1. 개요
대부분의 벤더에서 만드는 4기통 이상의 내연기관을 붙인 내연력 발전기의 일종. 가솔린 엔진을 안 쓰고 디젤을 사용한다. 비상발전기들도 대부분 이 발전기의 구조를 따르고 있다.2. 특징
2.1. 연료비
약 6 kVA 이상의 규모부턴 단기통 엔진으로 출력을 확보할 수 없는 지점에 온다. 이때부터 4기통 엔진을 사용하기 시작하는데, 이 경우 연료 소모율은 대략 420g/w/h. 전체 부하로 생각해 보면 6kW 발전기는 최대부하일 때 시간당 25.2kg의 연료를 소비하게 된다. 대략 환산해보면 1시간에 5만 원을 소비해야 한다.그러나 디젤발전기의 경우 같은 연비로 계산해도 4만원대 이하로 발전 가능하며, 디젤엔진의 연비가 더 좋고 정시성이 높아 운용비용은 더 낮아진다.
추가적으로 연료 보관 설비가 간단해진다는 장점도 있다. 휘발유는 유증기 발생으로 폭발 위험도 높고 연료 품질도 지속적으로 저하된다. 반면 경유는 유증기 발생이 없고 장기간의 연료 보관에 유리하다. 법적인 분류 또한 휘발유는 제1석유류, 경유는 제2석유류로 규제 또한 덜 빡빡하다.[1]
2022년 들어서 국내 디젤 유가가 가솔린을 추월하는 현상이 벌어지면서 "기름이 싸서 절약이 된다"는 이점은 사라졌다. 다만 가솔린 엔진에 비해 디젤 엔진이 효율/연비가 좋다는 점은 그대로이므로, 조금의 이득은 있다. 그리고 이러한 이상 가격 현상은 일시적인 현상일 가능성이 높으며, 장기적으로 보면 디젤 유가가 휘발유 가격보다 다시 저렴해질 것이다. 실제로 2023년 다시 디젤 유가가 더 저렴해졌다.
2.2. 안정성
가버너의 반응 속도는 동일하단 가정하에 디젤 엔진의 반응 속도는 가솔린 발전기보다 느리다. 그도 그럴 것이 엔진이 무겁기 때문인데, 이 점이 역으로 발전기에서 유용하게 작용한다. 가솔린 발전기는 가볍기에 부하가 갑자기 많이 걸리면 엔진에 저장된 운동 에너지가 빠르게 줄어들어 RPM이 낮아지면서 출력 주파수가 낮아진다.반대로, 디젤 발전기는 워낙 무거운 데다가 커다란 플라이휠을 장착하고 있어 대량의 회전 에너지를 저장, 갑작스러운 부하 증가에도 회전 속도가 급격하게 감소하진 않는다. 물론, 시동걸 땐 이것 때문에 느리다.
안정성 덕분에 군용 발전기도 무전기 전용 등 무게와 크기를 줄이는게 중요한 게 아니라면 웬만하면 디젤로 만든다.
2.3. 대출력 제작 용이
가솔린 엔진을 사용하면 연비 구간 3,600 RPM으로 작동하는데, 이러면 2극 발전기를 사용해야 한다. 2극 발전기는 구조상 크게 만들어도 6 kVA 선이다. 계속 6 kVA라는 말이 나오는데, 이것은 6 kVA / 12 kVA / 12 over에 대한 규칙이며, 이것이 엔진 RPM 3,600 / 1,800 / 900과 연관되기에 언급된다. 굳이 저 회전수를 사용하는 이유는 N=120f/p 라는 공식이 성립하는데, 정격 주파수 60Hz에서 2극, 4극, 6극에서 각각 저 회전수가 필요하기 때문이다.여튼간에 대형 발전기로 가면 4극 발전기를 쓰며, 이때의 매칭 회전수는 1,800 RPM이다. 대략 생각해보면 알겠지만, 가솔린 엔진은 이 회전수에서 토크가 낮은 데다 출력도 낮으므로 비효율적이나 디젤엔진의 경우 1,800 RPM으로 설정하면 최대출력(일반 디젤은 레드존)으로 만들 수 있기에 기술적으로도 더 편리하고 큰 설계변경 없이 붙일 수 있어 더 경제적이다.
3. 발전기 종류
- 단기통 디젤 AVR 발전기 ~ 12kVA: 300만 원 이하 / 220V 1phase
- 단기통 디젤 인버터 발전기 ~6kVA: 250만 원 이하 / 220V 1phase
- 4기통 디젤 AVR 발전기 6kVA~100kVA: 400~2,500만 원 / 220V or 380V 1phase+3pahse
- 4기통 디젤 인버터 발전기 5kVA~25kVA: 600~3,000만 원 / 220V 1phase+3phase
- 6기통 디젤 AVR 발전기 ~400kVA: ~7,000만 원 / 220V or 380V 3hapse
- 12기통 디젤 AVR 발전기 ~1MVA: ~1억 8.000만 원 / 4.4kV 3pahse
- 16기통 디젤 AVR 발전기 ~2MVA: ~2억 2,500만 원 / 6.6KV 3pahse
- 24기통 디젤 AVR 발전기 ~9MVA 주문제작 / 6.6KV 3pahse
4. 제조사
- 캐터필러
EMD- 현재 캐터필러에 인수되었다.- 커민스
- MTU
- 니가타원동기 - IHI 계열사에는 IHI파워시스템에 생산 판매한 업체이다.
- 얀마
- HD현대인프라코어 - 출력이 높기로 유명하다
두산인프라코어
5. 운영상의 차이점
- 요즘은 전부 디지털 제어 패널이 장착된다.
시동 시 매연을 조심해야 한다.
이는 가속 구간에서 디젤의 특징인데 다행(?)히도 비상발전기는 별도의 배출가스 규제를 받고 있지 않다. 다만 비상발전기가 위치하는곳이 지하 등 폐쇄된 곳이라면 환기에 주의하여야 한다.- 초기 시동 속도 자체는 가솔린보다 느리다. 동일 용량에서 비교 가능한 건 6 kVA 제품군인데 가솔린은 약 2초 내에 시동되지만 디젤은 프리히터 가동 후 시동까지 약 6초가 걸린다.
- 앞서 언급하듯 프리 히팅 과정이 있기도 하다.
- 손으로 당겨서 시동을 거는 리코일 스타터가 없다. 디젤엔진 원리(압축착화)상 압축저항이 상당해서 손으로 못 돌리기 때문에 아예 장착하지 않는다.
- 원자력발전소에서 설계상에 비상디젤발전기[2]를 반드시 지하가 아닌 지상에 두는 것이 필수다.
[1] 1980-1990년대에는 주유소에서 휘발유를 차량에 주유는 해 주되, 통에 담아 팔지 않았다. 시위를 위한 화염병 제조에 쓴다는 이유에서였으며 그 외에도 휘발유를 취급할 수 있는 주유소 허가는 경유, 석유(등유)보다 까다롭다.[2] 후쿠시마 제1원전 같은 경우에는 지하에 위치해서 침수가 되면 발전기가 꺼지게 설계 되어 있다.