135kVA

Isto produz um requisito preliminar do gerador de 135 kVA.

O gerador final deve ser verificado em relação às classificações e dados de desempenho disponíveis do fabricante, especialmente se o edifício incluir elevadores, grandes motores HVAC ou outros equipamentos com alta demanda de partida.

Para projetos de energia comerciais e industriais, explore as unidades geradoras a diesel de baixa tensão da DIYPOWER para revisar as configurações de geração de energia para diferentes aplicações.

Você pode calcular o tamanho do gerador a partir da metragem quadrada da construção?

A área útil do edifício pode fornecer um contexto útil para o planejamento inicial, mas não é um substituto confiável para o cálculo da carga elétrica.

Dois edifícios com a mesma área podem exigir capacidades de geradores muito diferentes.

Por exemplo, um armazém de 20.000 pés quadrados que usa principalmente iluminação LED pode ter uma carga elétrica muito menor do que uma instalação de fabricação de 20.000 pés quadrados operando compressores, transportadores e equipamentos de produção.

Para dimensionamento de geradores comerciais, priorize:

• Pico histórico de demanda elétrica

• Cargas essenciais durante uma interrupção

• Requisitos de partida do motor

• Configuração necessária de tensão e fase

• Cronograma operacional esperado

A metragem quadrada da construção deve ser tratada como informação de apoio e não como método principal para determinar a capacidade do gerador.

Tamanho do grupo gerador em pés: Tabela de dimensões do gerador

O tamanho do grupo gerador em pés refere-se ao comprimento físico, largura e altura de um grupo gerador. É diferente do dimensionamento do gerador elétrico, que é medido em watts, kW ou kVA.

Os geradores diesel industriais variam consideravelmente em tamanho dependendo do motor, alternador, gabinete, sistema de combustível, componentes de refrigeração e potência nominal.

As dimensões físicas de um gerador são geralmente expressas como:

Comprimento × Largura × Altura (C × L × A)

A compreensão dessas medições ajuda engenheiros e compradores a avaliar o layout da sala de equipamentos, os requisitos de transporte, as dimensões da fundação e o acesso para manutenção.

Dimensões típicas do grupo gerador por classificação de potência

A tabela abaixo fornece uma referência dimensional com base nas configurações selecionadas de geradores industriais. Não deve ser tratado como um gráfico de tamanho padronizado para cada gerador dentro de uma determinada potência.

Importante: Estas são dimensões aproximadas de configurações de referência selecionadas, não tamanhos padronizados ou especificações verificadas do produto DIYPOWER. As dimensões reais devem ser obtidas na ficha técnica do modelo relevante. A tabela inclui diferentes configurações e tem como objetivo ilustrar a variação do tamanho físico.

Um gerador de maior capacidade não é necessariamente mais largo ou mais alto que qualquer modelo de menor capacidade. A embalagem do equipamento e o design do gabinete podem afetar significativamente as dimensões gerais.

Qual o tamanho de um gerador de 150 kVA em pés?

Um gerador diesel industrial de 150 kVA pode medir aproximadamente 8,2 pés de comprimento, 4,3 pés de largura e 5,3 pés de altura em uma configuração de referência de tipo aberto.

Com um fator de potência nominal de 0,8:

150 kVA × 0,8 = 120 kW

Isto significa que um gerador de 150 kVA corresponde a 120 kW de potência real nominal nesse fator de potência.

Porém, dois geradores de 150 kVA podem ter dimensões físicas diferentes.

Um grupo gerador aberto geralmente possui requisitos de espaço e gabinete diferentes de um conjunto gerador com atenuação sonora.

Outros fatores que afetam as dimensões incluem:

• Disposição do motor e do alternador

• Projeto de gabinete acústico

• Capacidade integrada do tanque de combustível

• Configuração do radiador e do sistema de refrigeração

• Equipamento de exaustão e controle de emissões

Sempre confirme o comprimento, largura, altura, peso e disposição de elevação exatos antes de planejar o transporte ou a instalação.

Como converter as dimensões do gerador de metros para pés

As planilhas de dados de geradores industriais freqüentemente especificam dimensões em milímetros ou metros.

Para converter medidas:

Pés = Milímetros ÷ 304,8

Pés = Metros × 3,28084

Por exemplo, considere um gerador com as seguintes dimensões físicas:

• Comprimento: 3.000 mm

• Largura: 1.200 mm

• Altura: 1.600 mm

Após a conversão:

Portanto, o gerador mede aproximadamente:

9,84 pés x 3,94 pés x 5,25 pés

Estas medições descrevem o envelope físico do equipamento, não a área completa de instalação.

Dimensões do gerador tipo aberto vs. gerador silencioso

O projeto do gabinete do gerador pode ter um impacto significativo no tamanho geral e na preparação do local.

Ao comparar as dimensões do gerador em pés, confirme se as medidas publicadas incluem o gabinete, o tanque de combustível básico e outros acessórios.

Quanto espaço um gerador precisa?

A área física de um gerador é apenas uma parte dos requisitos de instalação.

As instalações de geradores comerciais e industriais também devem fornecer espaço adequado para ventilação, manutenção, sistemas de exaustão, conexões elétricas e arranjos de abastecimento de combustível.

Calcule a pegada do gerador em pés quadrados

A fórmula básica da pegada é:

Pegada do gerador (pés quadrados) = Comprimento (pés) × Largura (pés)

Por exemplo, um gerador medindo:

• Comprimento: 10 pés

• Largura: 4 pés

• Altura: 5 pés

tem uma pegada de equipamento de:

10 × 4 = 40 pés quadrados

No entanto, uma área de instalação de 40 pés quadrados geralmente não forneceria acesso suficiente para manutenção ou sistemas de suporte.

Exemplo: Cálculo do Espaço de Instalação do Gerador

Suponha que o layout preliminar do equipamento inclua 3 pés adicionais de cada lado para fins de planejamento ilustrativo.

As dimensões espaciais resultantes seriam:

Comprimento necessário = 10 + 3 + 3 = 16 pés

Largura necessária = 4 + 3 + 3 = 10 pés

Área estimada de planejamento retangular:

16 × 10 = 160 pés quadrados

Este exemplo demonstra a diferença entre a área ocupada pelo gerador e o espaço de planejamento geral.

A margem de 3 pés não é uma autorização universal de segurança ou manutenção. Os requisitos reais de acesso dependem do desenho de instalação do fabricante, do caminho do ar de resfriamento, do arranjo de exaustão, dos códigos aplicáveis ​​e dos procedimentos de serviço.

Sala do Gerador e Requisitos de Instalação

Para considerações gerais de segurança, a OSHA publica orientações sobre o uso seguro de geradores portáteis . Esta orientação destina-se principalmente ao uso de geradores portáteis; geradores industriais a diesel instalados permanentemente exigem requisitos de instalação específicos do modelo e códigos locais elétricos, mecânicos e de segurança contra incêndio aplicáveis.

Uma instalação completa de gerador industrial também pode incluir uma chave de transferência automática (ATS). Saiba mais sobre o que é um ATS para um gerador a diesel e como ele oferece suporte à operação automática de energia de reserva.

Erros comuns de dimensionamento de gerador a serem evitados

Os problemas de dimensionamento do gerador geralmente resultam da negligência das características da demanda elétrica ou dos requisitos físicos da instalação.

Confundir kW com kWh

Os quilowatts medem a potência, enquanto os quilowatts-hora medem o consumo de energia ao longo do tempo.

Por exemplo, dividir o consumo mensal de electricidade pelo total de horas dá a potência média e não a procura eléctrica máxima.

As medições de carga de pico são mais úteis na determinação da capacidade do gerador.

Ignorando as cargas de partida do motor

Um gerador pode suportar a carga normal de funcionamento, mas sofrer uma queda excessiva de tensão quando um motor grande dá partida.

A corrente de partida, a sequência de carga e o desempenho transitório do gerador devem ser considerados.

Escolhendo o tamanho do gerador apenas pela área de construção

A área útil não representa diretamente a demanda elétrica.

Um escritório comercial, uma fábrica e um armazém podem ter áreas semelhantes, mas requisitos de energia significativamente diferentes.

Ignorando as classificações de serviço do gerador

As classificações de espera, principal e contínua descrevem diferentes condições operacionais.

A classificação correta deve corresponder à função pretendida, às horas de funcionamento esperadas e às condições de carga permitidas.

Para obter mais informações sobre configuração do equipamento e requisitos operacionais, consulte nosso guia sobre como escolher o grupo gerador certo.

Negligenciando dimensões físicas e folga

A capacidade elétrica por si só não garante que um gerador caiba no local disponível.

Antes de comprar, confirme as dimensões do grupo gerador em pés, peso do equipamento, layout da fundação, requisitos de ventilação e acesso para manutenção.

Perguntas frequentes sobre dimensionamento de geradores

Qual é a primeira etapa para determinar o tamanho correto de um gerador?

O primeiro passo é identificar todos os equipamentos elétricos que devem funcionar simultaneamente. Registre o consumo normal de energia de cada carga, requisitos de partida, tensão, fase e programação operacional. Use essas informações para estabelecer a demanda máxima esperada.

Como calculo o tamanho do gerador que preciso?

Adicione as cargas simultâneas em operação, considere o maior evento de partida do motor, inclua uma margem de planejamento apropriada e converta os kW necessários em kVA quando necessário. A classificação final deve ser validada em relação ao desempenho do gerador e aos requisitos operacionais.

Qual é o tamanho típico do grupo gerador nos pés?

As dimensões do grupo gerador variam de acordo com a potência nominal, modelo do motor e gabinete. Uma configuração de referência de 150 kVA mede aproximadamente 8,2 pés de comprimento, 4,3 pés de largura e 5,3 pés de altura, enquanto algumas grandes configurações industriais excedem 17 pés de comprimento. Consulte sempre o desenho dimensional do modelo selecionado.

Qual o tamanho de um gerador de 200 kVA?

Um gerador fechado de referência de 200 kVA mede aproximadamente 10,9 pés de comprimento, 3,7 pés de largura e 5,5 pés de altura. As dimensões reais podem diferir significativamente entre modelos e tipos de gabinete.

Qual é a diferença entre o tamanho do gerador em kVA e os pés?

O tamanho do gerador em kVA descreve a capacidade aparente de energia elétrica. O tamanho do gerador em pés descreve o comprimento físico, largura e altura. Ambos são importantes no planejamento de instalações de geradores industriais.

Como calculo o tamanho do gerador para um edifício comercial?

Calcule a demanda simultânea máxima de equipamentos essenciais, incluindo iluminação, HVAC, elevadores, bombas e sistemas de TI. Considere os requisitos de partida do motor e converta a potência real necessária na classificação apropriada do gerador.

Quanto espaço é necessário em torno de um gerador a diesel?

A folga necessária depende do modelo do gerador, da disposição do radiador, dos painéis de acesso, do sistema de exaustão e dos regulamentos de instalação. Use os desenhos do fabricante e os requisitos locais aplicáveis ​​para determinar a alocação final do espaço.

Um gerador pode ser muito grande?

Sim. Um gerador significativamente superdimensionado para sua carga operacional normal pode operar de forma ineficiente e apresentar problemas relacionados à carga baixa, dependendo do projeto do motor e das condições operacionais.

A carga do gerador também afeta os custos operacionais e o consumo de combustível. Nosso artigo sobre eficiência de geradores a diesel explica a relação entre os níveis de carga e o desempenho do gerador.

Obtenha suporte profissional para dimensionamento de gerador da DIYPOWER

A seleção do gerador certo requer uma compreensão clara da demanda elétrica, das condições de partida do motor, das condições operacionais e dos requisitos físicos de instalação.

DIYPOWER fornece grupos geradores a diesel e soluções de geração de energia para aplicações comerciais, industriais e outras aplicações exigentes.

Nossa equipe pode ajudar na revisão:

• Potência necessária do gerador em kW e kVA

• Configuração de tensão, frequência e fase

• Requisitos de operação em espera, principal ou contínua

• Dimensões do gerador e espaço de instalação

• Configurações de motor, alternador e gabinete

• Documentação técnica específica do projeto