Motor-generador

Un grupo electrógeno es la combinación de un generador eléctrico y un motor ( motor primario ) montados juntos para formar un solo equipo. Esta combinación también se denomina grupo electrógeno o simplemente generador . En muchos contextos, se da por sentado que el motor es un componente esencial y la unidad combinada se denomina simplemente generador . Un grupo electrógeno puede ser una instalación fija, formar parte de un vehículo o ser lo suficientemente pequeño como para ser portátil.

Además del motor y el generador, los generadores-motores suelen incluir un sistema de suministro de combustible, un regulador de velocidad constante (gobernador) en diésel y un regulador de voltaje del generador , sistemas de refrigeración y escape, y un sistema de lubricación. Las unidades con  una potencia superior a 1 kW suelen tener una batería y un motor de arranque eléctrico; las unidades de gran tamaño pueden arrancar con aire comprimido suministrado a un motor de arranque neumático o introducido directamente en los cilindros del motor para iniciar la rotación. Las unidades generadoras de energía de reserva suelen incluir un sistema de arranque automático y un interruptor de transferencia para desconectar la carga de la red eléctrica en caso de fallo y conectarla al generador.

Los generadores de motor están disponibles en una amplia gama de potencias. Estas incluyen unidades pequeñas y portátiles que pueden suministrar varios cientos de vatios, unidades montadas en carros que pueden suministrar varios miles de vatios y unidades estacionarias o montadas en remolques que pueden suministrar más de un millón de vatios. Independientemente del tamaño, los generadores pueden funcionar con gasolina , diésel , gas natural , propano , biodiésel , agua , gas de depuradora o hidrógeno . ^{[ 1 ]} La mayoría de las unidades más pequeñas están diseñadas para usar gasolina como combustible, y las más grandes admiten varios tipos de combustible, como diésel, gas natural y propano (líquido o gas). Algunos motores también pueden funcionar con diésel y gas simultáneamente ( funcionamiento bifuel ). ^{[ 2 ]}

Tamaño

Motor-generador estacionario de tamaño mediano

El grupo electrógeno estacionario de tamaño mediano que se muestra aquí es un conjunto de 100 kVA que produce 415 V a unos 110 A. Está alimentado por un motor Perkins Phaser Serie 1000 turboalimentado de 6,7 litros y consume aproximadamente 27 litros de combustible por hora, con un tanque de 400 litros. Los motores diésel en el Reino Unido pueden funcionar con diésel rojo y girar a 1500 o 3000 rpm. Esto produce energía a 50 Hz, que es la frecuencia utilizada en Europa . En regiones donde la frecuencia es de 60 Hz, como en América del Norte, los generadores giran a 1800 rpm o a otro divisor de 3600. Los grupos electrógenos diésel que operan en su punto de máxima eficiencia pueden producir entre 3 y 4 kilovatios-hora de energía eléctrica por cada litro de combustible diésel consumido, con una eficiencia menor a cargas parciales.  

Grupos electrógenos de gran escala

Muchos generadores producen suficientes kilovatios para alimentar desde un negocio hasta un hospital completo. Estas unidades son particularmente útiles para proporcionar soluciones de energía de respaldo a empresas que sufren importantes costos económicos asociados con una interrupción causada por un corte de energía imprevisto. ^{[ 3 ]} Por ejemplo, un hospital necesita electricidad constantemente, ya que varios dispositivos médicos vitales funcionan con electricidad, como los respiradores.

Un uso muy común es en las locomotoras diésel-eléctricas ferroviarias , algunas unidades con más de 4.000 hp (2.983 kW) .  

Los generadores de gran tamaño también se utilizan a bordo de buques con sistema de propulsión diésel-eléctrico . Los voltajes y las frecuencias pueden variar en las distintas instalaciones.

Los generadores-motor se utilizan para suministrar energía eléctrica en zonas donde no hay suministro eléctrico de la red (central eléctrica) o donde la electricidad se necesita solo temporalmente. En ocasiones, se utilizan generadores pequeños para alimentar herramientas en obras de construcción. Los generadores montados sobre remolques alimentan instalaciones temporales de iluminación, sistemas de amplificación de sonido, atracciones de parques de diversiones, etc. Se puede utilizar una tabla de potencia para calcular el consumo estimado de energía de diferentes tipos de equipos y determinar cuántos vatios necesita un generador portátil.

Los generadores montados en remolques o móviles, así como los generadores diésel, también se utilizan en emergencias o como respaldo cuando se requiere un sistema redundante o no hay un generador en el lugar. Para facilitar y hacer más segura la conexión, se suele instalar un panel de conexión cerca del cuadro eléctrico del edificio, el cual contiene conectores como los de tipo Camlock. Este panel también puede incluir un indicador de rotación de fase (para sistemas trifásicos) y un disyuntor. Los conectores Camlock tienen una capacidad nominal de 400 amperios para sistemas de hasta 480 voltios y se utilizan con cable tipo W 4/0 para la conexión al generador. Los paneles de conexión suelen tener diseños para aplicaciones de entre 200 y 3000 amperios.

Los generadores eléctricos de reserva se instalan de forma permanente y se utilizan para suministrar electricidad de inmediato a cargas críticas durante interrupciones temporales del suministro eléctrico. Hospitales, instalaciones de servicios de comunicaciones, centros de procesamiento de datos, estaciones de bombeo de aguas residuales y muchas otras instalaciones importantes están equipadas con generadores de energía de reserva. Algunos generadores de energía de reserva pueden detectar automáticamente la pérdida de energía de la red, arrancar el motor, funcionar con combustible de una línea de gas natural, detectar cuándo se restablece la energía de la red y luego apagarse, sin intervención humana. ^{[ 4 ]}

Los generadores privados son especialmente populares en zonas donde el suministro eléctrico de la red es inestable o inexistente. Los generadores montados sobre remolques pueden transportarse a zonas afectadas por desastres donde el suministro eléctrico se ha interrumpido temporalmente.

Cada año, el uso incorrecto de generadores portátiles provoca muertes por intoxicación con monóxido de carbono . Por ello, las autoridades y los expertos han advertido que no se deben usar generadores en interiores, garajes ni espacios parcialmente cerrados (esto incluye sótanos, espacios reducidos, cobertizos, recintos, compartimentos o cerca de ventanas, puertas, rejillas de ventilación u otras aberturas); incluso si se toman medidas de ventilación (es decir, abrir ventanas, puertas o rejillas de ventilación). ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} Un  generador portátil de 5,5 kW genera la misma cantidad de monóxido de carbono que seis automóviles, la cual puede acumularse rápidamente hasta alcanzar niveles fatales si el generador se coloca en interiores. ^{[ 10 ] [ 11 ]} El uso de generadores portátiles en garajes o cerca de ventanas abiertas o rejillas de ventilación del aire acondicionado también puede provocar intoxicación con monóxido de carbono. ^{[ 12 ]}

Además, la realimentación es otro peligro común al usar un generador portátil, que puede dañar a los trabajadores de la compañía eléctrica o a las personas en otros edificios, y también es ilegal. Por ello, los expertos han advertido que no se deben conectar los generadores directamente a una toma de corriente. ^{[ 13 ]} Antes de encender un generador diésel o de gasolina, se recomienda que los usuarios se aseguren de que el interruptor principal esté en la posición de "apagado" para garantizar que la corriente eléctrica no se invierta. ^{[ 14 ] [ 6 ]}

La evacuación de gases de combustión extremadamente calientes procedentes de grupos electrógenos puede realizarse mediante chimeneas de presión positiva prefabricadas (certificadas según la norma de ensayo UL 103) o con tuberías de hierro negro de uso general (Schedule 40). Se recomienda el uso de aislamiento para reducir la temperatura de la superficie de la tubería y minimizar la entrada de calor excesivo en la sala de máquinas. También existen válvulas de alivio de presión para liberar la presión en caso de posibles retrocesos de llama y mantener la integridad de la tubería de escape . ^{[ 15 ]}

• CDC: Seguridad eléctrica y generadores