Grupos Electrogenos, Generadores Electricos.... Como Elegirlos que tener en cuanta. Nafata, Diesel o Gas. En esta guía podremos ver las características generales de estos equipos generadores de energía.
Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador de electricidad a través de un motor de combustión interna. Son comúnmente utilizados cuando hay déficit en la generación de energía eléctrica de algún lugar, o cuando son frecuentes los cortes en el suministro eléctrico. Así mismo, la legislación de los diferentes países pueden obligar a instalar un grupo electrógeno en lugares en los que haya grandes densidades de personas (Centros comerciales, restaurantes, cárceles, edificios administrativos...)
Una de las utilidades más comunes es la de generar electricidad en aquellos lugares donde no hay suministro eléctrico, generalmente son zonas apartadas con pocas infraestructuras y muy poco habitadas. Otro caso sería en locales de pública concurrencia, hospitales, fábricas, etc., que a falta de energía eléctrica de red, necesiten de otra fuente de energía alterna para abastecerse.
Un grupo electrógeno consta de las siguientes partes:
- Motor. El motor representa nuestra fuente de energía mecánica para que el alternador gire y genere electricidad. Existe dos tipos de motores: Motores de gasolina y de gasoil (diésel). Generalmente los motores diésel son los más utilizados en los grupos Electrógenos por sus prestaciones mecánicas, ecológicas y económicas.
- Regulación del motor. El regulador del motor es un dispositivo mecánico diseñado para mantener una velocidad constante del motor con relación a los requisitos de carga. La velocidad del motor está directamente relacionada con la frecuencia de salida del alternador, por lo que cualquier variación de la velocidad del motor afectará a la frecuencia de la potencia de salida.
- Sistema eléctrico del motor. El sistema eléctrico del motor es de 12 VC, excepto aquellos motores los cuales son alimentados a 24 VCC, negativo a masa. El sistema incluye un motor de arranque eléctrico, una/s batería/s libre/s de mantenimiento (acumuladores de plomo) , sin embargo, se puede instalar otros tipos de baterías si así se especifica, y los sensores y dispositivos de alarmas de los que disponga el motor. Normalmente, un motor dispone de un manocontacto de presión de aceite, un termocontacto de temperatura y de un contacto en el alternador de carga del motor para detectar un fallo de carga en la batería.
- Sistema de refrigeración. El sistema de refrigeración del motor puede ser por medio de agua, aceite o aire. El sistema de refrigeración por aire consiste en un ventilador de gran capacidad que hace pasar aire frío a lo largo del motor para enfriarlo. El sistema de refrigeración por agua/aceite consta de un radiador, un ventilador interior para enfriar sus propios componentes.
- Alternador. La energía eléctrica de salida se produce por medio de una alternador apantallado, protegido contra salpicaduras, autoexcitado, autorregulado y sin escobillas acoplado con precisión al motor, aunque también se pueden acoplar alternadores con escobillas para aquellos grupos cuyo funcionamiento vaya a ser limitado y, en ninguna circunstancia, forzado a regímenes mayores.
- Depósito de combustible y bancada. El motor y el alternador están acoplados y montados sobre una bancada de acero de gran resistencia La bancada incluye un depósito de combustible con una capacidad mínima de 8 horas de funcionamiento a plena carga.
- Aislamiento de la vibración. El Grupo Electrógeno esta dotado de tacos antivibrantes diseñados para reducir las vibraciones transmitidas por el Grupo Motor-Alternador. Estos aisladores están colocados entre la base del motor, del alternador, del cuadro de mando y la bancada.
- Silenciador y sistema de escape. El silenciador de escape va instalado en el Grupo Electrógeno El silenciador y el sistema de escape reducen la emisión de ruidos producidos por el motor.
- Sistema de control. Se puede instalar uno de los diferentes tipos de paneles y sistemas de control para controlar el funcionamiento y salida del grupo y para protegerlo contra posibles fallos en el funcionamiento. El manual del sistema de control proporciona información detallada del sistema que está instalado en el Grupo Electrógeno.
- Interruptor automático de salida. Para proteger al alternador, se suministra un interruptor automático de salida adecuado para el modelo y régimen de salida del Grupo Electrógeno con control manual. Para grupos Electrógenos con control automático se protege el alternador mediante contactores adecuados para el modelo adecuado y régimen de salida.
- Otros accesorios instalables en un Grupo Electrógeno. Además de lo mencionado anteriormente, existen otros dispositivos que nos ayudan a controlar y mantener, de forma automática, el correcto funcionamiento del mismo. Para la regulación automática de la velocidad del motor se emplean una tarjeta electrónica de control para la señal de entrada "pick-up" y salida del "actuador". El pick-up es un dispositivo magnético que se instala justo en el engranaje situado en el motor, y éste, a su vez, esta acoplado al engranaje del motor de arranque. El pick-up detecta la velocidad del motor, produce una salida de voltaje debido al movimiento del engranaje que se mueve a través del campo magnético de la punta del pick-up, por lo tanto, debe haber una correcta distancia entre la punta del pick-up y el engranaje del motor. El actuador sirve para controlar la velocidad del motor en condiciones de carga. Cuando la carga es muy elevada la velocidad del motor aumenta para proporcionar la potencia requerida y, cuando la carga es baja, la velocidad disminuye, es decir, el fundamento del actuador es controlar de forma automática el régimen de velocidad del motor sin aceleraciones bruscas, generando la potencia del motor de forma continua. Normalmente el actuador se acopla al dispositivo de entrada del fuel-oil del motor.
Cuando el grupo se encuentra en un lugar muy apartado del operario y funciona las 24 horas del día es necesario instalar un mecanismo para restablecer el combustible gastado. Consta de los siguientes elementos:
- Bomba de Trasiego. Es un motor eléctrico de 220 VCA en el que va acoplado una bomba que es la encargada de suministrar el combustible al depósito. Una boya indicadora de nivel máximo y nivel mínimo. Cuando detecta un nivel muy bajo de combustible en el depósito activa la bomba de trasiego.
Cuando las condiciones de frío en el ambiente son intensas se dispone de un dispositivo calefactor denominado Resistencia de Precaldeo que ayuda al arranque del motor. Los grupos Electrógenos refrigerados por aire suelen emplear un radiador eléctrico, el cual se pone debajo del motor, de tal manera que mantiene el aceite a una cierta temperatura. En los motores refrigerados por agua la resistencia de precaldeo va acoplada al circuito de refrigeración, esta resistencia se alimenta de 220 Vca y calienta el agua de refrigeración para calentar el motor. Esta resistencia dispone de un termostato ajustable; en él seleccionamos la temperatura adecuada para que el grupo arranque en breves segundos.
Alternador (fuente de energía eléctrico)
Si se hace girar una espira, cuyos extremos estén unidos a dos anillos, bajo la acción de un campo magnético Norte-Sur, se genera una f.e.m. alterna; el valor de la frecuencia dependerá de la velocidad de giro para un número determinado de polos. Dado que el uso de los grupos Electrógenos es la corriente trifásica explicaremos su fundamento.
Si se montan tres bobinas, desfasadas 120 grados entre sí, y se les hace girar dentro de un campo magnético Norte-Sur, se crea una f.e.m. alterna en cada una de ellas desfasadas 120 grados, como indica el diagrama de corrientes trifásicas en función del tiempo. Los alternadores reales disponen, en el inducido, de bobinados de corriente alterna monofásicos o trifásicos, según se generen 1 ó 3 f.e.m.s. Cada bobinado, por ser abierto tiene un principio y un final; en los bobinados trifásicos los principios se designan con ls letras U, V, W y los finales con X, Y, Z. En los monofásicos el principio es U y el final es X. Existen dos tipos fundamentales de conexión de un alternador:
- Conexión en estrella. Para conectar el bobinado en estrella se unen los finales XYZ de las tres fases formando un punto común que es el neutro, dejando libre los tres principios UVW. Con esta conexión se consigue 380 V entre dos fases y 220 V entre fase y neutro.
- Conexión en triángulo. En la conexión en triángulo se une el final de cada fase con el principio de la siguiente X con V, Y con W y Z con U. La diferencia de potencial que existe entre fase y fase es de 220 V.
Existen generadores con 12 cables de salida para permitir diferentes valores de tensión (230, 400, 460, 800 V). Los generadores deben ser siempre conectados a tierra con un conducto de sección adecuada (normalmente de la mitad de sección de los cables principales de alimentación), utilizando uno de los dos bornes (interno/externo) previstos para la misma. La potencia suministrada por un alternador trifásico ya esté conectado en estrella o triángulo: P = RC (raíz cuadrada)3 * V * I.
De forma general y para potencias más o menos elevadas se utilizan alternadores autoexcitados sin escobillas que eliminan el mantenimiento relacionado con las escobillas y los anillos colectores. El sistema de control consta de un regulador automático del voltaje, circuitos de protección y los instrumentos necesarios para poder controlar la salida del Grupo Electrógeno. La energía eléctrica producida por el grupo electrógeno proviene de un sistema de bucle cerrado que consiste principalmente en el rotor inductor, el campo de inducción giratorio y el regulador automático. El proceso comienza cuando el motor empieza a girar los componentes internos del alternador. El magnetismo remanente en el rotor principal produce un pequeño voltaje alternante en el estátor principal. El regulador automático de voltaje (AVR [RAV]) rectifica este voltaje y lo aplica al estátor de excitación. Esta corriente continua en el estátor de excitación crea un campo magnético que, a su vez, induce un voltaje en corriente alterna en el rotor de excitación. Este voltaje en C.A. (corriente alterna) se convierte otra vez en C.C. (corriente continua) por medio de los diodos giratorios (conjunto rectificador). Cuando este voltaje de C.C. aparece en el rotor principal, se crea un campo magnético más fuerte que el campo remanente original lo que induce un voltaje mayor en el estátor principal. Este mayor voltaje circula a través del sistema induciendo aún mayor voltaje c.c. de vuelta al rotor principal. Este ciclo se repite para acumular un voltaje próximo al nivel de salida adecuado del grupo electrógeno. En este punto el regulador automático de voltaje comienza a limitar el voltaje que pasa al estator de excitación que, a su vez, limita la potencia total de salida del alternador.
Generadores controlados por transformador
El estátor principal proporciona energía para excitar el campo de excitación por medio del transformador rectificador. El transformador combina elementos de tensión y corriente derivados de la salida del estátor principal para formar la base de un sistema de control de circuito abierto, el cual es de naturaleza autorregulador. El propio sistema compensa las magnitudes de intensidad y factor de potencia, mantiene la corriente de cortocircuito y tiene adicionalmente buenas características de arranque de motores eléctricos. Los alternadores trifásicos suelen estar controlados por un transformador trifásico para mejorar el comportamiento con cargas desequilibradas. Esta versión es de una tensión trifásica. Opcionalmente se puede suministrar con un transformador monofásico para facilitar la reconexión a varias tensiones trifásicas y monofásicas.
Arranque manual o automático
El arranque manual se produce a nuestra voluntad, esto quiere decir que cuando queramos disponer de la electricidad generada por el Grupo Electrógeno lo haremos arrancar de forma manual. Generalmente el accionamiento de arranque se suele realizar mediante una llave de contacto o pulsador de arranque de una centralita electrónica con todas las funciones de vigilancia. Cuando se produzca un calentamiento del motor, cuando falte combustible o cuando la presión de aceite del motor sea muy baja, la centralita lo detectará parando el motor automáticamente.
Existen centrales automáticas que funcionan tanto en modo manual o automático; estas centralitas o cuadros electrónicos detectan un fallo en la red de suministro eléctrico, obligando el arranque inmediato del Grupo Electrógeno. Normalmente en los grupos automáticos se instalan cajas predispuestas que contienen básicamente un relé de paro y otro de arranque, además de tener instalados en el conector todos los sensores de alarma y reloj de los que disponga el Grupo Electrógeno. Instalado aparte un cuadro automático en el que van instalados los accionamientos de cambio de red a Grupo Electrógeno.
Mantenimiento
Del motor
Aunque cada motor incluye un manual de operación para su correcto mantenimiento, se destacan los aspectos principales para un buen mantenimiento del motor.
- Controlar el nivel de aceite. El motor debe estar nivelado horizontalmente, se debe asegurar que el nivel está entre las marcas MIN y MAX de la varilla. Si el motor esta caliente se habrá de esperar entre 3 y 5 minutos después de parar el motor.
- Aceite y filtros de aceite. Respete siempre el intervalo de cambio de aceite recomendado y sustituya el filtro de aceite al mismo tiempo. En motores parados no quite el tapón inferior. Utilice una bomba de drenado de aceite para absorber el aceite.
- Limpie las fijaciones del filtro para que no caiga dentro suciedad al instalar el filtro nuevo.
- Quite el tapón inferior con una junta nueva.
- Quite el/los filtro/s. Compruebe que no quedan las juntas en el motor.
- Llene los nuevos filtros con aceite del motor y pulverice las juntas. Atornille el filtro a mano hasta que la junta toque las superficie de contacto. Después gire otra media vuelta. Pero no más.
- Añada aceite hasta el nivel correcto. No sobrepasar el nivel de la marca MAX.
- Arranque el motor. Compruebe que no hay fugas de aceite alrededor del filtro. Añada más si es necesario.
- Haga funcionar el motor a temperatura normal de funcionamiento.
- Filtro del aire. Compruebe/sustituya. El filtro del aire debe sustituirse cuando el indicador del filtro así lo indique. El grado de suciedad del filtro del aire de admisión depende de la concentración del polvo en el aire y del tamaño elegido del filtro. Por lo tanto los intervalos de limpieza no se pueden generalizar, sino que es preciso definirlos para cada caso individual.
- Correas de elementos auxiliares. Comprobación y ajuste. La inspección y ajuste deben realizarse después de haber funcionado el motor, cuando las correas están calientes. Afloje los tornillos antes de tensar las correas del alternador. Las correas deberán ceder 10 mm entre las poleas. Las correas gastadas que funcionan por pares deben cambiarse al mismo tiempo. Las correas del ventilador tienen un tensor automático y no necesitan ajuste. Sin embargo, el estado de las correas debe ser comprobado.
- Sistema de refrigeración. El sistema de refrigeración debe llenarse con un refrigerante que proteja el motor contra la corrosión interna y contra la congelación si el clima lo exige. Nunca utilice agua sola. Los aditivos anticorrosión se hacen menos eficaces con el tiempo. Por tanto, el refrigerante debe sustituirse. El sistema de refrigeración debe lavarse al sustituir el refrigerante. Consulte en el manual del motor el lavado del sistema de refrigeración.
- Filtro de combustible. Sustitución. Limpieza: no deben entrar suciedad o contaminantes al sistema de inyección de combustible. La sustitución del combustible debe llevarse a cabo con el motor frío para evitar el riesgo de incendio causado al derramarse combustible sobre superficies calientes. Quite los filtros. Lubrique la junta del filtro con un poco de aceite. Enrosque el filtro a mano hasta que la junta toque la superficie de contacto. Después apriete otra media vuelta, pero no más. Purgue el sistema de combustible. Deshágase del filtro antiguo de forma apropiada para su eliminación.
Del alternador
Durante el mantenimiento rutinario, se recomienda la atención periódica al estado de los devanados (en especial cuando los generadores han estado inactivos durante un largo tiempo)y de los cojinetes.
Para los generadores con escobillas se habrá de revisar el desgaste de las escobillas y la limpieza de los anillos rozantes. Cuando los generadores están provistos de filtros de aire, se requiere una inspección y mantenimiento periódico de los mismos.
Estado de los devanados. Se puede determinar el estado de los devanados midiendo la resistencia de aislamiento a tierra, es decir, la resistencia óhmica que ofrece la carcasa de la máquina respecto a tierra. Esta resistencia se altera cuando hay humedad ó suciedad en los devanados, por lo tanto, la medición de aislamiento del generador nos indicará el estado actual del devanado. El aparato utilizado para medir aislamientos es el megóhmetro o Megger. La AVR (regulador automático del voltaje) debe estar desconectado en el caso de que el generador sea del tipo autoexcitado. Para que las medidas tengan su valor exacto la máquina debe estar parada. Es difícil asegurar cuánto es el valor de la resistencia de aislamiento de un generador, pero como norma a seguir se utiliza la fórmula: R(resistencia en MegaOhmios) = Tensión nominal en V. / Potencia nominal KW + 1000 siempre y cuando la máquina esté en caliente, es decir, en pleno funcionamiento.
Para medir la resistencia de aislamiento se conecta el polo positivo del megóhmetro a uno de los bornes del motor y el negativo a su masa metálica; y se observará que la aguja se mueve hacia una posición de la escala hasta que se nota que resbala y en ese mismo momento se lee directamente la resistencia de aislamiento en la escala del aparato. Durante la medida, el generador debe separarse totalmente de la instalación, desconectándose de la misma. Si la resistencia de aislamiento resulta menor que la propia resistencia del devanado, sería imprescindibles secarlos.
Se puede llevar a cabo el secado dirigiendo aire caliente procedente de un ventilador calentador o aparato similar a través de las rejillas de entrada y/o salida de aire del generador, aunque otro método rápido y eficaz seria el secado mediante un horno por calentamiento de resistencias. Alternativamente, se pueden cortocircuitar los devanados del estátor principal, provocando un cortocircuito total trifásico en los bornes principales con el grupo electrógeno en marcha. Con este método se consigue secar los bobinados en muy poco tiempo, aunque para ello debe consultar el método y la forma de realizarlo según el tipo de alternador en su correspondiente manual.
Cojinetes. Todos los cojinetes son de engrase permanente para un funcionamiento libre de mantenimiento. Durante una revisión general, se recomienda, sin embargo, comprobarlos por desgaste o pérdida de aceite y reemplazarlos si fuese necesario. También se recomienda comprobar periódicamente si se recalientan los cojinetes o si producen excesivo ruido durante su funcionamiento útil. En caso de verificar vibraciones excesivas después de un cierto tiempo. Esto sería debido al desgaste del cojinete, en cuyo caso conviene examinarlo por desperfectos o pérdida de grasa y reemplazarlo si fuese necesario. En todo caso se deben reemplazar los cojinetes después de 40.000 horas en servicio.
Cojinetes en generadores accionados por polea están sometidos a más fuerzas que cojinetes en generadores accionados directamente. Por lo tanto, los cojinetes deben ser reemplazados después de 25.000 horas en servicio.
Anillos rozantes y Escobillas. Muy a menudo el chisporreteo en las escobillas se debe a la suciedad en los anillos rozantes, o alguna otra causa mecánica. Hay que examinar la posición de las escobillas de manera que han de tocar los anillos rozantes en toda su superficie, asimismo deben reemplazarse cuando se ha gastado una cuarta parte de su longitud. Se han de limpiar a fondo los anillos rozantes de forma cíclica, quitándoles todo el polvo o suciedad que los cubra, y en especial cuando se cambian las escobillas.
De baterías
- Llenado. Se tendrá que añadir electrolito, previamente mezclado, el cual se suministra junto con el Grupo Electrógeno. Quitar los tapones y llenar cada celda con el electrolito hasta que el nivel del mismo esté a 8 mm por encima del borde de los separadores. Dejar reposar la batería durante 15 minutos. Comprobar y ajustar el nivel si fuese necesario. Transcurridos 30 minutos después de haber introducido el líquido electrolítico en la batería está se encuentra preparada para su puesta en funcionamiento.
- Rellenado. El uso normal y la carga de baterías tendrá como efecto una evaporación del agua. Por lo tanto, tendrá que rellenar la batería de vez en cuando. Primero, limpiar la batería para evitar que entre suciedad y después quitar los tapones. Añadir agua destilada hasta que el nivel esté a 8 mm por encima de los separadores. Volver a colocar los separadores.
- Comprobación de la carga. Para comprobar la carga de una batería se emplea un densímetro el cual comprueba la densidad del electrolito; esté deberá medir de 1,24 a 1,28 cuando está totalmente cargada; de 1,17 a 1,22 cuando está medianamente cargada, y de 1,12 a 1,14 cuando está descargada.
Los grupos electrógenos están destinados a una gran variedad de empleos, desempeñando la función de proveedor de energía de reserva, suplementaria o de emergencia; para diversas instalaciones de servicios auxiliares (esenciales y no esenciales), alumbrado de emergencia (de seguridad, de escape o de reserva), bancos, estadios deportivos, plantas industriales, hospitales, etcétera; como así también en viviendas rurales aisladas de la red pública de suministro eléctrico.
Estas instalaciones presentan una diversidad de exigencias en cuanto a la escala de las potencias involucradas, a la curva de carga, al retardo admisible en la incorporación del suministro, a la duración del mismo y a su confiabilidad; dando lugar a una gran cantidad de modelos que combinan múltiples tecnologías.
Los grupos electrógenos básicamente están formados por un conjunto integrado que contiene un motor térmico primario (turbina de gas, motor Otto o Diesel), un generador eléctrico (generalmente de corriente alterna) acoplado en el mismo eje y los correspondientes elementos auxiliares y sistemas complementarios, como los distintos indicadores de estado, tableros de maniobra, tanques, radiadores, circuitos de lubricación, combustible, agua y eventualmente aire comprimido; excitatrices, cargadores de baterías, equipos de control de tensión y frecuencia, automatismos de transferencia, protecciones contra sobrecargas, cortocircuitos, etcétera.
En los grupos mas modernos, también se disponen microprocesadores, rutinas de autodiagnóstico, sistemas de comunicación de datos, contactos libres de tensión, etcétera. Esto brinda una mayor flexibilidad operativa y permite realizar un control remoto del grupo.
La potencia nominal del grupo electrógeno a seleccionar resulta de la suma de las potencias absorbidas por los receptores a alimentar durante la falta de energía de red, multiplicada por un factor de simultaneidad y previendo un futuro aumento del consumo. Para las cargas con extracorrientes de cierre de alta intensidad, deben tomarse las debidas precauciones para evitar la aparición de excesivas caídas de tensión iniciales. Según sea el consumo total de las cargas y la extensión geográfica de la instalación, los grupos electrógenos pueden elegirse para entregar energía en baja o media tensión, con o sin transformador intermedio.
Para una adecuada selección se debe especificar la criticidad de la carga, si el grupo debe instalarse a la intemperie o bajo techo, si hay disponibilidad de abastecimiento regular de combustible y agua de refrigeración, el espacio útil disponible, el régimen de mantenimiento periódico, el nivel de ruido admisible, las normas de calidad de los gases de escape, la altura sobre el nivel del mar del sitio de emplazamiento, como así también la temperatura y la humedad ambiente. También debe considerarse el grado de entrenamiento de los futuros operadores.
La elección del equipo más adecuado debe hacerse no sólo en base a los requerimientos técnicos, sinó también en base a consideraciones económicas, teniendo en cuenta el tiempo de utilización esperado en virtud de los períodos de inactividad de los grupos electrógenos. La seguridad, la prevención, la continuidad de la producción y los requerimientos legales son los elementos a tener en cuenta para justificar económicamente la instalación de un grupo electrógeno.
En algunas instalaciones resulta conveniente que en los períodos sin falta de suministro, los generadores pasen a entregar (y vender) electricidad a la red pública de energía en las horas de consumo pico, en las que aumenta el precio de la energía en el mercado Spot. Para tal fin deben instalarse automatismos de sincronización y de reparto de carga para el funcionamiento en paralelo con la red. En otros casos puede ser rentable que el grupo alimente los picos de consumo de ciertas instalaciones industriales. Otra técnica de reducción de costos es la cogeneración, que utiliza el calor residual de un grupo electrógeno para alguna otra función útil.
Para la alimentación de los consumos puede disponerse una red especial de emergencia o bién puede emplearse la red de suministro normal. Cuando el grupo electrógeno no tiene la suficiente potencia para alimentar a la totalidad de los consumos, se deben instalar tableros de distribución con barras divididas en dos grupos mediante interruptores de acoplamiento (barra partida), con una sección con consumos esenciales atendida por el grupo electrógeno y otra de consumos no esenciales sin alimentación de emergencia. En todos los casos debe instalarse un automatismo de transferencia para conmutar tanto al fallar la red pública como al restablecerse la tensión en la misma, con los debidos enclavamientos y protecciones.
Para especificar la potencia nominal de un grupo electrógeno se considera la potencia eléctrica aparente entregada por el generador, medida habitualmente en kVA, mientras que la potencia del motor térmico se expresa en kW.
Los grupos electrógenos portátiles de baja potencia se accionan con motores Otto, mientras que los de potencias superiores a los 5 kVA se suelen equipar con motores Diesel (en algunos casos sobrealimentados), reservándose el uso de turbinas de gas para las unidades mas grandes. Estos motores deben tener un sistema de control de la velocidad de rotación, de manera que en caso de variación de la carga no se produzcan variaciones importantes en la frecuencia.
Las turbinas pueden quemar una amplia variedad de combustibles y ofrecen las ventajas de su pequeño tamaño, bajo peso, poca vibración, no requieren agua de enfriamiento y pueden conformarse unidades de cogeneración para aprovechar el calor de los gases de escape. Sin embargo, el elevado volumen de dichos gases obliga a instalar grandes conductos de evacuación o chimeneas.
La refrigeración directa con aire se emplea en motores Diesel con potencias de hasta 200 kW y la cantidad de aire de refrigeración ronda los 70 m3 / kWh. Los motores refrigerados por agua generalmente están provistos de radiadores de panal con ventiladores para servicio estacionario (que resultan mucho mayores que los correspondientes a los automóviles) o de un sistema de refrigeración mediante intercambiadores de calor. En el primer caso el radiador se puede adosar directamente al motor o colocarse por separado, especialmente en el caso de grandes potencias. En el caso de los intercambiadores de calor, mediante una bomba se hace circular el agua continuamente por el interior de los mismos, que también se pueden refrigerar en una torre de enfriamiento. La cantidad de agua de refrigeración ronda los 50 dm3 / kWh.
Habitualmente se utilizan generadores compuestos de tensión estabilizada, conformado por un generador sincrónico y un estabilizador de tensión adosado a él o dispuesto en la instalación de maniobra junto al automatismo. Los equipos mas modernos no tienen excitratices rotativas, sinó dispositivos de estado sólido que no requieren el montaje de escobillas.
Las líneas de fabricación de plaza abarcan todas las clases normales de corriente y para las tensiones y frecuencias usuales. En algunos casos, se fabrican con una salida de corriente alterna y otra de corriente continua.
Por lo general se suministran grupos electrógenos completos para potencias de hasta 3500 kVA aproximadamente. Si la demanda de potencia es mayor, se pueden emplear varios grupos en paralelo.
Como los grupos electrógenos deben estar siempre listos para entrar en servicio, debe establecerse un adecuado plan de mantenimiento, que incluya arranques de prueba a intervalos regulares.
Para el arranque de los grupos se puede emplear un motor eléctrico alimentado por baterias, o en las unidades mayores de 1000 kW, se puede recurrir a la inyección de aire comprimido en los recintos de combustión. En el primer caso deberá instalarse un cargador y en el segundo un compresor auxiliar alimentado de la red pública. En las unidades muy pequeñas se debe arrancar manualmente mediante una cuerda retráctil.
Como los grupos electrógenos no tienen un arranque instantáneo, presentan dificultades para trabajar aisladamente con cargas que no admiten interrupciones mayores que algunas centésimas de segundo, como en el caso de los grandes centros de cómputos. Estos sistemas ininterrumpidos de potencia pueden operar en dos clases de servicio típicos.
En el servicio de conmutación, normalmente la red alimenta directamente a los consumos y el grupo electrógeno se encuentra desconectado de los mismos. Cuando se interrumpe el suministro, se pueden utilizar sistemas auxiliares basados en baterías que mantienen el suministro durante la puesta en marcha del grupo, o bien se puede recurrir al empleo de volantes de inercia en rotación permanente (reserva rotante). En estos últimos, durante el lapso de suministro normal, el volante está girando en vacio impulsado por el mismo equipo motriz primario, por un pequeño motor de corriente continua de velocidad regulada o por el generador del grupo funcionando como motor. Cuando falla la red, dicho volante entrega la energía cinética acumulada para poner en régimen al motor térmico, el cual impulsa al generador, que pasa a tomar plena carga en un proceso automático gobernado por un conmutador de transferencia que conecta los consumos con el grupo.
En el servicio en paralelo, normalmente la red alimenta a un motor eléctrico de CC de velocidad regulada que hace rotar a un generador que alimenta a los consumos, y que también mantiene al motor térmico y al volante girando en vacío. Cuando falla la red, dicho volante se encarga de poner en régimen al motor térmico, el cual pasa a impulsar al generador. En algunos casos se adicionan baterias que impulsan al motor de CC durante el proceso transitorio. Este servicio también se conoce como de doble conversión de energía (eléctrica/mecánica - mecánica/eléctrica).
Los grupos electrógenos pequeños se fabrican en forma de un bloque integrado, de manera que todos sus componentes queden contenidos en un módulo con forma de paralelepípedo con manijas que lo hacen fácilmente transportable por el hombre.
Los equipos medianos se pueden montar sobre trineos, remolques o en los casos mayores, dentro de contenedores que pueden instalarse a la intemperie; pudiendo en estos casos transportarse mediante equipos mecánicos
En cambio, los grupos electrógenos grandes generalmente son equipos estacionarios que deben instalarse en locales específicamente habilitados para tal fin, para aislar los ruidos y las vibraciones que producen. Para ello debe proveerse un adecuado aislamento acústico, instalando amortiguadores de vibraciones y disponiendo de cimientos separados de los cimientos y muros del edificio. Como las máquinas térmicas poseen importantes pérdidas de calor, se deben disponer dispositivos de ventilación del local suficientes para evacuar el calor generado. Cabe acotar que el volumen de aire necesario para la combustión de los motores alternativos resulta muy pequeño en relación con el necesario para la ventilación. Asimismo en el camino de escape de los gases de combustión deben instalarse dispositivos silenciadores y cámaras de insonorización. Cuando las potencias son elevadas, cada componente se dispone en un bloque independiente. En rigor, estos grupos electrógenos grandes son verdaderas centrales térmicas de generación eléctrica.
METODO PRACTICO PARA ELEGIR EL GRUPO QUE NECESITAMOS
Como elegir un grupo electrógeno:
La correcta elección de nuestro grupo electrógeno es fundamental para lograr el máximo aprovechamiento de nuestra inversión, minimizando problemas y optimizando el gasto.
Como realizar una Medición |
La forma mas práctica rápida y precisa es realizando una medición del consumo con un amperímetro. Aunque esto solo es posible cuando contamos con energía de red u otro grupo para conectar las cargas en caso contrario utilizaremos el método que explicamos mas adelante.
Para medir se deben conectar todos los consumos al máximo que pensamos utilizar a un mismo tiempo y procedemos a medir con el amperímetro, con el resultado aplicamos la siguiente ecuación.
Valor medido en amperes (A) x 220 (tensión) x 1,40 = P / 1000 = Kva. del grupo
Si el equipo trifásico medimos las tres fases, tomamos el valor mas alto de las tres, y aplicamos la siguiente ecuación:
Valor medido en amperes (A) x 3 (fases) x 220 (tensión) x 1,40 = P / 1000 = Kva. del grupo
En el caso de no poder realizar una medición como la citada puede hacer el cálculo teórico de la siguiente forma :
Conociendo el consumo en Watts de las cargas que vamos a conectar a mismo tiempo, información que podemos obtener de las placas de cada uno de los artefactos, procedemos a sumarlas, ejemplo:
lámpara 100 w + lámpara 60 w + plancha 1200 w + licuadora 200 w = 1560 W / 1000 = 1,6 Kw.
Con ese valor aplicamos:
1,6 Kw. x 1,40 = 2,24 Kw.
Esta formula es aplicable a equipos monofásicos y trifásicos
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En caso de trabajo pesado, o sea al máximo de carga admitido por mas de 3 horas continuas, ó condiciones de temperatura ambiente muy elevada mas de 28 °c el coeficiente de 1,40 deberá elevarse a 1,50 y de ser condiciones aun mas extremas 1,60. Elija siempre la potencia inmediata superior al valor obtenido ya que estamos trabajando con valores máximos.
Grupos de 3000 RPM y de 1500 RPM (revoluciones por minuto)
La diferencia es que los de 3000 RPM estan armados con generadores de dos polos, que para alcanzar la frecuencia de 50 Hz. de corriente alterna, tienen que rotar a esa velocidad, en cambio los de 1500 RPM están armados con generadores de 4 polos con los cuales se logra los 50 Hz. de corriente alterna a la mitad de velocidad.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE CADA UNO:
3000 RPM NAFTA GAS O DIESEL
VENTAJAS: LIVIANOS - FACIL DE TRANSPORTAR - ECONOMICOS DESVENTAJAS: MENOR VIDA UTIL USOS: POTENCIAS DE HASTA 15 KVA TODO USO
1500 RPM SOLO GAS O DIESEL
VENTAJAS: MAYOR VIDA UTIL (mas de 20.000 horas) - MAYOR POTENCIA DESVENTAJAS: MAYOR PESO Y VOLUMEN - MAYOR COSTO USOS: HASTA 15 KVA PARA USO PESADOS - MAYORES POTENCIA TODOS LOS USOS
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Cuando Usar Nafta, Gas o Diesel |
NAFTA
Es conveniente cuando no vamos a funcionar mas de 3 horas diarias, o cuando es para uso en emergencias, siempre que se trate de potencias de hasta 15 Kva. Esto por que, si bien estos equipos tienen menor vida útil, y consumen un combustible mas caro, en el caso de usos como los anteriormente citados, compensa ampliamente por el bajo costo relativo al momento de comprarlo.
GAS NATURAL DE LA RED
Es recomendable para usos muy intensivos, autogeneración de muchas horas diarias, o en casos donde no queramos abastecer de combustible el equipo, ya que con la red conectada nos liberamos de esa tarea. Los equipos adaptados a gas natural disminuyen su potencia y vida útil, aunque esto se ve muy bien compensado por el bajo costo de combustible que tendremos, tanto que, en algunos casos, resulta incluso mas conveniente que consumir energía de la red eléctrica.
GAS LICUADO DE PETROLEO G.L.P.
Se están utilizando actualmente en muchos casos ya que el costo de este combustible es sensiblemente menor al del gas oil, para operar durante muchas diarias necesitamos una reserva de gas importante del tipo de gas a granel (zeppelín - chancha).
GAS OIL
Si bien el precio actual del gas oil resulta alto, y los equipos son mas costosos, siguen siendo sin duda los mas robustos, confiables, y duraderos, la mejor opción para usos intensivos, rurales, grandes potencias, ect. El costo de inversión de un diesel será siempre ampliamente recompensado por el servicio que seguramente brindará
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A continuación podemos ver diferentes alternativas de uso, a modo de ejemplo, en los grupos de 3000 RPM mas utilizados en casa de familia, pequeños talleres, herramientas portátiles, ect.
Cada ejemplo nos muestra la cantidad de cargas que podemos mover a un mismo tiempo durante periodos de 3 horas con un intervalo de 1 hora para enfriar y luego otro ciclo, tenga en cuenta que se trata de un uso máximo admitido en condiciones ambientales normales, y a nivel del mar.
GRUPO CODIGO 24 - 02 - 900 KVA 0,72
1° ejemplo = 5 lámparas de 100 W ó 12 lámparas de 40 W 2° ejemplo = 1 taladro de 500 W 3° ejemplo =1 televisor con video ó satelital + 3 lámparas de 100 ó 5 lámparas de 60 W
GRUPO CODIGO 24 - 02 - 100 KVA 2,5
1° ejemplo = 17 lámparas de 100 W ó 44 lámparas de 40 W 2° ejemplo = 1 taladro de 500 W + 1 amoladora de 1000 W 3° ejemplo = Una casa de familia tipo, sin heladera ni lavarropa
GRUPO CODIGO 24 - 02 - 200 KVA 5,1
1° ejemplo = 36 lámparas de 100 W ó 90 lámparas de 40 W 2° ejemplo = 1 taladro de 500 W + 1 amoladora de 1000 W + una hormigonera 3/4 3° ejemplo = Una casa de familia tipo, con heladera y lavarropa
GRUPO CODIGO 24 - 02 - 300 KVA 7,5
1° ejemplo = 53 lámparas de 100 W ó 133 lámparas de 40 W 2° ejemplo = 1 taladro de 500 W + 1 amoladora de 1000 W + una hormigonera ¾ ó soldadora 150 A. 3° ejemplo = Una casa de familia con todo el confort, con heladera, lavarropa, horno microndas, ect.
Todos los valores expresados en esta sección tienen como único objetivo brindar un panorama general para orientar al usuario, la empresa no se responsabiliza por su incorrecta interpretación, y posibles errores de calculo.
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Consejo para una buena Compra y Operación |
? Piense bien el uso presente y futuro que va a dar al equipo, y compre el que necesita exactamente, ya que si compra mas de lo que realmente necesita, tendra que afrontar gastos innecesarios, primero al adquirir el equipo, luego en consumo y mantenimiento, ya que estas dos cosas elevan su costo en forma proporcional a la potencia. Si por el contrario adquiere un equipo menor al que realmente necesita tendra problemas aun mayores. debido a sobrecargas y otros factores.
? Elija siempre marcas y proveedores que le aseguren stock de insumos y repuesto ademas de un lapso de garantía de fabricación.
? Instale en lugar adecuado ventilado, libre de polvo y humedad.
? Proteja su inversión dandole un correcto mantenimiento y cuidando la calidad del combustible que utiliza, no permita que el equipo sea reparado por personal que no acredite experiencia.
? Mantenga la instalación electrica del consumo en perfectas condiciones, no utilize nunca cableados ni componetes improvisados.
? Por ultimo cuide la seguridad, la energía generada por un grupo electrogeno es potencialmente tan peligrosa como la de la red eléctrica.

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