I. Componenti di base del gruppo elettrogeno diesel
Un gruppo elettrogeno diesel completo è composto principalmente da quattro sistemi principali:
1. Motore diesel (unità principale)
o Fornisce la potenza originale, principalmente motori diesel ad accensione spontanea a quattro-tempi.
o Determina la potenza, il consumo di carburante, l'affidabilità, ecc. del gruppo elettrogeno.
2. Generatore CA sincrono (unità generatrice)
o Converte l'energia meccanica in corrente alternata, solitamente un generatore di eccitazione senza spazzole.
o Responsabile dell'emissione di tensione, corrente e mantenimento della stabilità della frequenza.
3. Sistema di controllo e protezione (armadio di controllo/ATS)
o Avvio/arresto, regolazione tensione/frequenza, protezione da sovraccarico, protezione da cortocircuito, allarme di superamento del limite della temperatura dell'acqua e della pressione dell'olio.
o Con ATS (interruttore di trasferimento automatico), può avviarsi automaticamente quando viene interrotta l'alimentazione di rete e arrestarsi automaticamente quando l'alimentazione viene ripristinata.
4. Sistemi ausiliari
o Sistema di alimentazione: serbatoio del carburante, pompa del carburante, filtro
o Sistema di lubrificazione: pompa dell'olio, radiatore dell'olio
o Sistema di raffreddamento: gruppo radiatore (ventola del serbatoio dell'acqua) o scambiatore di calore
o Sistema di aspirazione e scarico: filtro dell'aria, intercooler, marmitta, turbocompressore, tubo di scarico, ecc.
o Sistema di avviamento: batteria + avviamento motore
II. Principio di funzionamento
Combustione diesel → Il pistone funziona → Fa ruotare l'albero motore → Aziona il rotore del generatore → Genera corrente alternata grazie al taglio del campo magnetico
Processo dettagliato:
1. Il motore diesel aspira l'aria e la comprime per generare alta temperatura.
2. La pompa del carburante ad alta-pressione (di tipo meccanico o elettronico) spruzza carburante e il carburante diesel atomizzato si accende spontaneamente quando incontra l'aria ad alta-temperatura.
3. Il gas si espande e spinge il pistone su e giù, trasformandolo in potenza rotazionale.
4. L'albero motore fa ruotare il rotore del generatore ad alta velocità, formando un campo magnetico rotante.
5. L'avvolgimento dello statore taglia le linee di forza magnetiche, emettendo corrente alternata trifase.
6. Il sistema di controllo regola la velocità e l'eccitazione in tempo reale per garantire una frequenza stabile di 50 Hz/60 Hz e una tensione stabile.
7. Il sistema di protezione monitora lo stato operativo del gruppo elettrogeno in tempo reale e allarma automaticamente o addirittura arresta la macchina in caso di temperatura elevata, bassa pressione dell'olio, sovraccarico o velocità eccessiva.
III. Scenari applicativi dei generatori diesel
Rispetto ai generatori di gas, i maggiori vantaggi dei generatori diesel sono: avvio rapido, ampio intervallo di potenza, nessuna dipendenza dalla rete elettrica, elevata affidabilità e facile stoccaggio del carburante.
1. Alimentatore di backup (applicazione principale)
o Ospedali, data center, banche, aeroporti, metropolitane, centri commerciali, grattacieli-
o Avvia e fornisce automaticamente l'alimentazione entro alcuni secondi fino a decine di secondi quando l'alimentazione di rete viene improvvisamente interrotta
2. Alimentazione principale in aree senza rete elettrica o regioni remote (alimentazione mobile)
o Miniere, giacimenti petroliferi, cantieri in natura, piattaforme di trivellazione, posti di guardia di frontiera
o Villaggi remoti, campi temporanei, costruzione di ferrovie
o Isole, deserti, progetti di esplorazione sul campo
3. Scenari di alimentazione continua/garanzia di emergenza
o Linee di produzione di fabbrica, impianti chimici, metallurgia, trattamento delle acque reflue
o Stazioni base di comunicazione, stazioni radiofoniche e televisive, veicoli di comando di emergenza
o Alimentazione temporanea per grandi eventi, concerti, mostre
4. Scenari di Condizioni Operative Particolari
o Requisiti estremamente elevati di affidabilità dell'alimentazione elettrica, non sono consentite interruzioni di corrente
o Necessità di funzionamento continuo a lungo termine e ad alta potenza-
o Comoda fornitura di carburante (diesel), stoccaggio sicuro
o Ambienti difficili (alta temperatura, bassa temperatura, alta quota, polveroso, ecc.)
5. Vantaggi comparativi con altre fonti di energia
o Rispetto ai generatori di gas: nessuna dipendenza dai gasdotti, sistema più semplice, funzionamento più semplice, più sicuro
o Rispetto ai generatori a benzina: maggiore potenza, risparmio di carburante, costo del carburante inferiore, buone prestazioni a prova di esplosione-, meno infiammabile
o Rispetto all'energia solare/eolica: inalterato dalle condizioni atmosferiche, alimentazione stabile per 24 ore