发电机车轮和现代混合动力电源系统
在离网或混合动力系统中，发电机通常是问题最多的设备。发电机通常不会与系统其他部分通信，并且似乎会在最不便利的时候出故障。
公平地说，这主要是因为这些设备在长时间内未被使用且维护不良。另一个主要因素是折扣零售商向市场大量涌入低成本、低质量的发电机。不出所料，你得到了所付出的代价——更短的发电机预期寿命和最终成为一次性产品。
发电机也需要占据相当大的空间，因为它们通常为应用而过度设计——无论是在家用、房车、应急车辆、安全拖车或其他移动电源系统中使用。
在本文中，我们将讨论发电机的当前局限性、我们目前所经历的技术进步，以及我们对工程师和制造商在离网和移动市场中将发电机整合到混合能源系统中的建议。
发电机不是一种过时的技术
在阴天、下雪或电网不可用时，发电机成为你唯一可行的选择。在许多气候条件下，没有发电机的电力系统可以满足大约80%的需求——一些配备大型电池组的站点可能很少需要发电机——但大多数离网电力用户都需要一台发电机。人们使用“备用发电机”这个术语，但如果它对工作是必需的，那就不是备用的。真正的备用是当你的主要设备失效时，已经准备好的额外设备。
那么，关键问题就变成了：我们如何最小化发电机的使用、燃料消耗和维护问题？您可能有特定的优先事项，例如，减少噪音或二氧化碳排放。 如果您根据加油或维护之间的间隔时间来计算效率，我们可以将这些指标合并为一个，以更好地满足您的特定需求。
作为一个复习，标准发电机由连接到电动端的发动机组成，即发电机。发动机以相对固定的转速运行，因为它的速度与输出功率频率之间存在直接关系。这被称为固定速度发电机，其速度由发电单元的极数和转速决定。如果发动机运行过快，频率将高于正常水平；如果运行过慢，频率将降低。
超大号 = 不高效
传统发电机的功率大小是根据最大预期峰值功率来确定的，这可以从其燃料消耗与输出效率图表中看出。这些发电机通常在其总潜在输出的70%左右达到峰值效率。挑战在于，随着电力需求的波动，只有一个峰值效率点——而发电机的理想运行点很少与它一致。这种不匹配会有多糟糕？
考虑最坏的情况：一台无用功 idle 的发电机。这就像是你去上班时把车钥匙留在外面，结果回来时油箱已经空了。那浪费的燃料给你带来了什么？在柴油发动机中，idling 被称为 “冷堆”。没有负载时，柴油机会在它们的阀门上产生过多的碳，最终，如果你 “不足够地使用它们”，你可能会严重损坏这些发动机。
你可能会说，“我绝不会让发电机在没有负载的情况下运行——那太愚蠢了。”然而，请看下面的图表，该图表显示了铅酸电池的充电曲线。
如你所见，浮式阶段以极低的电流运行，然而这是保持电池完全充电所必需的。这种低充电范围有效地使发电机闲置。锂离子电池在这个过程中引发了革命，尤其是通信功能，使得可以以全速充电直到完成。它们的通信能力意味着我们可以精确地确定充电何时完成。这可能是100%，但也经常是85%，以确保太阳能有足够的工作要做。
这里的关键是，一项技术的进步，如锂电池，通常会导致发电机能力的提高——尤其是当系统的不同部分能够相互通信时。
变速发电机
这些通常是为便携式应用设计的小型燃气发电机。它们运行时非常安静，部分原因是它们可以以较低的速度运行，但主要是因为它们进行了最大降噪处理。转速可能会有所不同，因为它们有一个逆变器，将发电机输出转换为60 Hz、120V的电源。它们非常受欢迎，并且在2000年初推出时真正改变了市场。
虽然大尺寸的选择有限，但这些发电机显著改善了便携式使用。一些用户已经尝试添加自动启动功能，当我们被要求时，我们对此表示支持。尽管一些型号有遥控按钮用于激活，但遥控启动选项仍然有限。本田和雅马哈在这个市场上处于领先地位，但现在，有10到20个其他品牌竞争你的便携式逆变发电机业务。你可以安装步进电机来运行阻风门，并将推钮接通电源。我们看到一些公司为了利用逆变发电机的功能，即使增加了额外的成本和复杂性，也进行了这些定制修改。
柴油发电机
为什么半挂卡车使用柴油发动机而不是汽油发动机？答案很简单：更好的燃油效率和更长的使用寿命。喜欢与否，一加仑柴油的能量密度是惊人的。 然而，在美国，我们在做决策时一直有忽视燃油效率的 luxury。这种思维正在改变，但对柴油发电机的影响已经很明白了。
简而言之，柴油发电机变得过于复杂，制造商们夜以继日地工作以符合新的排放法规，这负面影响了可靠性。它们变得过于昂贵，而排放法规降低了燃油效率。对于曾经是优质发电机选择的这段黑暗时期来说，这是一个艰难的时期。
接下来是什么？
我们在为美国市场开发现代、自管理、全通信混合系统时，应该关注发电机的哪些特征？
我们需要一个发电机，可以与之远程通信和监控。
我们需要卓越的燃油效率——这意味着配备变速发电机。
我们需要柴油，因为它具有更长的使用寿命和更好的燃油经济性。
我们需要一些价格合理且易于维护的东西。
至于占地面积，我们需要一些紧凑且轻便的东西。我们也希望可以定制其外壳以满足我们的需求。
简而言之，一项旧技术得到了更新，结果是我们见过的最好的发电机充电组合。