Dimensionamento Inicial de um Grupo Gerador

Para fins de orçamento dos custos do projeto de um grupo gerador de energia, é essencial elaborar uma programação de carga razoavelmente precisa assim que possível. Se todas as informações dos equipamentos de carga não estiverem disponíveis desde o  início do projeto, será preciso fazer estimativas e suposições para os cálculos do dimensionamento inicial. Esses cálculos deverão ser refeitos à medida que forem obtidas informações mais precisas. Grandes cargas como motores eletricos, sistemas de fornecimento ininterrupto de energia (UPS - Nobreak), acionadores de freqüência variável (VFD), bombas de combate a incêndios e equipamentos de diagnóstico por imagem têm um efeito considerável no dimensionamento do grupo gerador e devem ser considerados com atenção.

Especificações “justas” sobre desempenho de transiente, queda de voltagem/freqüência e tempos de retomada, durante a partida do motor, e aceitação de carga em blocos também têm efeito considerável no dimensionamento. Para fins de estimativas preliminares devem ser utilizadas algumas regras básicas:
• Motores - ½ HP por kW.
• UPS - 40% de superdimensionamento para 6 pulsos, ou 15% de superdimensionamento para 6 pulsos com filtros de entrada e UPS de 12 pulsos.
• VFD - 100% de superdimensionamento exceto para modulação de largura de pulso, e então 40% de superdimensionamento.
 
Ao adicionar cargas ao grupo gerador, a divisão das cargas em degraus discretos ou blocos de cargas pode ter um efeito favorável no tamanho do grupo gerador requerido. O uso de várias chaves de transferência ou outros meios (relés de retardo de tempo, PLC, etc.) será necessário para que a voltagem e a freqüência do grupo gerador se estabilizem entre os degraus.
Dependendo da carga total (geralmente acima de 500 kW), pode ser vantajoso o uso de grupos geradores em paralelo. Embora tecnicamente exeqüível, o uso de grupos geradores em paralelo não é economicamente aconselhável quando
a carga total for igual ou menor que 300 kW.

Para auxilio durante o dimensionamento, eu sigiro a utilização do Software "Gensize" da Cummins Power Generation. (Veja detalhes cliquando aqui).

Diretrizes para Classificação de Energia de Grupos Geradores

A classificação de energia de um grupo gerador é publicada pelo fabricante. As classificações descrevem as condições de carga máxima permitida em um grupo gerador. O grupo gerador fornecerá desempenho e vida (tempo entre revisões) aceitáveis quando usado de acordo com as classificações publicadas. Também é importante operar os grupos geradores com carga mínima suficiente para atingir temperaturas normais e queima apropriada do combustível. A maioria dos fabricantes recomenda que um grupo gerador seja operado a pelo menos 30% da classificação indicada na plaqueta de identificação.


Abaixo voce pode encontrar os tipos de classificações utilizadas geralmente por grandes fabricantes de Grupos Geradores. As figuras ao lado de cada classificações mostram os níveis de carga (P1, P2, P3, etc.) e o tempo nesses níveis de carga (T1, T2, T3, etc.) sob as várias classificações.

Classificação de Energia Standby
 A classificação de energia standby é usada em aplicações de emergência onde a energia é fornecida durante a interrupção da energia normal. Não há nenhuma capacidade de sobrecarga sustentada disponível para esta classificação. (Equivalente à Energia de Parada por Falta de Combustível de acordo com as normas ISO3046, AS2789, DIN6271 e BS5514). Esta classificação é utilizada em instalações servidas por uma fonte normal e confiável de energia, e aplica-se somente a cargas variáveis com um fator de carga média de 80% da classificação standby durante um tempo máximo de 500 horas de operação por ano, e um tempo máximo de 25 horas por ano a 100% de sua classificação standby. A classificação de energia Prime deve ser usada em instalações onde a operação excede 500 horas por ano com carga variável ou 25 horas por ano a 100% da classificação. A classificação standby é utilizada somente para aplicações de emergência e standby onde o grupo gerador serve como reserva da fonte normal de energia. Com esta classificação, não é permitida nenhuma operação sustentada em paralelo com a fonte normal de energia. Para aplicações que requerem operação sustentada em paralelo com a fonte normal, devem ser utilizadas as classificações de energia prime ou de carga básica.

Classificação de Energia Prime
A classificação de energia prime é aplicada no fornecimento de energia elétrica no lugar da energia adquirida comercialmente. O número de horas de operação permitido por ano é ilimitado para aplicações de carga variável, porém é limitado para aplicações de carga constante, como descrito abaixo. (Equivalente à Energia Prime de acordo com a norma ISO8528 e à Energia de Sobrecarga de acordo com as normas ISO3046, AS2789, DIN6271 e BS5514.) 

Energia Prime com Tempo Ilimitado de Funcionamento
A energia prime está disponível por um número ilimitado de horas de operação anual em aplicações de carga variável. Aplicações que requerem qualquer operação em paralelo com a fonte normal de energia com carga constante estão sujeitas às limitações de tempo de funcionamento. Em aplicações com carga variável, o fator de carga média não deve exceder 70% da Classificação de Energia Prime. Uma capacidade de sobrecarga de 10% está disponível por um período de 1 hora dentro de um período de 12 horas de operação, porém não deverá exceder 25 horas por ano. O tempo total de operação na Classificação de Energia Prime não deve exceder 800 horas por ano. Energia Prime com Tempo de Funcionamento Limitado: A energia prime está disponível por um número limitado de horas de operação anual em aplicações com carga constante como de energia interrompível, redução de carga, corte de pico e outras aplicações que em geral envolvem a operação em paralelo com a fonte normal de energia. Os grupos geradores podem operar em paralelo com a fonte normal de energia em até 750 horas por ano em níveis de energia que não excedam a Classificação de Energia Prime. Deve-se notar que a vida do motor será reduzida pela operação constante sob carga alta. Qualquer aplicação que requeira mais de 750 horas de operação por ano na Classificação de Energia Prime deverá utilizar a Classificação de Energia de Carga Básica.

Classificação de Energia de Carga Básica
(Classificação de Energia Contínua)
A classificação de energia de carga básica aplica-se ao fornecimento contínuo de energia para uma carga de até 100% da classificação básica por um número ilimitado de horas. Não há nenhuma capacidade de sobrecarga sustentada disponível nesta classificação. (Equivalente à Energia Contínua de acordo com as normas ISO8528, ISO3046, AS2789, DIN6271 e BS5514). Esta classificação aplica-se para a operação de carga básica da fonte normal de energia. Nestas aplicações, os grupos geradores são operados em paralelo com a fonte normal de energia e sob carga constante durante períodos prolongados.

Projeto de um Grupo Gerador

O projeto de instalação de um grupo gerador requer considerações sobre os requisitos do proprio equipamento e da instalação. Estes variam dependendo da razão para se instalar o grupo gerador e de seu uso. A revisão e o entendimento dessas razões são um ponto de partida apropriado para o projeto e a escolha dos equipamentos.

A necessidade de geração local de energia (grupos geradores) geralmente é definida por instalações obrigatórias de recursos para atender requisitos de normas de edifícios e/ou o risco de perdas financeiras que podem resultar da falta de energia elétrica. As instalações obrigatórias decorrem dos requisitos das normas de edifícios definidos por autoridades federais, estaduais, municipais ou outros órgãos governamentais. Essas instalações são justificadas em função da segurança da vida humana, onde a perda da energia normal pode criar riscos contra a vida ou a saúde de pessoas. As instalações voluntárias de energia standby por razões econômicas normalmente são justificadas por uma redução no risco de perdas de serviços, dados ou outros ativos valiosos. As instalações obrigatórias e voluntárias de geração local de energia podem ser justificadas pelas reduções nos preços de carga oferecidas pela concessionária de energia elétrica, e podem ser servidas pelo mesmo sistema de geração local, desde que as necessidades de segurança à vida tenham prioridade, o que pode ser obtido em função da capacidade do gerador e dos arranjos de transferência de carga.

Grupos Geradores de Emergencia

Sejam muito bem vindos ao Blog Grupos Geradores !!!

O mundo já se tornou totalmente dependente da eletricidade. O fornecimento de energia elétrica é crítico para praticamente todas as instalações e um fornecimento confiável de energia elétrica é vital para um número crescente de instalações. Instalações como grandes edifícios de escritórios e indústrias, bem como de telecomunicações, data centers e provedores de serviço Internet dependem da disponibilidade da energia elétrica 24 horas por dia, sete dias por semana sem interrupções. Esta necessidade também é alimentada pelo número crescente de computadores no processamento de dados, controle de processos, sistemas de suporte à vida (hospitais) e comunicações globais – que requerem um fluxo contínuo e ininterrupto de energia elétrica. Além das questões de confiabilidade, existem os incentivos ao crescimento econômico que favorecem a instalação local de Grupos Geradores. Como resultado, os grupos geradores são rotineiramente especificados para a construção de novos edifícios, bem como para reformas. Os mesmos fornecem energia de emergência no evento de falha da concessionária de energia elétrica e podem ser utilizados para reduzir o custo da eletricidade quando a estrutura de tarifas e política da concessionária local de energia elétrica fazem destes uma opção viável. Devido ao seu importante papel, os grupos geradores devem ser especificados e aplicados de forma a fornecer energia elétrica confiável de qualidade e na capacidade necessária.

Tanto em comunidades remotas não servidas por uma concessionária de energia elétrica, quanto em locais onde, por alguma razão, a rede comercial de energia elétrica esteja indisponível por longos períodos, o fornecimento de energia elétrica Prime (base power) torna-se uma necessidade, e não um luxo, para muitos usuários.

Qualquer que seja o uso pretendido da energia elétrica local, a confiabilidade de serviço dos equipamentos locais, seu desempenho e custo são as principais considerações dos usuários.
O blog Grupos Geradores tem por objetivo esclarecer dúvidas e servir de material de consulta para todos aqueles que buscam informações antes, durante e depois de adquirir uma solução em geração de energia.