Um grupo gerador é um dispositivo autônomo capaz de produzir eletricidade .
A maioria dos grupos é composta por um motor térmico que aciona um alternador . Seu tamanho e peso podem variar de alguns quilos a várias dezenas de toneladas. A potência de um grupo gerador é expressa em VA (voltampere), kVA ( kilovoltampere ) ou MVA ( megavoltampere ) dependendo da potência. As unidades mais potentes são movidas por turbinas a gás ou grandes motores a diesel .
Os geradores são utilizados quer em áreas não atendidas pela rede elétrica de distribuição , quer para compensar uma eventual interrupção do fornecimento elétrico a esta última. No segundo caso, eles são frequentemente usados em adição a uma fonte de alimentação ininterrupta que consiste em uma bateria acumuladora que alimenta um inversor . Esses dispositivos são geralmente usados em situações onde a interrupção do fornecimento de energia leva a consequências graves ou perdas financeiras, por exemplo, em hospitais , indústria incluindo a indústria alimentar, aeroportos , centros de dados. , Bombeiros para intervenções, etc.
Eles funcionam com todos os combustíveis. Os mais comuns são gasolina , diesel , gás natural , GLP , biocombustíveis e, para os mais potentes, óleo combustível pesado .
O grupo pode ser colocado em funcionamento de diversas formas: manual, elétrica ou com ar comprimido , dependendo da potência.
A eficiência dos grupos geradores aumenta com a sua potência, mas permanece limitada ao máximo permitido pelo ciclo de Carnot, do qual devem ser subtraídas as perdas mecânicas e elétricas no alternador e na transmissão. Em particular, unidades de potência moderada são caracterizadas por baixa eficiência e alto consumo.
Por exemplo, para um produto comercial que fornece 5.500 W , alimentado por um motor a gasolina de 9,55 kW que consome aproximadamente 2,5 L de combustível por hora quando operado a 2 ⁄ 3 de sua potência nominal (ou seja, 3.600 W ): levando em consideração o inevitável térmico perdas em motores de combustão interna, isto resulta em uma eficiência não superior a 40% (fontes para planilhas dos fabricantes) do poder calorífico do combustível.
Um grupo gerador moderno está equipado com dois regulamentos. A tensão de saída é estabilizada (por exemplo: 230 V ) por um dispositivo eletrônico que atua no alternador . A velocidade de rotação do motor e, portanto, do alternador também deve permanecer constante para garantir frequência e tensão de saída constantes (50 Hz na Europa). Esta regulação é efetuada por um dispositivo semelhante ao regulador centrífugo da bola de voar em James Watt que controla diretamente o carburador ou a bomba de injeção. Um dispositivo de indução baseado em correntes parasitas , como aquele encontrado em velocímetros de automóveis mais antigos, ou um sistema eletrônico ainda pode executar esta função.
Há cerca de dez anos , Existe um tipo de gerador (chamado inversor ) que funciona de uma maneira particular; Enquanto os grupos geradores convencionais usam diretamente as saídas de um alternador síncrono monofásico ou trifásico para produzir energia, esta tecnologia usa um inversor alimentado por um alternador trifásico com excitação variável controlada por um regulador eletrônico. Este regulador é programado para produzir a excitação necessária para fornecer a potência necessária para alimentar o inversor. A corrente trifásica produzida é retificada em corrente contínua e posteriormente transformada em corrente alternada pelo inversor . Esta técnica tem várias vantagens sobre os geradores convencionais:
Existem também geradores conhecidos como "time zero" (GTZ) ou grupos no-break . Diferentemente dos grupos geradores convencionais, esses grupos de tempo zero possuem um alternador conectado à rede elétrica, e em rotação permanente, que alimenta a carga enquanto o motor térmico (Diesel) está parado na presença da rede elétrica. Em caso de queda da tensão de alimentação ou de um breve corte, o GTZ dispõe de uma reserva de energia (bateria eletroquímica ou acumulador cinético) que permite continuar a manter a rotação do alternador (e portanto continuar a fornecer carga). No caso de um desligamento mais longo, dá-se partida no motor Diesel sem carga (pois o alternador já está girando), ao atingir a rotação nominal fecha-se uma roda livre ou embreagem eletromagnética e, garantindo o acoplamento do motor. alternador, permite a recuperação de carga enquanto um contator isola o alternador da rede. O funcionamento é então de um gerador convencional, com a diferença de que a reserva de energia à disposição do GTZ (cinética ou eletroquímica) garante uma melhor qualidade de abastecimento, pois reforça o motor térmico no impacto da carga, limitando assim as variações de frequência.
Existem dois tipos principais de grupos de tempo zero:
Os conjuntos geradores produzem dióxido de carbono , um gás asfixiante, além do monóxido de carbono , que é extremamente tóxico e, além disso, quase indetectável. Mesmo em boas condições e colocados em local ventilado, como uma garagem, mas adjacentes a uma parte ocupada da habitação, podem ser a causa de envenenamento fatal.
Os geradores que operam com motor a diesel também produzem partículas prejudiciais ao trato respiratório.
O funcionamento de um grupo gerador pode causar problemas de qualidade da água e do ar, além de poluição sonora, degradando as condições de vida em seu entorno.