APLICACIÓN DE GENERADORES PARA RESPALDO DE ENERGÍA DE ALTA EFICIENCIA Y RENTABILIDAD

Ing. Edgar Ponceedgar.ponce@amperonline.com

• Introducción• Diseño Preliminar• Selección de Generador• Diseño Mecánico• Influencia de la Altura• Nivel de Ruido y

Contaminación Ambiental

GRUPEL PORTUGAL

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• Introducción• Diseño Preliminar• Selección de Generador• Diseño Mecánico• Influencia de la Altura• Nivel de Ruido y

Contaminación Ambiental

¿Qué es un Grupo Generador? • Según ISO 8528-1.

• El motor puede ser de ciclo Otto o ciclo Diésel.

• Consiste en un motor de combustión interna usado para generar energía mecánica y un alternador (generador) para convertir la energía mecánica en eléctrica.

• El controlador es el cerebro del Grupo que permite operar, proteger y monitorear la operación de un Grupo.

• El alternador puede ser síncrono o asíncrono.

Generador Eléctrico

MotorAlternador

ATS

Controlador

Chasis

Tipos de Generadores • Según el sitio de uso:

• Marino usado en barcos o puertos

• Estacionario incluyendo transportables.

• Operación en Paralelo

• Operación Independiente

• Según su operación:

Aplicaciones del Generador• Aplicaciones Obligatorias y Opcionales:

• Emergencia Opcional

• Obligatorias por la Ley.

• Potencia de Carga Base (Continuos Power)

• Potencia de Emergencia (Standby)

• Rangos de Operación:

• Potencia Primaria (Prime Power)

Dimensionamiento• Información requerida:

• Frecuencia (50 o 60 Hz).

• Carga nominal a aplicar.

• Software de dimensionamiento.

• Voltaje nominal.

• Caída de voltaje y de frecuencia especificadas.

• Temperatura ambiente y altitud.

• Parámetros de carga.

Definiciones de Rateo de PotenciaOrganización internacional para la estandarización ISO

• La ISO 8528 es la norma para los grupos electrógenos de corriente alterna, impulsados por motores de combustión interna recíproca.

• La norma ISO 8528-1:2005(E) define la aplicación, las clasificaciones y el funcionamiento de los equipos reguladores y del equipo auxiliar, el conmutador y el control asociados.

• Se aplica a motores encendidos por compresión (Diésel) y encendidos por chispa (gasolina y gas)

• La norma ISO 8528-5 define criterios de funcionamiento de grupos electrógenos transitorios y estables.

Definiciones de la norma ISO 8528-1• La sección 13 define las siguientes clasificaciones:

• Potencia Auxiliar de Emergencia STP(Emergency Standby Power)

• Potencia Principal de tiempo limitado LTP(Limited Time Prime Power)

• Potencia Principal de tiempo ilimitado PRP(Unlimited Time Prime Power)

• Potencia Operativa Continua COP(Continuous Operating Power)

• Cualquier fabricante puede ir más allá de las definiciones de las clasificaciones ISO

Definiciones de la Norma ISO 8528• ¿Qué significa su clasificación del Generador?

• Tiempo de ejecución requerido (por año).

• Carga aplicada (variable o constante).

• Garantía.

(STP – LTP – PRP – COP)

Potencia Auxiliar de Emergencia STP• Para suministrar potencia de

emergencia durante una falla de la red eléctrica.

• No debe exceder las 200 h/año.• Factor de carga promedio del

70% de la clasificación auxiliar durante un período de 24 horas.

• Operaciones de interrupción del servicio no negociadas.

Potencia Principal Tiempo Limitado LTP

• Cantidad limitada de 500 h/año

• Carga invariable y las aplicaciones no deben exceder el 100% de la clasificación de potencia principal.

• Cualquier operación que exceda las 500 h/año debe usar la clasificación de potencia continua COP.

Potencia Principal Tiempo Ilimitado PRP• Cantidad ilimitada de horas por

año (8760 h/año menos mantenimiento).

• Carga variable.• No debe exceder un promedio

del 70% de la clasificación principal durante ningún período de funcionamiento de 24 horas

Potencia Operativa Continua COP• Operación continua de horas

por año (8760 h/año menos el mantenimiento).

• Aplicable para suministrar energía para servicios públicos a una carga constante del 100% durante una cantidad ilimitada de horas por año.

• No hay capacidad de sobrecarga para este rango.

Ejemplo de Aplicaciones

• LTP - Potencia Principal Tiempo Limitado.

• STP - Potencia Auxiliar de Emergencia.

• Respaldo para sistemas de seguridad, cargas críticas o exigidas por ley.

• No exigida por ley pero importante para minimizar pérdidas económicas en procesos por interrupción de energía principal.

• Carga Base.

• Reducción de Tarifas

Ejemplo de Aplicaciones

• COP - Potencia Operativa Continua.

• PRP - Potencia Principal Tiempo Ilimitado.

• Lugares donde no se cuenta con servicio de utilitaria.

• Corte de picos y reducción de Tarifas.

• Generación de energía en paralelo a utilitaria.

• Cogeneración de calor y potencia.

• Carga Base.

1110

1012 1012

850777

1012

708

850

0

200

400

600

800

1000

1200

STP LTP PRP COP

Clsificación completa Carga promedio máxima en 24 horas

Ejemplo de ClasificaciónGenerador Grupel G001110PK0ST

Impacto de las Cargas

• Cargas de aire acondicionado.

• Cargas de iluminación.

• Cargas de motores.

• Cargas de UPSs.

• Cargas con alta y baja inercia.

• Cargas de cargadores de baterías.

• Equipo médico de imagen.

• Aplicaciones en sistemas anti incendios.

• Cargas monofásicas y balance de cargas.

• Introducción• Diseño Preliminar• Selección de Generador• Diseño Mecánico• Influencia de la Altura• Nivel de Ruido y

Contaminación Ambiental

Tipo de Generador

Generador Grupel

Otto

Diesel

Motor de 4 Tiempos

Disposición de un Motor

Sistema de Lubricación

Sistema de Inyección

Sistema de Aire

Funcionamiento del Motor

Temperaturas del Motor

Cámara de Combustión:1500-2000°C

Sistema de Enfriamiento

PERKINS IVECO DOOSAN

Potencia PRP (kVA) 60 60 57

Modelo 1103A-33TG2 N45 SM1A DB58

Cilindros 3 en línea 4 en línea 6 en línea

Cilindrada (Lts) 3.30 4.50 5.79

Aspiración Turbo Turbo Atmosférica

Potencia B PRP (kWm) 55 54 54

Potencia B STP (kWm) 61 60 59

Relación Compresión 17.25:1 17.5:1 17.5:1

Presion media efectiva al freno PRP (kPa)

1333 970 540

Presion media efectiva al freno STP (kPa)

1467 1067 590

Generador Grupel STP 63 kVA

Tipo de soporte de un alternador

Características de un Alternador

Generador TrifásicoReconectado a Monofásico

ATS

Controlador

• Grupel.

• ComAp.

• DeepSea.

• Introducción• Diseño Preliminar• Selección de Generador• Diseño Mecánico• Influencia de la Altura• Nivel de Ruido y

Contaminación Ambiental

Instalación• Ventilación adecuada.• Espacio suficiente alrededor del grupo para la correcta refrigeración y para

facilitar las tareas de mantenimiento o de una posible reparación.• Protecciones necesarias.• Ubicación de un extintor.• Salida de los gases de escape.

• Introducción• Diseño Preliminar• Selección de Generador• Diseño Mecánico• Influencia de la Altura• Nivel de Ruido y

Contaminación Ambiental

Derrateo por la Altura• Motor

• Motor de aspiración natural.

• Alternador

• Motor turboalimentado.

• Refrigeración.

• Humedad.

Derrateo por altura comparativo

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Derrateo 25°C

Perkins Turbo

Perkins Natural

Fpt Turbo

Fpt Natural

Alternador

Metros sobre el nivel del mar

Fact

or d

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• Introducción• Diseño Preliminar• Selección de Generador• Diseño Mecánico• Influencia de la Altura• Nivel de Ruido y

Contaminación Ambiental

Nivel de Ruido

• Principal problema en la instalación de los generadores.

• Un sistema es demasiado ruidoso si excede los códigos locales (40-50 dBA) o alguien opina que es así.

• Percepción y medida real.

• Depende también del ruido en el ambiente.

• La adaptaciones posteriores son COSTOSAS.

Nivel de Ruido

No. de horas de exposición

Nivel del

sonido en dB

8 90

6 92

4 95

3 97

2 100

1 1/2 102

1 1051/2 110

1/4 o menos 115

Nivel de Ruido

Emisión de Contaminantes

Emisión de Contaminantes