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供暖与燃气计算器

发电机油耗计算器:每小时耗油、运行时间和每 kWh 成本

发电机在任意负荷下要烧多少柴油、汽油、液化石油气或天然气,一箱油能用多久,算上发动机磨损后每 kWh 实际成本是多少,并与电网电价和光伏加储能比较。

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计算结果

每小时消耗 2.05 L,50 L 的油箱可用 24.4 小时。含磨损在内每 kWh 成本 0.79 €:是电网电价的 3.1 倍,光伏 + 储能的 4.4 倍。
燃料消耗
2.05L/h
输出 5 kW(负荷 50%)
每箱运行时间
24.4小时
每L能量
2.44kWh/L
燃料到电的效率 24%
每 kWh 燃料成本
0.656€/kWh
每 kWh 总成本
0.786€/kWh
燃料 + 维护 + 发动机磨损
每月燃料
492L
运行 240 小时
每月运行费用
€847
发电 1,200 kWh
同样电量用电网
€300
同样电量用光伏 + 储能
€216
每 kWh 的 CO₂
1.1kg
每月 1,319 kg
燃料消耗和效率与负荷关系
每 kWh 成本对比

负荷表

负荷输出(kW)燃料(L/h)kWh/L燃料成本(€/kWh)每箱运行时间(h)
10%11.050.951.6847.6
20%21.31.541.0438.5
25%2.51.431.750.91235.1
30%31.551.940.82732.3
40%41.82.220.7227.8
50%52.052.440.65624.4
60%62.32.610.61321.7
70%72.552.750.58319.6
75%7.52.682.80.57118.7
80%82.82.860.5617.9
90%93.052.950.54216.4
100%103.33.030.52815.2
  • 油耗曲线:F = a × P_额定 + b × P_输出(HOMER 和多数发电机手册采用的线性模型)。默认值对应典型中小型机组;想更准确,请填写手册上 25/50/75/100% 负荷的数据。
  • 变频发电机在低负荷时会降低发动机转速,半载以下比这条曲线省油 20–40%。

这个发电机油耗计算器是怎么算的

发电机的技术参数表一般会列出 25%、50%、75% 和 100% 负载下的油耗,这几个点几乎正好落在一条直线上,而且这条线不经过原点。它由两部分组成:一部分是固定的空载油耗,随发动机大小变化;另一部分是边际油耗,随你实际取用的电量变化。计算器对柴油、汽油、液化石油气和天然气发电机都采用这种线性燃油曲线(HOMER 和大多数混合系统设计工具用的也是这个模型)。

根据这条曲线,你可以得到平均负载下的每小时油耗、一箱油的运行时间、每升油(或每 m³ 燃气)发出的电量,以及每 kWh 的真实成本。这个成本在燃油之外还计入了维护费和发动机磨损,磨损指的是把购机价格分摊到发动机寿命小时数上。然后再拿它和电网电价、光伏加储能做对比,同时给出每 kWh 的 CO₂ 排放。

公式

Fuel flow F = a × P_rated + b × P_out (L/h or m³/h)

kWh per litre = P_out ÷ F Runtime per tank = tank ÷ F Electrical efficiency = P_out ÷ (F × fuel energy content)

Cost per kWh = fuel price ÷ (kWh per litre) + (purchase ÷ engine life hours + maintenance per hour) ÷ P_out

默认系数:柴油 a = 0.08,b = 0.25 L/kWh;汽油 a = 0.12,b = 0.33;液化石油气 a = 0.15,b = 0.45(按液态升计);天然气 a = 0.10,b = 0.30 m³/kWh。燃料热值:柴油 10.0 kWh/L,汽油 9.1,液化石油气 7.08 kWh/L,天然气 10.55 kWh/m³。

计算示例

默认输入是一台 10 kW 柴油发电机,50% 负载(5 kW),每天运行 8 小时,连续 30 天,油箱 50 L,柴油 1.60 欧元/升。

油耗为 0.08 × 10 + 0.25 × 5 = 2.05 L/h。每升油发电 5 ÷ 2.05 = 2.44 kWh(燃油到电能的效率约 24%),50 L 油箱约能用 24 小时。光燃油成本就是 1.60 ÷ 2.44 = 每 kWh 0.66 欧元。

发动机磨损每小时增加 6,000 欧元 ÷ 15,000 h = 0.40 欧元,维护再加 0.25 欧元。分摊到 5 kW 上就是 0.13 欧元/kWh,总成本达到 0.79 欧元/kWh。一个月发电机运行 240 小时,烧掉 492 L 柴油,发电 1,200 kWh。燃油加维护约 847 欧元。同样的电量从电网买,按 0.25 欧元/kWh 只要 300 欧元;用光伏加储能,按 0.18 欧元/kWh 只要 216 欧元。CO₂ 约为每 kWh 1.1 kg,一个月 1.3 吨。

负载表说明了选型为什么重要。同一台机器在 20% 负载时每升只能发 1.54 kWh(燃油成本 1.04 欧元/kWh);满载时能达到 3.03 kWh/L(0.53 欧元/kWh)。

怎么看计算结果

  • 油耗是最主要的结果:平均负载下每小时消耗多少升(或 m³)。
  • 每升发电量最能说明发电机和负载匹不匹配。柴油机低于约 2 kWh/L,多半是选大了。
  • 每 kWh 总成本才是该拿去和电网、光伏比较的数字。只看燃油成本会低估它。
  • 燃油曲线图画出每小时油耗(上升)和每升发电量(低负载时下降)。最佳区间通常在 60–85% 负载。
  • 结论提示会在负载低于 30% 时提醒你,这时柴油机既浪费燃油,又开始出现湿堆积。

典型数值

发电机 负载 典型油耗 每单位燃料发电量
便携式汽油机 3 kW 50% 0.8–1.0 L/h 1.5–2.0 kWh/L
变频汽油机 2 kW 25% 0.3–0.5 L/h 1.0–1.7 kWh/L
柴油机 10 kW 50% 1.8–2.2 L/h 2.3–2.8 kWh/L
柴油机 10 kW 100% 3.0–3.5 L/h 2.9–3.3 kWh/L
柴油机 100 kVA(80 kW) 75% 16–19 L/h 3.2–3.7 kWh/L
天然气备用机组 20 kW 50% 3.5–4.5 m³/h 2.2–2.9 kWh/m³

降低发电机油耗的技巧

  • **选对发电机大小。**大机组在 20% 负载下运行,每 kWh 的油耗可能比小机组在 70% 负载下高出 50–60%。
  • **加一组电池。**让发电机在高负载下给电池充几个小时电,然后关机。这种“循环充电”方式是离网设计的标准做法。用光伏储能计算器来确定电池容量。
  • **加装光伏。**即使光伏阵列不大,晴朗的月份也能让发电机运行时间减少 50–80%。用太阳能板计算器估算它的发电量。
  • **轻负载用变频发电机。**发动机转速可调,半载以下能省 20–40% 的油。
  • **按时保养。**空气滤清器干净、机油合适、喷油嘴状态良好,油耗才能接近参数表上的数值。

局限

线性燃油曲线只是近似,想要精确结果,请输入你那台机器参数表上的系数。实际油耗还受海拔、温度、功率因数以及负载启停频率的影响。便携式家用机和工业主用机组的发动机寿命和维护成本相差很大。燃油价格按固定值计算,也没有计入把燃油运到偏远地点的费用。CO₂ 只算燃烧排放,不含燃料生产环节。

方法与假设

燃料流量 = a × 额定 kW + b × 输出 kW(每小时升数或 m³)。发电效率 = 输出 ÷(燃料流量 × 能量含量)。每 kWh 成本 = 燃料价格 ÷ 每单位 kWh +(购机价 ÷ 发动机寿命小时数 + 每小时维护费)÷ 输出 kW。CO₂:柴油 2.68、汽油 2.31、液化石油气 1.51 kg/L,天然气 1.93 kg/m³。

常见问题

柴油发电机每小时耗多少油?
中高负载到满载时,每发 1 kWh 电大约耗油 0.25–0.27 升,另外还有一部分空载油耗,约为每 kW 额定功率 0.08 L/h。所以一台 10 kW 柴油发电机半载时每小时约耗 2 升,满载时约 3.3 升;一台 100 kVA(80 kW)机组视负载不同,每小时约烧 13–23 升。
发电机加满一箱油能运行多久?
用油箱容积除以常用负载下的每小时油耗即可。一台 10 kW 柴油机配 50 L 油箱,半载约能运行 24 小时,满载约 15 小时。便携式汽油机油箱一般 10–25 L,半载通常能跑 6–12 小时。
为什么发电机低负载时效率这么低?
不管发动机输出 1 kW 还是 10 kW,摩擦、冷却和泵气损失都差不多,所以负载低于 30–40% 左右时,每 kWh 的油耗会急剧上升。柴油机长时间轻载运行还会出现“湿堆积”(排气中残留未燃烧的燃油)。变频发电机在低负载时降低发动机转速,可以缓解这个问题。
发电机发一度电要多少钱?
柴油按 1.60 欧元/升计,小型发电机在常见负载下光燃油成本就约 0.55–0.70 欧元/kWh。算上维护和发动机磨损,通常达到 0.65–1.00 欧元/kWh。大型主用机组在高负载下可降到 0.40–0.50 欧元/kWh,仍明显高于大多数电网电价。
离网供电用发电机便宜,还是光伏加储能便宜?
如果每天都要用电,光伏加锂电池在全寿命期内的度电成本通常低得多(一般 0.12–0.30 欧元/kWh),因为不用买燃料。发电机仍然适合做备用,应对连续阴天或偶尔的大负载,很多混合系统两者都配。
柴油发电机排放多少 CO₂?
每烧 1 升柴油约排放 2.68 kg CO₂。按每升发 2.4 kWh 计算,约合每 kWh 1.1 kg CO₂,是典型欧洲电网的二到四倍。

资料来源与参考

  1. HOMER Energy (UL) — 发电机燃油曲线(截距与斜率系数)
  2. US EPA — 温室气体清单排放因子
  3. US DOE — 发电机与备用电源(Energy Saver)
  4. IRENA — Off-grid renewable energy solutions

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