Un grup electrogen este un dispozitiv autonom capabil să producă electricitate .
Majoritatea grupurilor sunt formate dintr-un motor termic care acționează un alternator . Dimensiunea și greutatea lor pot varia de la câteva kilograme la câteva zeci de tone. Puterea unui grup electrogen este exprimată în VA (voltampere), kVA ( kilovoltampere ) sau MVA ( megavoltampere ) în funcție de putere. Cele mai puternice unități sunt alimentate de turbine cu gaz sau motoare diesel mari .
Generatoarele sunt utilizate fie în zone pe care rețeaua de distribuție electrică nu le deservesc, fie pentru a compensa o posibilă întrerupere a alimentării electrice a acestuia din urmă. În cel de-al doilea caz, acestea sunt apoi adesea utilizate în plus față de o sursă de alimentare neîntreruptibilă constând dintr-o baterie de acumulator care alimentează un invertor . Aceste dispozitive sunt utilizate în general în situații în care întreruperea alimentării cu energie electrică duce la consecințe grave sau pierderi financiare, de exemplu în spitale , industrie , inclusiv industria alimentară, aeroporturi , centre de date. , Pompieri pentru intervenții etc.
Funcționează cu toți combustibilii. Cele mai frecvente sunt benzina , motorina , gazul natural , GPL , biocombustibilii și, pentru cele mai puternice, păcura grea .
Grupul poate fi pus în funcțiune în diferite moduri: manual, electric sau cu aer comprimat , în funcție de putere.
Eficiența a grupurilor generatoare crește cu puterea lor, dar rămâne limitată la nivelul maxim permis de ciclul Carnot, din care trebuie scăzute pierderile mecanice și electrice în alternator și transmisia. În special, unitățile de putere moderate se caracterizează printr-o eficiență redusă și un consum ridicat.
De exemplu, pentru un produs comercial care furnizează 5500 W , alimentat de un motor pe benzină de 9,55 kW care consumă aproximativ 2,5 L de combustibil pe oră atunci când este acționat la 2 ⁄ 3 din puterea sa nominală (adică 3600 W ): luând în considerare inevitabilele termice pierderi în motoarele cu ardere internă, rezultând o eficiență care nu depășește 40% (surse pentru foile producătorilor) din puterea calorică a combustibilului.
Un generator modern este echipat cu două reglementări. Tensiunea de ieșire este stabilizată (de exemplu: 230 V ) de un dispozitiv electronic care acționează asupra alternatorului . Viteza de rotație a motorului și, prin urmare, a alternatorului trebuie să rămână constantă pentru a garanta frecvența și tensiunea de ieșire constante (50 Hz în Europa). Această reglementare este efectuată de un dispozitiv similar cu regulatorul centrifugal de flyball din James Watt, care controlează direct carburatorul sau pompa de injecție. Un dispozitiv de inducție bazat pe curenți turbionari precum cel găsit în vitezometrele mai vechi ale automobilelor sau un sistem electronic poate îndeplini în continuare această funcție.
De aproximativ zece ani , A existat un tip de generator (numit invertor ) care funcționează într-un mod special; În timp ce grupurile electrice convenționale utilizează direct ieșirile unui alternator sincron monofazat sau trifazat pentru a produce energie, această tehnologie folosește un invertor alimentat de un alternator trifazat cu excitație variabilă controlată de un regulator electronic. Acest regulator este programat să producă excitația necesară pentru a furniza puterea necesară pentru alimentarea invertorului. Curentul trifazat produs este rectificat în curent continuu și apoi transformat în curent alternativ de către invertor . Această tehnică are mai multe avantaje față de generatoarele convenționale:
Există, de asemenea, generatoare cunoscute sub numele de "timp zero" (GTZ) sau grupuri fără pauză . Spre deosebire de grupurile electrogene convenționale, aceste seturi de timp zero au un alternator conectat la rețeaua electrică și în rotație permanentă, care alimentează sarcina în timp ce motorul termic (Diesel) este oprit când este prezentă rețeaua electrică. În caz de scădere a tensiunii de alimentare sau de o scurtă întrerupere, GTZ are o rezervă de energie (baterie electrochimică sau acumulator cinetic) care face posibilă continuarea menținerii rotației alternatorului (și, prin urmare, continuarea alimentării sarcinii). În cazul unei întreruperi mai lungi, motorul Diesel este pornit fără sarcină (deoarece alternatorul este deja în rotație), când atinge turația nominală, o roată liberă sau un ambreiaj electromagnetic se închide și, asigurându-se că motorul este cuplat. alternator, permite recuperarea încărcării în timp ce un contactor izolează alternatorul de rețea. Funcționarea este atunci cea a unui generator convențional, cu diferența că rezerva de energie disponibilă pentru GTZ (cinetică sau electrochimică) asigură o calitate mai bună a alimentării, deoarece întărește motorul termic în impactul sarcinii, limitând astfel variațiile de frecvență.
Există două tipuri principale de grupuri de timp zero:
Grupurile electrogene produc dioxid de carbon , un gaz asfixiant, precum și monoxid de carbon , care este extrem de toxic și, în plus, aproape nedetectabil. Chiar și în stare bună și plasate într-o cameră ventilată, cum ar fi un garaj, dar adiacente unei părți ocupate a locuinței, acestea pot fi cauza otrăvirii fatale.
Generatoarele care funcționează cu un motor diesel produc, de asemenea, particule nocive pentru căile respiratorii.
Funcționarea unui grup electrogen poate pune probleme asupra calității apei și a aerului, precum și a poluării fonice, degradând astfel condițiile de viață din jurul acestuia.