Un grupo electrógeno es un dispositivo autónomo capaz de producir electricidad .
La mayoría de los grupos están formados por un motor térmico que impulsa un alternador . Su tamaño y peso pueden variar desde unos pocos kilogramos hasta varias decenas de toneladas. La potencia de un grupo electrógeno se expresa en VA (voltampere), kVA ( kilovoltampere ) o MVA ( megavoltampere ) según la potencia. Las unidades más potentes funcionan con turbinas de gas o grandes motores diésel .
Los generadores se utilizan bien en zonas a las que no da servicio la red de distribución eléctrica , o bien para compensar una posible interrupción del suministro eléctrico a esta última. En el segundo caso, a menudo se utilizan además de una fuente de alimentación ininterrumpida que consiste en una batería de acumuladores que alimenta un inversor . Estos dispositivos se utilizan generalmente en situaciones en las que la interrupción del suministro eléctrico conlleva graves consecuencias o pérdidas económicas, por ejemplo en hospitales , industria , incluida la industria alimentaria, aeropuertos , centros de datos , bomberos para intervenciones, etc.
Funcionan con todos los combustibles. Los más habituales son la gasolina , el diésel , el gas natural , el GLP , los biocarburantes y, para los más potentes, el fuelóleo pesado .
El grupo se puede poner en funcionamiento de diferentes formas: manual, eléctricamente o con aire comprimido , según la potencia.
La eficiencia de los grupos electrógenos aumenta con su potencia, pero queda limitada al máximo permitido por el ciclo de Carnot, al que hay que restar las pérdidas mecánicas y eléctricas en el alternador y la transmisión. En particular, las unidades de potencia moderada se caracterizan por una baja eficiencia y un alto consumo.
Por ejemplo, para un producto comercial que ofrece 5500 W , impulsado por un 9,55 kW gasolina motor que consume aproximadamente 2,5 L de combustible por hora cuando opera a 2 / 3 de su potencia nominal (es decir, 3.600 W ): teniendo en cuenta la inevitable térmica pérdidas en los motores de combustión interna, esto da como resultado una eficiencia no superior al 40% (fuentes para las hojas de los fabricantes) del poder calorífico del combustible.
Un grupo electrógeno moderno está equipado con dos regulaciones. La tensión de salida se estabiliza (por ejemplo: 230 V ) mediante un dispositivo electrónico que actúa sobre el alternador . La velocidad de rotación del motor y por tanto del alternador también debe permanecer constante para garantizar una frecuencia y tensión de salida constantes (50 Hz en Europa). Esta regulación se efectúa mediante un dispositivo similar al gobernador centrífugo flyball en James Watt que controla directamente el carburador o la bomba de inyección. Un dispositivo de inducción basado en corrientes de Foucault , como el que se encuentra en los velocímetros de automóviles más antiguos, o un sistema electrónico aún puede realizar esta función.
Durante unos diez años , Ha existido un tipo de generador (llamado inversor ) que funciona de una manera particular; Mientras que los grupos electrógenos convencionales utilizan directamente las salidas de un alternador síncrono monofásico o trifásico para producir energía, esta tecnología utiliza un inversor alimentado por un alternador trifásico con excitación variable controlada por un regulador electrónico. Este regulador está programado para producir la excitación necesaria para entregar la energía requerida para suministrar el inversor. La corriente trifásica producida se rectifica en corriente continua y luego el inversor la transforma en corriente alterna . Esta técnica tiene varias ventajas sobre los generadores convencionales:
También existen generadores conocidos como "tiempo cero" (GTZ) o grupos sin interrupción . A diferencia de los grupos electrógenos convencionales, estos grupos de tiempo cero tienen un alternador conectado a la red eléctrica, y en rotación permanente, que alimenta la carga mientras el motor térmico (Diesel) está parado en presencia de la red. En cas de creux de tension d'alimentation ou de coupure brève, le GTZ dispose d'une réserve d'énergie (batterie électrochimique ou accumulateur cinétique) qui permet de continuer à maintenir la rotation de l'alternateur (et donc de continuer à alimenter la carga). En caso de un corte más prolongado, el motor Diesel se pone en marcha sin carga (porque el alternador ya está girando), cuando alcanza la velocidad nominal, se cierra un embrague de rueda libre o electromagnético y, asegurando que el motor esté acoplado. alternador, permite la recuperación de carga mientras un contactor aísla el alternador de la red. El funcionamiento es entonces el de un generador convencional, con la diferencia de que la reserva de energía de que dispone la GTZ (cinética o electroquímica) asegura una mejor calidad de suministro ya que refuerza el motor térmico en impacto de carga, limitando así las variaciones de frecuencia.
Hay dos tipos principales de grupos de tiempo cero:
Los grupos electrógenos producen dióxido de carbono , un gas asfixiante, así como monóxido de carbono , que es extremadamente tóxico y, además, casi indetectable. Incluso en buenas condiciones y colocados en una habitación ventilada como un garaje, pero adyacentes a una parte ocupada de la vivienda, pueden ser la causa de una intoxicación fatal.
Los generadores que funcionan con un motor diesel también producen partículas que son dañinas para el tracto respiratorio.
El funcionamiento de un grupo electrógeno puede plantear problemas en la calidad del agua y del aire, así como contaminación acústica, degradando así las condiciones de vida a su alrededor.