Comment fonctionnent les générateurs

Quelles sont les pièces d’un générateur électrique?

Il y a neuf pièces dans un générateur et elles jouent toutes un rôle dans l’acheminement du courant là où il est le plus nécessaire. Les parties d’un générateur sont :

1. Moteur. Le moteur fournit de l’énergie au générateur. La puissance du moteur détermine la quantité d’électricité qu’un générateur peut fournir.

1. Alternateur. C’est là que se produit la conversion de l’énergie mécanique en énergie électrique. Également appelé « tête de générateur », l’alternateur contient des pièces mobiles et fixes qui travaillent ensemble pour créer le champ électromagnétique et le mouvement des électrons qui génèrent l’électricité.

1. Système d’alimentation en carburant. Le système de carburant permet au générateur de produire l’énergie nécessaire. Le système comprend un réservoir de carburant, une pompe à carburant, un tuyau reliant le réservoir au moteur et un tuyau de retour. Un filtre à carburant élimine les débris avant qu’ils n’arrivent au moteur et un injecteur force le carburant dans la chambre de combustion.

1. Régulateur de tension. Ce composant aide à contrôler la tension de l’électricité qui est produite. Il aide également à convertir l’électricité du courant alternatif au courant continu, si nécessaire.

1. Systèmes de refroidissement et d’échappement. Les générateurs créent beaucoup de chaleur. Le système de refroidissement veille à ce que la machine ne surchauffe pas. Le système d’échappement dirige et évacue les fumées que forme le fonctionnement.

1. Système de lubrification. Il y a beaucoup de petites pièces mobiles à l’intérieur d’un générateur. Il est essentiel de les lubrifier adéquatement avec de l’huile moteur pour assurer un fonctionnement régulier et les protéger d’une usure excessive. Les niveaux de lubrifiant doivent être vérifiés régulièrement, aussi souvent que toutes les 8 heures de fonctionnement.

1. Chargeur de batterie. Les batteries sont utilisées pour démarrer le générateur. Le chargeur de batterie est un composant entièrement automatique qui garantit que la batterie est prête à fonctionner au moment voulu en lui fournissant un faible niveau de tension constant.

1. Panneau de commande. Le panneau de commande contrôle chaque aspect du fonctionnement du générateur, du démarrage et de la vitesse de fonctionnement aux sorties. Les unités modernes sont même capables de détecter quand le courant baisse ou s’éteint et peuvent démarrer ou éteindre le générateur automatiquement.

1. Assemblage principal / châssis. Il s’agit du corps du générateur. C’est la partie que l’on voit ; la structure qui maintient tout en place.

Quel type de carburant les générateurs électriques nécessitent-ils ?

Les générateurs électriques d’aujourd’hui sont disponibles dans de nombreuses options de carburant différentes. Les générateurs diesel sont les générateurs industriels les plus populaires sur le marché. Les générateurs résidentiels comprennent plus couramment : les générateurs au gaz naturel ou les générateurs au propane, tandis que les petits générateurs portables fonctionnent généralement à l’essence, au carburant diesel ou au propane. Certains générateurs sont capables de bicarburation – fonctionnant à la fois à l’essence et au diesel.

Réservoirs de carburant pour générateurs

Le système de carburant garantit que le générateur dispose des matières premières nécessaires pour fournir de l’électricité en initiant le processus de combustion interne. Sans carburant, la combustion ne peut pas avoir lieu et le générateur ne peut pas convertir l’énergie mécanique créée en énergie électrique. Le carburant du générateur doit être stocké sur place afin que le générateur puisse être mis en service immédiatement en cas de besoin.

Selon le type de générateur et son application, les réservoirs de carburant peuvent être montés sur le châssis du générateur ou il peut s’agir de réservoirs externes situés loin du générateur proprement dit. En général, plus le générateur est gros et plus il doit fonctionner longtemps, plus le réservoir de carburant est gros. Le carburant des générateurs est stocké dans des réservoirs de différentes capacités, en fonction de l’utilisation prévue du générateur et de la quantité de puissance requise. Les réservoirs peuvent être situés au-dessus du sol, sous le sol ou sous la base. Les réservoirs sous la base sont destinés à stocker moins de 1 000 gallons de carburant et sont situés au-dessus du sol, mais sous la base du groupe électrogène.

Les réservoirs de stockage de carburant de générateur au-dessus du sol et sous le sol sont un meilleur choix pour les besoins de grande capacité. Les réservoirs de stockage souterrains sont plus chers à installer, mais ils ont tendance à durer plus longtemps car ils sont protégés des éléments. Les deux types de réservoirs de stockage de carburant présentent des avantages et des inconvénients, mais vous ne serez pas seul à prendre une décision. Les réservoirs de carburant pour générateur et les systèmes de carburant pour générateur doivent répondre à plusieurs exigences de code et approbations avant de pouvoir être installés, que l’installation soit à usage résidentiel ou commercial.

Le principal code régissant les réservoirs de carburant pour générateur aux États-Unis est celui des codes et normes de la National Fire Protection Association (NFPA), notamment les sections NFPA 30 et NFPA 37. À ce titre, toute demande de réservoir de carburant pour générateur doit être soumise à l’approbation du State Fire Marshall.

Pour déterminer vos besoins en capacité minimale de réservoir de carburant, vous devrez réfléchir à la façon dont vous comptez utiliser le générateur. Pour les pannes de courant courtes ou peu fréquentes, un générateur de secours avec un réservoir de stockage plus petit peut être acceptable, cependant vous devrez remplir le réservoir plus fréquemment que vous ne le feriez pour des réservoirs plus grands. Des réservoirs de stockage plus grands peuvent être nécessaires si vous envisagez d’alimenter une grande installation commerciale avec un générateur principal ou si vous êtes soumis à des coupures de courant longues et fréquentes.

Votre fournisseur de générateur peut vous aider à déterminer la taille optimale du réservoir de carburant pour vous assurer d’en avoir suffisamment sous la main lorsque vous en avez besoin. Une autre chose à garder à l’esprit à la fois lors de l’achat d’un générateur et lors du choix d’un réservoir de stockage de carburant pour générateur est le coût et la disponibilité des carburants à votre emplacement. C’est une bonne idée de parler aux fournisseurs de carburant locaux avant d’acheter un générateur pour avoir une meilleure idée du coût et de la logistique nécessaires pour obtenir du carburant pour générateur.

Systèmes d’échappement des générateurs et contrôles des émissions

En tant que machines qui brûlent des combustibles fossiles et fonctionnent en continu, même si ce temps de fonctionnement est erratique, les générateurs doivent être équipés de composants pour les refroidir et filtrer les émissions. Les systèmes de refroidissement et de ventilation des générateurs réduisent et éliminent la chaleur de diverses manières :

• Eau. L’eau peut être utilisée pour refroidir les composants du générateur. Ce type de système de refroidissement est généralement limité à des situations spécifiques ou à de très grandes unités de 2 250 kW et plus.

• Hydrogène. L’hydrogène est un liquide de refroidissement très efficace qui est utilisé pour absorber la chaleur dégagée par un générateur en fonctionnement. La chaleur est transférée à un échangeur de chaleur et à un circuit de refroidissement secondaire, souvent situé dans de grandes tours de refroidissement sur site.

• Radiateurs et ventilateurs. Les générateurs plus petits sont refroidis par la combinaison d’un radiateur et d’un ventilateur standard.

Les fumées émises par les générateurs sont tout comme les gaz d’échappement émis par d’autres moteurs à essence ou diesel. Elles comprennent des produits chimiques toxiques, comme le dioxyde de carbone, qui doivent être filtrés et éliminés des émissions. Le système d’échappement du générateur gère cette tâche.

Les tuyaux d’échappement sont reliés au moteur où ils dirigent les fumées vers le haut, vers l’extérieur et loin du générateur et de l’installation. Le tuyau s’étend à l’extérieur du bâtiment abritant le générateur et doit se terminer loin des portes, des fenêtres et des autres zones d’entrée d’air.

En plus des systèmes d’échappement, certains générateurs sont soumis à des contrôles fédéraux des émissions. Les émissions des générateurs contrôlées sont : L’oxyde d’azote (NOx), les hydrocarbures, le monoxyde de carbone (CO) et les particules.

En général, les générateurs d’urgence et les générateurs qui fonctionnent moins de 100 heures par an ne sont pas soumis aux exigences fédérales en matière d’émissions des générateurs, cependant, les générateurs principaux installés de façon permanente et les générateurs de secours sont soumis aux exigences fédérales en matière d’émissions en vertu de trois règles de l’EPA :

• National Emission Standard for Hazardous Air Pollutants (NESHAP) – For Reciprocating Internal Combustion Engines (RICE). 40 Code des règlements fédéraux, partie 63, sous-partie ZZZZ. Aussi connu sous le nom de règle RICE.

• Nouvelles normes de performance des sources (NSPS) – Normes de performance pour les moteurs stationnaires à allumage commandé. 40 CFR, partie 60, sous-partie JJJJ. Aussi connu sous le nom de règle NSPS sur l’allumage par étincelles.

• Normes de performance pour les moteurs stationnaires à combustion interne à allumage par compression. 40 CFR, partie 60, sous-partie IIII. Aussi connu sous le nom de règle NSPS d’allumage par compression.

La bonne nouvelle est que de nombreux groupes électrogènes plus récents répondent déjà aux normes d’émissions des générateurs grâce aux améliorations de fabrication. Les groupes électrogènes plus anciens peuvent bénéficier d’un droit acquis, ce qui les exempte de la réglementation fédérale et les soumet uniquement aux normes d’émissions étatiques et locales. Les exigences en matière de contrôle des émissions varient en fonction du fabricant, de la taille du générateur et de la date de production, de sorte que la meilleure façon de déterminer vos exigences en matière d’émissions est de parler à votre concessionnaire ou fabricant de générateur.

Pour un examen plus approfondi des réglementations en matière d’émissions, lisez ce livre blanc de Cummins,  » L’impact des réglementations sur les émissions Tier 4 sur l’industrie de la production d’énergie « .

Le panneau de commande du générateur et le commutateur de transfert automatique (ATS)

L’un des composants les plus importants des générateurs modernes est le panneau de commande du générateur. Le panneau de commande est le cerveau du générateur et est également l’interface utilisateur du générateur ; le point à partir duquel vous accéderez et contrôlerez le fonctionnement du générateur.

De nombreux panneaux de commande comportent un commutateur de transfert automatique (ATS), qui surveille en permanence la puissance entrante. Lorsque le niveau de puissance baisse ou se coupe entièrement, l’ATS signale au panneau de commande de démarrer le générateur. De même, lorsque le courant entrant est rétabli, l’ATS signale au panneau de commande d’arrêter le générateur et de se reconnecter au réseau électrique.

En plus de la surveillance 24/7, le panneau de commande du générateur fournit une foule d’informations aux gestionnaires du site :

• Les jauges du moteur fournissent des informations importantes sur les niveaux d’huile et de liquide, la tension de la batterie, la vitesse du moteur et les heures de fonctionnement. Dans de nombreux groupes électrogènes, le panneau arrêtera même automatiquement le moteur lorsqu’il détectera un problème avec les niveaux de fluide ou d’autres aspects du fonctionnement du générateur.

• Les jauges de générateur fournissent des informations précieuses sur le courant de sortie, la tension et la fréquence de fonctionnement.

Quel type d’entretien nécessite un générateur ?

Les générateurs sont des moteurs et nécessitent un entretien de routine du moteur pour assurer un bon fonctionnement. Comme on compte sur de nombreux générateurs pour fournir une alimentation de secours en cas d’urgence, il est crucial que les opérateurs effectuent des vérifications et des inspections régulières de leurs groupes électrogènes pour s’assurer que la machine fonctionnera comme il faut, quand il le faut.

La meilleure routine d’entretien des générateurs est celle recommandée par le fabricant, mais, au minimum, tous les plans d’entretien des générateurs devraient inclure des vérifications régulières et courantes :

• Inspection et retrait des pièces usées.
• Vérification des niveaux de fluides, y compris le liquide de refroidissement et le carburant.
• Inspection et nettoyage de la batterie.
• Réalisation d’un test de banc de charge sur la génératrice et le commutateur de transfert automatique.
• Vérification du panneau de commande pour assurer la précision des lectures et des indicateurs.
• Changement des filtres à air et à carburant.
• Inspection du système de refroidissement.
• Lubrification des pièces au besoin.

Assurez-vous de tenir un journal d’entretien pour la tenue des dossiers. Incluez tous les relevés, les niveaux de liquide, etc. ainsi que la date et le relevé du compteur horaire du générateur. Ces relevés peuvent être comparés à des relevés ultérieurs et utilisés pour aider à détecter des anomalies ou des changements de fonctionnement qui peuvent vous mettre sur la piste de problèmes cachés qui pourraient devenir des problèmes majeurs s’ils ne sont pas vérifiés.

Les générateurs peuvent durer des décennies lorsqu’ils sont correctement entretenus. Ces simples petits investissements seront certainement rentables au fil du temps en économisant sur les réparations coûteuses ou même le remplacement complet du groupe électrogène. Si l’entretien du générateur n’est pas quelque chose que vous pouvez gérer en interne, de nombreux concessionnaires de générateurs proposent des contrats d’entretien ou peuvent recommander des techniciens d’entretien qualifiés pour vous aider à garder votre générateur en pleine forme année après année. C’est du temps et de l’argent bien dépensé si cela peut permettre à votre entreprise de rester en activité lorsque le courant est coupé.