¿CÓMO FUNCIONA UN GENERADOR DIÉSEL?

Un grupo electrógeno – a veces llamado ‘genset’ – es una unidad de equipo compuesta por un motor, un generador eléctrico (alternador) para generar energía eléctrica a partir de un combustible. En este caso, estamos analizando una forma diésel de motor-generador, en la que un motor diésel de encendido por compresión está construido para funcionar con combustible diésel; muchas empresas y otras organizaciones dependen de ellos para suministrar la energía eléctrica que necesitan durante cortes, bajadas de tensión o cualquier otra interrupción del suministro eléctrico principal, y también pueden utilizarse como fuente de energía continua para muchas otras aplicaciones, incluidos eventos, el suministro de energía a viviendas fuera de la red y mucho más. Hay muchos tipos y configuraciones diferentes de generadores, pero todos funcionan esencialmente de la misma manera y tienen los mismos componentes principales.

Un generador diésel convierte la energía mecánica (movimiento) en energía eléctrica y la canaliza a través de cables eléctricos. Puede ser útil imaginar la electricidad fluyendo por los cables de la misma manera que el agua fluye por las tuberías. Se puede considerar un generador como una especie de ‘bomba eléctrica’ que hace que la electricidad fluya por los cables. En realidad, no crea ni destruye los electrones que fluyen por los cables, del mismo modo que una bomba de agua no crea agua nueva. Simplemente hace que se mueva de una manera útil.

Los componentes de un generador diésel

El motor
Normalmente se trata de un motor diésel, muy parecido al de un vehículo grande; cuanto mayor sea la fuente de energía mecánica, más energía eléctrica podrá salir ‘por el otro extremo’.
El alternador
Esta es la parte que transforma la energía mecánica (la rotación del eje) en energía eléctrica mediante inducción. El ‘cómo’ del alternador es una de las partes más fascinantes de un generador. Faraday descubrió (o al menos describió) el proceso de ‘inducción electromagnética’ a principios de la década de 1830. Este principio sostiene que, si se mueve un cable (o cualquier conductor eléctrico) a través de un campo magnético, se ‘induce’ una corriente eléctrica en el cable. Lo mismo ocurre si el cable está quieto y el campo magnético se mueve. El simple movimiento a través de un campo magnético hace que los electrones fluyan por el cable. Si el cable se mueve de norte a sur, los electrones fluyen en una dirección, y si vuelve a moverse de sur a norte, fluyen en la otra. Cuanto más fuerte sea el campo y más largo sea el cable, mayor será la cantidad de corriente inducida. Los generadores modernos funcionan colocando varios imanes grandes y potentes agrupados alrededor de un eje central giratorio. Esto se llama el ‘rotor’ o ‘armadura’. Los imanes pueden ser imanes permanentes o electroimanes, pero la cuestión es que producen un campo magnético, que el motor hace girar. El otro subcomponente importante del alternador es el ‘estator’, que es esencialmente una serie de bobinas de cable fuertemente agrupadas, todas colocadas muy cerca alrededor del rotor. Cuando una fuerza externa (como un motor diésel) hace girar el eje central, el rotor mueve constantemente los polos norte y sur de su(s) campo(s) magnético(s) a través de los haces de cable que los rodean. Esto hace que una gran cantidad de corriente eléctrica fluya de un lado a otro por los cables – lo que llamamos corriente alterna o alimentación eléctrica de red ‘AC’.
El sistema de combustible
Normalmente, este es el suministro de combustible diésel para el motor. La parte más evidente es un tanque que contiene suficiente combustible para al menos 6-8 horas de funcionamiento. Este tanque puede estar dentro de la carcasa del generador en unidades más pequeñas o portátiles, o puede ser una estructura externa separada en unidades más grandes instaladas permanentemente. Otras partes del sistema de combustible incluyen tuberías para llevar el combustible al motor, una bomba de combustible similar a la de la mayoría de los vehículos, un filtro de combustible y una tubería o válvula de ventilación para el tanque de combustible, que evita la sobrepresión o el vacío en su interior. También habrá una conexión de rebose que garantiza que, si el tanque se llena en exceso, el combustible se desvíe y no simplemente salpique sobre la superficie del motor o del alternador.
El regulador de voltaje
Este es un componente bastante complejo pero importante. Sin él, el voltaje y el amperaje de la corriente AC suministrada variarían según la velocidad del motor. Como los equipos eléctricos modernos dependen de una alimentación muy estable, se requiere algo que la estabilice. El funcionamiento de un regulador de voltaje es bastante ingenioso y queda fuera del alcance de este artículo. Probablemente sea suficiente saber lo que hace, por ahora.
El sistema de refrigeración
Al igual que en un vehículo, el motor produce una gran cantidad de calor residual además de energía mecánica. La energía que fluye a través del alternador también produce calor debido a la resistencia eléctrica de los propios cables. De nuevo, como en su coche, este calor es absorbido por un fluido refrigerante, a menudo, aunque no necesariamente, agua, que luego pasa por un intercambiador de calor, liberando su calor normalmente al aire, o a veces a un fluido refrigerante secundario.
El sistema de escape
Todos los motores de combustión interna producen gases de escape. Estos son tóxicos y deben dirigirse lejos del propio motor y de cualquier persona cercana. Los gases de escape normalmente se canalizan a través de tuberías y se expulsan al aire exterior. Por lo general, existen normativas de salud y seguridad sobre cómo y dónde deben canalizarse los sistemas de escape, así que consúltelas detenidamente antes de instalar un nuevo generador.
El sistema de lubricación (aceite)
Cualquier motor requiere lubricación, y esto se gestiona mediante una bomba de aceite y un depósito unidos al propio motor.
El sistema de arranque & batería
De nuevo, igual que en un coche o camión, el motor diésel depende de un pequeño motor eléctrico para empezar a funcionar. Este motor de arranque eléctrico es alimentado por una batería, que se carga mediante un cargador independiente o por la propia salida del generador.
¿Cómo funcionan los generadores?
El panel de control es donde se opera el generador. Los controles & salidas típicos incluidos en la mayoría de los paneles de control son:
· Controles de arranque/apagado (manual, automático, o ambos)
· Interruptor selector de fase
· Interruptor de frecuencia
· Interruptor de modo del motor
· Combustible del motor
· Aceite del motor
· Velocidad del motor
· Temperatura del refrigerante
· Carga de la batería
· Voltaje de salida del generador
· Corriente de salida del generador (amperaje)
· Salida del generador en kVA
· Frecuencia de la alimentación AC
El bastidor/carcasa
Elgensetestará contenido en una carcasa resistente a la intemperie, un bastidor estructural abierto o una unidad transportable. Todas estas funciones mantienen los componentes juntos y firmemente sujetos. También garantizan que todos los componentes eléctricos estén conectados a tierra de forma segura.
La cubierta
Un generador diésel también puede estar cubierto con una cubierta con tratamiento acústico que reduce drásticamente el nivel de dB, incluso desde tan solo un metro de distancia, el ruido del motor puede ser muy bajo. Un generador con una cubierta acústica que cubre los demás elementos suele denominarse un generador silencioso.