(16) Grupo electrógeno - Generador

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jeopardize
Vaca Forera
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#1 (16) Grupo electrógeno - Generador

Mensaje por jeopardize » 09 Feb 2019, 10:16

Un grupo electrógeno o generador es una máquina compuesta por un motor (generalmente de combustión interna) más un dispositivo que genera electricidad. Es de aplicación en instalaciones aisladas sin suministro eléctrico o para cargar las baterías de una instalación fotovoltaica en días nublados o de poca producción. Su salida eléctrica puede ser de corriente continua (12, 24, 48Vdc) o de corriente alterna (230Vac monofásico o 380Vac trifásico). Los más usados en sistemas FV son con salida de 230Vac monofásico.

Atendiendo al combustible utilizado, los podemos clasificar en:
Generadores a Gasolina
Los generadores eléctricos a gasolina son ideales para situaciones en las que se necesita un uso esporádico y no muy continuado. Normalmente trabajan con un motor a unas 3000 rpm. Este elevado régimen implica que se aconseje utilizarlos para servicios intermitentes de un máximo de 4 horas con ciclos de pausa intermedios. Suelen ser equipos ligeros, sencillos de mantener, económicos en términos adquisitivos pero con consumo de combustible elevado y de vida útil relativamente corta.
Generadores Diesel
Indicados para un uso continuo e intensivo. Son más caros de compra que los de gasolina, más ruidosos y pesados pero de menor consumo de combustible y más duraderos. Los hay de 1500 y de 3000 rpm, ofreciendo los primeros mayor vida útil a girar a menos revoluciones.
Es el generador de elección preferente para su uso en zonas con sistemas FV infra dimensionados o con situaciones recurrentes de pocas horas de sol.

Atendiendo a sistema de regulación de la tensión de salida, los podemos clasificar en:
Generadores eléctricos convencionales
Los generadores eléctricos convencionales son los generadores de toda la vida que o bien no tienen ningún sistema de regulación de la tensión de salida o bien implementan sistemas mecánicos básicos del tipo centrífugo. Son los más económicos y la tensión que generan no es muy estable, recomendándose sólo para cargas básicamente resistivas y/o iluminación.
Hay que hacer notar que las variaciones no son solo de tensión de salida sino asimismo de frecuencia; en vacío pueden dar 250Vac y 55-60 Hz, para suministrar con plena carga 210Vac y 45Hz. Por ello no son recomendables para nuestras instalaciones por los problemas de sobretensión y sincronismo con los inversores electrónicos.
Generadores eléctricos AVR
Están dotados de un sistema automático de regulación de la tensión (Automatic Voltage Regulator) que nos garantiza una tensión estable (similar a la suministrada por la red eléctrica, < +/- 5%). La regulación se realiza mediante un circuito electrónico que al variar la excitación del alternador, varía su salida:
Son el tipo comúnmente utilizado en generadores de mediana/gran potencia. Hoy día la gran mayoría de generadores están equipados con AVR, también los más económicos.
1_AVR.jpg
Fig.1: Esquema de un regulador de tensión AVR (Automatic Voltage Regulator)

Generadores Inverter
Los generadores eléctricos Inverter (inversor) son generadores más avanzados que están diseñados para ofrecer una alta calidad de tensión ofreciendo una salida muy estable tanto en tensión como en frecuencia. Asimismo son los que ofrecen en general una distorsión menor en la onda de salida (senoidal).
Estos generadores eléctricos se caracterizan porque el régimen del motor se adapta a la demanda solicitada, aportándonos de esta forma una mejora en el consumo y un nivel de ruidos inferior, ya que el generador trabaja a las revoluciones (rpm) necesarias para satisfacer la demanda. De esta forma cuando sea necesario el generador irá revolucionado y cuando no sea necesario irá tranquilo.
Su funcionamiento es parecido a la de un inversor electrónico: en lugar de un alternador disponen de una dínamo que genera corriente continua (o un alternador con un rectificador) y ésta se transforma en alterna mediante un inversor con un puente de IGB, MOS…
Hay muchos otros aparatos que utilizan el principio del inverter (convertir corriente contínua DC en corriente alterna AC, a tensión variable): Aire acondicionado Inverter; Soldadora Inverter; Secadora de ropa Inverter etc. Otra ventaja, aparte de poder ajustar y estabilizar la tensión, es poder minimizar el pico de arranque

Atendiendo a su automatización, pueden ser:
Arranque manual
El arranque manual se produce a voluntad, esto quiere decir que cuando se necesita disponer de la electricidad generada por el grupo electrógeno se lo arranque de forma manual. Generalmente el accionamiento de arranque se suele realizar mediante una llave de contacto o pulsador de arranque o en los tipos más sencillos con una “cuerda” que da el impulso mecánico al motor para iniciar su funcionamiento. En el primer caso es necesario disponer de una batería, al igual que sucede en los coches.
Arranque automático
El arranque automático se produce mediante un pulsador o un relé con contacto seco (con todos los terminales libres de tensión y aislados de cualquier otra cosa) comandado a distancia, normalmente desde el la unidad de control FV (híbrido, inversor…). La “centralita” decide en función de una consigna programada, arrancar el grupo electrógeno y pararlo cuando las baterías se encuentran suficientemente cargadas. Es recomendable después de arrancar al generador, esperar un poco antes de conectarle carga, a fin de que se estabilice térmicamente el motor.
Conmutación automática ATS
ATS son las siglas de "Automatic Transfer Switch" ("interruptor de conmutación automática", en inglés).
Definición: El ATS del generador sirve para detectar fallos en el suministro eléctrico dentro de la red principal. Gracias a esto se hace el cambio a la red secundaria de manera automática. Igualmente detecta cuando se reestablece el servicio de la red principal y apaga el servicio de la red secundaria de electricidad.
Más información: http://ventagruposelectrogenos.es/funci ... lectricos/
Ejemplo: Pongamos una casa de campo con sistema FV en aislada, sin conexión a la red. La red principal será la proporcionada por el inversor del sistema FV, energía proveniente de los paneles FV o de la batería. La red secundaria será proporcionada por el grupo electrógeno. El sistema ATS conmutará automáticamente entre inversor y generador, cuando se cumplan las condiciones configuradas, que suele ser un umbral en la tensión de batería. Situaciones típicas para tensión baja de batería son consumo nocturno superior al habitual o cielo nublado durante tiempo prolongado. Cuando vuelve a hacer sol y la tensión de batería haya subido al valor configurado, el ATS vuelve a conmutar al inversor. Para que el ATS tenga sentido, el grupo electrógeno tiene que disponer de arraque automático, lógicamente

Características a tener en cuenta para seleccionar un generador
Una vez tengamos claro si necesitamos un tipo u otro en función de nuestro uso, es muy importante elegir bien la potencia del grupo electrógeno, con el fin de asegurarnos que pueda satisfacer perfectamente nuestras necesidades y que no tengamos problemas de falta de potencia después de realizar la compra. Un grupo electrógeno más pequeño de lo necesario (infra dimensionado) nos supondrá problemas porque será insuficiente, y bien o no podremos satisfacer nuestras necesidades o tendremos problemas por sobrecargas o parecidos, ya que el grupo trabajará constantemente de forma forzosa dentro de la potencia de emergencia.
Por el contrario, un grupo mucho más grande de lo necesario (sobredimensionado) nos supondrá asumir un coste innecesario en la compra, en mantenimientos y en consumos.
Es altamente recomendable no superar, salvo en situaciones excepcionales, el 70% de la potencia declarada por el fabricante, dejando suficiente margen para los picos de arranque inherentes a muchos dispositivos, tales como bombas, motores, frigoríficos… Mención especial merece el caso de las máquinas de soldar, especialmente si éstas son inverter. En tal caso necesitaremos un generador AVR de buena calidad y dependiendo de la combinación, un supresor de picos:
2_Supresor_picos.jpg
Fig.2: Ejemplo de un supresor de picos


Compatibilidad Generador - Inversor
Algunas veces el inversor no reconoce la onda AC que le viene del generador y la rechaza. Las causas más frecuentes son (a) onda senoidal distorsionada, (b) frecuencia no estable y (c) incompatibilidad con el potencial de tierra; pero a veces no queda claro por qué el inversor rechaza la señal del generador. Parece que los híbridos de Voltronic, muy populares por su precio atractivo, son especialmente sensibles a este problema
Voltronic ha publicado una ficha técnica sobre los parámetros que admiten sus híbridos. Se puede descargar desde el subforo "Archivos" de este foro: viewtopic.php?f=20&t=41
Es este enlace: "PIP-HS_MS genset requirement.pdf ... Requerimientos Generador"

Es difícil dar recomendaciones generalizadas para solucionar esta incompatibilidad, no obstante intentaré dar unas pocas:
- No conectar el generador con el inversor inmediatamente después de arrancar el primero. Antes de conectar, dejar en marcha el motor durante 2-3 minutos. A veces, los grupos electrógenos tardan un poco hasta estabilizar la salida AC del generador
- Comprobar las tomas de tierra. El potencial de tierra del generador tiene que ser el mismo que el del inversor. En caso de duda, se puede comprobar la compatibilidad entre generador e inversor, haciedo ambos flotantes (sin conexión a tierra y sin neutro definido). Si la conexión entre inversor y generador funciona bien sin tierra, el problema está en el potencial de tierra
- Para comprobar la calidad de la onda AC del generador y su frecuencia (tiene que ser 50.0Hz +/- 0.5Hz, aproximadamente), es muy recomendable medir con un osciloscopio. Dado que pocos "fotovoltaicos" tendrán un osciloscopio, lo que se puede hacer fácilmente, es "jugar" un poco con las revoluciones del motor del grupo electrógeno, a ver si la cosa mejora. Las rpm (revoluciones por minuto) del motor influyen en la frecuencia y también un poco en la forma de la onda. El AVR intenta compensar esas variaciones, pero probar no cuesta nada
Los grupos electrógenos suelen tener un tornillo cerca del carburador, para ajustar las rpm
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#2 Re: (16) Grupo electrógeno - Generador

Mensaje por Homo_non_sapiens » 13 Feb 2019, 12:58

Añadido los apartados "Conmutación automática ATS" y "Compatibilidad Generador - Inversor" (13/02/2019)
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