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Factores que afectan la potencia de salida de los generadores eléctricos

Factores que afectan la potencia de salida de los generadores eléctricos

Todos los aparatos eléctricos tienen condiciones establecidas en las que funcionan a niveles óptimos. Cualquier fluctuación en estas condiciones puede hacer que los dispositivos funcionen con una eficiencia menor. Los generadores de energía no son una excepción a esto. Los generadores generalmente están diseñados para funcionar de manera más eficiente al nivel del mar o cerca de él en condiciones estándar de temperatura y presión (STP). 

Cualquier fluctuación de las condiciones de STP puede dañar los generadores y causar una disminución de la producción. En circunstancias extremas, los generadores pueden dejar de funcionar por completo. Para la mayoría de las aplicaciones, muchos de estos factores son relativamente mínimos a menos que el grupo electrógeno funcione a elevaciones de más de 1.524 km sobre el nivel del mar, o tenga temperaturas ambientales que permanezcan por encima de los 37.78 grados Celsius durante un período de tiempo significativo. Se debe tener especial cuidado para compensar este tipo de extremos y se analiza un poco más adelante. 

Factores ambientales que afectan la función del generador

 Las condiciones ambientales de temperatura son extremadamente cruciales para la ignición y el funcionamiento adecuados de un generador. Todos los generadores, independientemente del combustible que los alimenta, requieren aire adecuado para la combustión. La disminución de los niveles de aire puede conducir a una falla de arranque. En los motores diesel, el aire y el combustible se infunden juntos. El aire comprimido se calienta y cuando se alcanza la temperatura y presión máximas, se inyecta diesel, que luego se enciende en las condiciones dadas. En los generadores que usan gasolina, se introduce una mezcla de aire y combustible a la vez usando un carburador y se induce una chispa para encender el motor. Sin embargo, en ambos casos, se requieren niveles adecuados de aire para un arranque y operación adecuados.

Altitud

En áreas de gran altitud, la presión del aire cae reduciendo la densidad del aire. Esto puede crear problemas con el arranque del generador si no se tiene en cuenta, ya que el aire es crucial para la ignición en cualquier tipo de generador. Otro factor que se ve afectado es la disponibilidad de aire ambiente para facilitar la disipación de calor del generador. Se genera mucho calor durante el proceso de combustión y debe ser disipado al medio ambiente para reducir la temperatura del motor. A grandes altitudes, debido a la baja densidad del aire, la disipación de calor ocurre a una velocidad mucho más lenta que a nivel del mar, lo que resulta en altas temperaturas del motor durante un período prolongado de tiempo. El motor permanece caliente y el sobrecalentamiento es un problema común en tales casos. 

Temperatura

Las altas temperaturas también están asociadas con una menor densidad del aire y pueden causar problemas de ignición similares debido al suministro de aire inadecuado. Esto puede cargar el motor que se esfuerza por entregar la potencia para la que está diseñado. Sin embargo, debido a los niveles inadecuados de oxígeno disponibles para la combustión, no lo hace. En muchos casos, el motor se sobrecalienta y a veces se colapsa por completo. 

Humedad

 La humedad es la medida del contenido de agua en un volumen dado de aire. En condiciones de humedad extrema, el vapor de agua en el aire desplaza el oxígeno. Los niveles bajos de oxígeno deterioran la ignición, ya que el oxígeno es el elemento en el aire que se enciende en un motor para quemar combustible.

Valoración de Generadores

 Los generadores vienen en varios tamaños. Cada uno de ellos está preestablecido para niveles de salida particulares. Los generadores se seleccionan e instalan según los requisitos de energía de cualquier instalación. Un generador típico está configurado idealmente para funcionar al 80% de su capacidad para uso continuo. En una emergencia, se puede utilizar para obtener una eficiencia del 100%. Varias compañías que fabrican generadores ahora han presentado clasificaciones estándar para estos generadores, que le dan al comprador una idea de la capacidad real del generador. Según el requisito del consumidor, él puede elegir entre las marcas disponibles, ya que la capacidad de cada marca está estandarizada según los estándares internacionales. Ver también dimensionar un generador para obtener más información para determinar qué capacidad del generador es adecuada para diferentes necesidades y situaciones cuando es necesario usar energía de reserva.

Reducción de potencia de generadores

Hemos visto anteriormente cómo las condiciones ambientales no estándar pueden reducir la potencia de salida del generador. En tales casos, ¿cómo se adivinan los nuevos niveles de salida? Se emplea una técnica llamada 'Reducción de potencia' para determinar el rendimiento del generador en nuevas condiciones ambientales. Wikipedia define la reducción como "la técnica empleada en dispositivos eléctricos y electrónicos de potencia en la que los dispositivos funcionan a una disipación de potencia máxima inferior a su potencia nominal máxima".

La disminución de potencia de un generador depende del fabricante de la unidad. Diferentes fabricantes diseñan generadores utilizando materiales de diferentes fuentes. Además, los desarrollos de diseño no son similares y también lo es la técnica en muchos casos. Todo esto puede contribuir a la eficiencia general del generador. Por lo tanto, la reducción de potencia de un generador depende del proceso de fabricación. Diferentes marcas tienen diferentes factores de reducción para estimar la salida del generador en condiciones ambientales no estándar.

Sin embargo, se puede usar una fórmula general para calcular estimaciones cercanas para los niveles de salida. La fórmula de reducción estándar establece que por cada 0.3048 km sobre el nivel del mar, un generador de gasolina, diesel o propano líquido generalmente debería reducirse en un 2-3% de su producción estándar. En el caso de los generadores que utilizan gas natural, el factor de reducción es típicamente más cercano al 5%. 

Problemas de combustible

A bajas temperaturas, junto con niveles de oxígeno inadecuados, que causan problemas en la puesta en marcha, otro problema común que ocurre es la gelificación del combustible diesel. Las bajas temperaturas hacen que el diesel se gelifique, alterando las características de flujo del combustible. Esta gelificación se atribuye al contenido de parafina en el diesel. Algunos tipos de diesel, como el diesel con bajo contenido de azufre, tienen un mayor contenido de parafina que otros.

A bajas temperaturas, la parafina cristaliza y obstruye los filtros de combustible. Cuando los filtros de combustible se obstruyen, el combustible adicional no puede ingresar a la cámara de combustión con facilidad y los cambios de relación aire / combustible conducen a una combustión inadecuada. En tales condiciones, el motor del generador puede no arrancar. 

Con el fin de evitar la gelificación, generalmente se utilizan dos métodos: a) preparación para el invierno de los combustibles yb) adición de aditivos anti-gelificantes al combustible.

Consideraciones de carga

Como se discutió en las secciones anteriores, se entiende que las condiciones STP mejoran la salida de potencia del generador debido a la disponibilidad máxima de aire y la calidad de flujo deseada del combustible. Aunque está diseñado para soportar una carga del 100% en condiciones estándar, generalmente se recomienda que los generadores funcionen alrededor del 80% de su capacidad total para un uso máximo y continuo. Sin embargo, en tiempos de emergencia, el generador puede ser empujado para entregar el 100% de salida para circuitos críticos. Desde el punto de vista del mantenimiento, esto no sobrecarga un generador y la vida útil del grupo electrógeno no se ve afectada negativamente. 

Resumen

En total, es mejor usar generadores con las especificaciones que vienen del fabricante en condiciones de STP. En condiciones no estándar, se recomienda reducir el generador según la fórmula de reducción del fabricante y operar la unidad en consecuencia para evitar sobrecargar el generador. El combustible debe ser preparado para el invierno o mezclado con agentes gelificantes a bajas temperaturas.

El mantenimiento y las reparaciones regulares deben ser atendidos para mejorar la vida útil del generador, ya que un generador bien mantenido es una inversión valiosa que puede salvarlo de pérdidas preciosas en tiempos de falla de energía. Como es el caso con cualquier equipo eléctrico complejo (como un grupo electrógeno industrial), siempre se debe consultar a un técnico capacitado o un contratista eléctrico experimentado antes de intentar cualquier tipo de modificación, no solo por seguridad y confiabilidad, sino para asegurarse de que está obteniendo el mejor rendimiento posible de su equipo. 

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Comentarios 1

Invitado - Pedro González en Viernes, 29 Septiembre 2023 05:12

Gracias por la información, muy interesante.

Gracias por la información, muy interesante.
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