Como funcionam os geradores

Quais são as partes de um gerador elétrico?

Há nove partes de um gerador e todas elas desempenham um papel na obtenção de energia para onde ela é mais necessária. As partes de um gerador são:

1. Engine. O motor fornece energia para o gerador. A potência do motor determina quanta eletricidade um gerador pode fornecer.

1. Alternador. É aqui que ocorre a conversão de energia mecânica em energia elétrica. Também chamado “genhead”, o alternador contém partes móveis e estacionárias que trabalham em conjunto para criar o campo eletromagnético e o movimento dos elétrons que geram eletricidade.

1. Sistema de Combustível. O sistema de combustível torna possível que o gerador produza a energia necessária. O sistema inclui um tanque de combustível, uma bomba de combustível, um tubo que liga o tanque ao motor e um tubo de retorno. Um filtro de combustível remove os detritos antes de chegar ao motor e um injector força o combustível para dentro da câmara de combustão.

1. Regulador de Tensão. Este componente ajuda a controlar a tensão da electricidade que é produzida. Também ajuda a converter a eletricidade de CA para CC, se necessário.

1. Sistemas de Refrigeração e Exaustão. Os geradores criam muito calor. O sistema de arrefecimento assegura que a máquina não sobreaqueça. O sistema de exaustão direciona e remove os vapores da forma durante a operação.

1. Sistema de Lubrificação. Há muitas peças pequenas e móveis dentro de um gerador. É essencial lubrificá-las adequadamente com óleo do motor para garantir um funcionamento suave e protegê-las do desgaste excessivo. Os níveis de lubrificante devem ser verificados regularmente, com a mesma frequência que a cada 8 horas de operação.

1. Carregador de Bateria. As baterias são usadas para ligar o gerador. O carregador de bateria é um componente totalmente automático que assegura que a bateria está pronta para funcionar quando necessário, fornecendo-lhe um nível de voltagem baixo constante.
1. Painel de Controlo. O painel de controle controla todos os aspectos do funcionamento do gerador, desde o arranque e velocidade de funcionamento até às saídas. As unidades modernas são até mesmo capazes de detectar quando a energia cai ou se apaga e podem ligar ou desligar o gerador automaticamente.
1. Conjunto Principal / Estrutura. Este é o corpo do gerador. É a parte que vemos; a estrutura que mantém tudo no lugar.

Que tipo de combustível os geradores elétricos precisam?

Os geradores elétricos de hoje estão disponíveis em muitas opções diferentes de abastecimento. Os geradores a diesel são os geradores industriais mais populares no mercado. Os geradores residenciais mais comuns incluem: geradores a gás natural ou geradores a propano, enquanto os geradores portáteis menores normalmente funcionam com gasolina, combustível diesel ou propano. Alguns geradores são bicombustíveis – funcionando tanto com gasolina quanto com diesel.

Gerador de tanques de combustível

O sistema de combustível garante que o gerador tenha as matérias-primas necessárias para fornecer eletricidade, iniciando o processo de combustão interna. Sem combustível, a combustão não pode ter lugar e o gerador não pode converter a energia mecânica criada em energia eléctrica. O combustível do gerador precisa ser armazenado no local para que o gerador possa ser colocado em operação imediatamente quando necessário.

Dependente do tipo de gerador e da sua aplicação, os tanques de combustível podem ser montados na estrutura do gerador ou podem ser tanques externos localizados longe do gerador real. Em geral, quanto maior for o gerador e quanto mais tempo necessitar para funcionar, maior será o tanque de combustível. O combustível do gerador é armazenado em tanques de várias capacidades, dependendo do uso pretendido do gerador e da quantidade de energia necessária. Os meus tanques devem estar localizados acima do solo, abaixo do solo, ou na base. Sub-base tanques são destinados a armazenar menos de 1.000 galões de combustível e estão localizados acima do solo, mas abaixo da base do conjunto gerador.

Acima do solo e abaixo do solo tanques de armazenamento de combustível do gerador são uma melhor escolha para as necessidades de alta capacidade. Os tanques de armazenamento subterrâneos são mais caros de instalar, mas tendem a durar mais, uma vez que estão protegidos dos elementos. Há prós e contras para ambos os tipos de tanques de armazenamento de combustível, mas você não será o único a tomar uma decisão. Os tanques de combustível de geradores e os sistemas de combustível de geradores devem cumprir vários requisitos de código e aprovações antes de poderem ser instalados, quer a instalação seja para uso residencial ou comercial.

O código primário que rege os tanques de combustível de geradores nos Estados Unidos é o National Fire Protection Association Codes and Standards (NFPA), particularmente as seções NFPA 30 e NFPA 37. Como tal, todas as solicitações para um tanque de combustível de gerador devem ser submetidas à aprovação da State Fire Marshall.

Para determinar suas necessidades mínimas de capacidade do tanque de combustível, você precisará pensar em como pretende usar o gerador. Para quedas de energia curtas ou infrequentes, um gerador de reserva com um tanque de armazenamento menor pode ser aceitável, porém você precisará recarregar o tanque com mais freqüência do que teria que recarregar tanques maiores. Podem ser necessários tanques de armazenamento maiores se estiver a planear alimentar uma grande instalação comercial com um gerador principal ou se estiver sujeito a longos e frequentes cortes de energia.

O seu fornecedor de gerador pode ajudá-lo a determinar o tamanho ideal do tanque de combustível para garantir que você tenha combustível suficiente à mão quando precisar dele. Mais uma coisa a ter em mente, tanto ao comprar um gerador como ao seleccionar um depósito de combustível de gerador, é o custo e a disponibilidade dos combustíveis para o seu local. É uma boa idéia conversar com fornecedores locais de combustível antes de comprar um gerador para ter uma melhor idéia do custo e logística envolvidos na obtenção do combustível do gerador.

Sistemas de Exaustão de Geradores e Controles de Emissões

As máquinas que queimam combustíveis fósseis e funcionam continuamente, mesmo que esse tempo de funcionamento seja errático, os geradores devem ser equipados com componentes para resfriá-los e filtrar as emissões. Os sistemas de arrefecimento e ventilação dos geradores reduzem e removem o calor de várias formas:

ul>Água. A água pode ser usada para resfriar os componentes do gerador. Este tipo de sistema de refrigeração é tipicamente limitado a situações específicas ou unidades muito grandes de 2.250 kW e superiores.

• Hidrogênio. O hidrogênio é um refrigerante muito eficiente que é utilizado para absorver o calor emitido por um gerador em funcionamento. O calor é transferido para um permutador de calor e um circuito de arrefecimento secundário, frequentemente localizado em grandes torres de arrefecimento no local.

• Radiadores e ventiladores. Geradores menores são resfriados através de uma combinação de um radiador padrão e um ventilador.

Os fumos emitidos pelos geradores são iguais aos gases de escape emitidos por outros motores a gás ou diesel. Eles incluem produtos químicos tóxicos, como o dióxido de carbono, que devem ser filtrados e removidos das emissões. O sistema de exaustão do gerador gere esta tarefa.

Os tubos de exaustão são conectados ao motor onde eles direcionam os vapores para cima, para fora, e para longe do gerador e da instalação. O tubo se estende para fora do prédio que abriga o gerador e deve terminar longe de portas, janelas e outras áreas de entrada de ar.

Além dos sistemas de exaustão, alguns geradores estão sujeitos a controles federais de emissões. As emissões dos geradores monitorados são: Óxido de nitrogênio (NOx), hidrocarbonetos, monóxido de carbono (CO) e material particulado.

Em geral, geradores de emergência e geradores que funcionam por menos de 100 horas por ano não estão sujeitos aos requisitos federais de emissões de geradores, no entanto, geradores prime permanentemente instalados e geradores standby estão sujeitos aos requisitos federais de emissões sob três regras da EPA:

ul>>li>Padrão Nacional de Emissão de Poluentes Atmosféricos Perigosos (NESHAP) – Para Motores de Combustão Interna Reciprocadores (RICE). 40 Código dos Regulamentos Federais Parte 63, Subparte ZZZZ. Também conhecido como a regra RICE.

• New Source Performance Standards (NSPS) – Padrões de desempenho para motores estacionários de ignição por centelha. 40 CFR, Parte 60, Subparte JJJJ. Também conhecido como regra NSPS de ignição por faísca.

• Padrões de desempenho para motores de ignição por compressão estacionários de combustão interna. 40 CFR, Parte 60, Subparte IIII. Também conhecida como regra NSPS de ignição por compressão.

A boa notícia é que muitos geradores mais novos já cumprem as normas de emissões do gerador graças a melhorias na fabricação. Os grupos geradores mais antigos podem ser protegidos por um grandfather in, tornando-os isentos dos regulamentos federais, e sujeitos apenas às normas de emissões estaduais e locais. Os requisitos de controle de emissões variam de acordo com o fabricante, tamanho do gerador e data de produção, portanto a melhor maneira de determinar seus requisitos de emissões é falar com seu revendedor ou fabricante de geradores.

Para uma análise mais profunda dos regulamentos de emissões, leia este white paper da Cummins, “The Impact of Tier 4 Emission Regulations on the Power Generation Industry”.

O painel de controle do gerador e o interruptor de transferência automática (ATS)

Um dos componentes mais importantes dos geradores modernos é o painel de controle do gerador. O painel de controle é o cérebro do gerador e é também a interface de usuário do gerador; o ponto no qual você acessará e controlará o funcionamento do gerador.

Muitos painéis de controle possuem um Interruptor de Transferência Automática (ATS), que monitora continuamente a energia recebida. Quando o nível de energia cai ou corta totalmente, o ATS sinaliza o painel de controle para iniciar o gerador. Da mesma forma, quando a energia de entrada é restaurada, o ATS sinaliza o painel de controle para desligar o gerador e reconecta-se à rede elétrica.

Além da monitorização 24/7, o painel de controlo do gerador fornece uma grande quantidade de informações para os gestores do local:

li>Medidores de motor fornecem informações importantes sobre os níveis de óleo e fluidos, tensão da bateria, velocidade do motor e horas de funcionamento. Em muitos grupos geradores, o painel até desliga automaticamente o motor quando detecta um problema com os níveis de fluido ou outros aspectos da operação do gerador.

li>Medidores de geradores fornecem informações valiosas sobre corrente de saída, voltagem e frequência de operação.

Que tipo de manutenção requer um gerador?

Geradores são motores e requerem manutenção de rotina do motor para garantir o funcionamento adequado. Uma vez que muitos geradores são confiáveis para fornecer energia de reserva em caso de emergências, é crucial que os operadores realizem verificações e inspeções regulares de seus grupos geradores para garantir que a máquina irá operar conforme necessário, quando necessário.

A melhor rotina de manutenção do gerador é a recomendada pelo fabricante, mas, no mínimo, todos os planos de manutenção do gerador devem incluir manutenção regular e rotineira:

• Inspecção e remoção de peças desgastadas.
• Verificação dos níveis de fluido, incluindo líquido de refrigeração e combustível.
• Inspecção e limpeza da bateria.
• Condução de um teste de banco de carga no gerador e interruptor de transferência automática.
• Verificação do painel de controle para garantir a precisão das leituras e indicadores.
• Mudança dos filtros de ar e de combustível.
• Inspecção do sistema de refrigeração.
• Lubrificação de peças conforme necessário.

Certifique-se de manter um registo de manutenção para manutenção dos registos. Inclua todas as leituras, níveis de fluido, etc. juntamente com a data e a leitura do contador de horas do gerador. Estes registros podem ser comparados com registros futuros e usados para ajudar a detectar anormalidades ou mudanças no funcionamento, que podem lhe dar pistas sobre problemas ocultos que podem se tornar grandes problemas se não forem verificados.

Geradores podem durar décadas quando mantidos adequadamente. Estes simples e pequenos investimentos irão definitivamente compensar ao longo do tempo, economizando em reparos caros ou mesmo na substituição completa do grupo gerador. Se a manutenção do gerador não é algo que você pode gerenciar internamente, muitos revendedores de geradores oferecem contratos de manutenção ou podem recomendar técnicos de manutenção qualificados para ajudá-lo a manter o seu gerador em forma de ponta-a-ponta ano após ano. É tempo e dinheiro bem gasto se ele pode manter o seu negócio em funcionamento quando a energia elétrica se apaga.