I componenti principali di un generatore di corrente
Il generatore di corrente è composto da numerosi componenti, e all'aumentare della potenza che il generatore è in grado di erogare, le dimensioni dei componenti principali, cioè il motore e l' alternatore, aumenta in proporzione, rendendo necessario diverse valutazioni riguardo dimensioni, assorbimento del rumore e componentistica correlata. Di seguito io e il mio staff abbiamo riassunto alcune correlazioni tra le caratteristiche di costruzione e i diversi tipi di generatore, anche in base all' utilizzo.
Generatore di corrente: diversi tipi di energia elettrica
Corrente continua e corrente alternata
Il generatore di corrente, detto generatore elettrico o gruppo elettrogeno, è uno strumento pensato e progettato per produrre e distribuire energia e fornire elettricità per il funzionamento di dispositivi alimentati, solitamente, tramite il collegamento alla rete elettrica terrestre.
I generatori di corrente vengono infatti utilizzati quasi esclusivamente in luoghi o situazioni dove non c’è distribuzione continua, o addirittura mancanza, della rete elettrica tradizionale. Nelle zone ben servite dall’elettricità comune, ma soggette a frequenti eventi di interruzione del servizio o blackout dovuti a fenomeni atmosferici avversi, i gruppi elettrogeni risultano necessari per mantenere completamente operative tutte le strutture domestiche e non, come gli ospedali, le industrie e le aziende. Possono essere dotati di vari tipi di ingressi e connessioni, per rispondere alle diverse esigenze dei vari contesti di utilizzo. E’ un tipo di macchina che offre corrente elettrica in diverse modalità ,in base alla componentistica e alla strumentazione con cui è costruita, dando la possibilità, per esempio, di fornire sia corrente continua che alternata. La corrente continua, idealmente paragonabile ad una linea retta, è caratterizzata da una tensione che risulta uguale e stabile nel tempo. L’esempio classico è quello delle comuni batterie dei veicoli. La corrente alternata, idealmente paragonabile ad un'onda che oscilla tra un valore massimo e un valore minimo, è caratterizzata da una tensione che cambia valore tra due estremi, mantenendo una frequenza costante grazie ad un intervallo di oscillazione nel tempo. L’esempio è la comune rete domestica.
Come funziona il generatore di corrente
Componenti essenziali dei generatori di corrente
Il “cuore” del generatore di corrente, i componenti che incidono maggiormente sulle caratteristiche della macchina, sono il motore e l’alternatore. La combinazione di queste parti del gruppo elettrogeno caratterizza la produzione dell’energia elettrica che sarà possibile erogare. Il motore termico imprime un certo tipo di forza dovuta alla propria rotazione e l’alternatore, sfruttando questo procedimento, trasforma l’ energia termica prodotta in energia elettrica per l’utilizzo finale. Prima di essere definitivamente utilizzabile, l’energia elettrica prodotta deve essere “raffinata” e pulita, in modo da rispettare i valori standard per alimentare correttamente i dispositivi di comune utilizzo.
Trasformazione dell' energia
All’interno del generatore vengono quindi inseriti delle parti elettroniche che consentono di pulire e trasformare la corrente in uscita dall’alternatore, portandola ai valori per consentirne l’ utilizzo: 12 Volt per la corrente continua (dc), oppure 220 Volt in tensione monofase, 400 V in tensione trifase per la corrente alternata (ca).
Dimensione del gruppo elettrogeno
Con la diffusione dei gruppi elettrogeni e la richiesta sempre maggiore di macchine che forniscono energia in sostituzione o alternativa alla rete elettrica tradizionale, diventa fondamentale raggiungere standard elevati di versatilità e di maneggevolezza, arrivando fino ai modelli portatili.
La necessità di costruire generatori di corrente sempre più compatti porta a orientarsi su metodi di costruzione che riducano al minimo le dimensioni dei componenti e gli spazi per l’assemblaggio.
Vien da se’ pensare che all’aumentare della potenza erogata dal generatore corrisponderanno motori e alternatori di dimensioni maggiori (che devono essere opportunamente proporzionati ed accoppiati), ma oltre a questi due principali componenti sono da considerare altre parti che incidono sulla dimensione finale dei gruppi elettrogeni.
Cofanature: generatore di corrente silenziato
Per ridurre le emissioni acustiche, considerando che spesso i gruppi elettrogeni devono essere utilizzati in luoghi non isolati, vengono implementate corpose strutture di isolamento e cofanature, adatte al generatore di corrente silenziato o super silenziato, e in grado di impattare positivamente sul rapporto tra il rumore prodotto e le emissioni acustiche percepite. Generatori di corrente eroganti potenze importanti, magari destinati a contesti professionali, devono essere in grado di sostenere anche lunghe sessioni di lavoro: la dimensione del serbatoio o la possibilità di prevedere un serbatoio maggiorato porta ad una progettazione volta a dare priorità alle caratteristiche di utilizzo a discapito del contenimento delle misure della struttura della macchina, che sarà chiaramente di dimensioni più generose.
I tipi di gruppo elettrogeno
Generatori di corrente marini
Questo particolare tipo di generatore viene posto sulle imbarcazioni e sulla navi di grandi dimensioni, e deve essere costruito con elevati standard di resistenza alla corrosione e alle sollecitazioni.
Generatori di corrente terrestri
A differenza dei generatori di corrente marini, i generatori terrestri sono progettati e costruiti per il funzionamento sulla terraferma, con necessità e standard differenti, ma non meno qualitativi, dei gruppi marini.
Generatori di corrente inverter
I gruppi elettrogeni forniscono corrente con diversi valori di tensione ( es. corrente continua a 12 Volt o alternata a 220 Volt ) e soggetta alle oscillazioni o agli “sbalzi” dovuti alla differente richiesta di carico da parte dei dispositivi da alimentare; questo particolare può risultare pericoloso per i dispositivi che possono essere danneggiati da tali oscillazioni. Pertanto, in fase di progettazione e costruzione, alcuni gruppi elettrogeni vengono dotati di particolari componenti per l’elettronica di controllo. I generatori di corrente inverter, ad esempio, sono i modelli più efficaci per la fornitura di energia elettrica ai dispositivi sensibili ( computer, elettrodomestici, smartphone, ecc… ).
Gruppi elettrogeni fissi o portatili
I gruppi elettrogeni possono essere installati in una postazione fissa, nel caso debbano essere utilizzati regolarmente in zone isolate, oppure per entrare in funzionamento in tempestivamente. In quest’ultimo caso, se dotati di un apposito componente detto quadro Ats, possono essere attivati in automatico al rilevamento di una caduta di tensione improvvisa. I generatori di corrente portatili sono molto diffusi, soprattutto tra gli amanti dell’ outdoor o per il tempo libero, e sono caratterizzati da dimensioni contenute, strutture munite di maniglie o ruote e possono comunque raggiungere taglie di potenza importanti, superiori o pari a 6 kW. Esistono generatori portatili anche di dimensioni e pesi generosi, installati per esempio su mezzi di trasporto o dotati di telaio carrellato per spostarli comodamente.
Generatori di corrente silenziati
Il generatore di corrente è un dispositivo davvero versatile, che può soddisfare molteplici esigenze, rapportato chiaramente alle proprie caratteristiche: dimensioni, potenza erogabile, peso, tecnologie supportate, ecc…
Per soddisfare la necessità di utilizzare il generatore di corrente senza creare eccessivi rumori, in zone abitate o con presenza di persone o particolari situazioni ( campeggio o quartieri densamente abitati ) esistono i generatori di corrente silenziati, dotati di particolari accorgimenti costruttivi atti all’ assorbimento e alla riduzione delle emissioni acustiche.
Generatore di corrente con avviamento elettrico
Alcuni gruppi elettrogeni, spesso utilizzati per utilizzi domestici o sistema di backup, sono dotati di una particolare predisposizione che permette al generatore di corrente di avviarsi automaticamente.
Con l’installazione di un modulo ATS (Automatic Transfer Switch) e il relativo corretto collegamento con l’impianto elettrico domestico, il gruppo sarà in grado di rilevare la caduta di tensione improvvisa (blackout) e di avviarsi in automatico, sopperendo in tempi brevissimi alla mancanza di elettricità.
Alla stessa maniera, il generatore si spegnerà rilevando la fine del guasto e la rinnovata presenza di tensione nell’ impianto domestico.
Tensione monofase o trifase
La corrente erogata dal generatore può essere in grado di alimentare dispositivi che accettano valore di tensione “standard” a 230 Volt oppure tensione “industriale” a 400 Volt. Nel primo caso si parla di tensione monofase, e viene definita standard in quanto caratterizza la corrente che viene utilizzata negli ambiti domestici e negli utilizzi più comuni.
Nel secondo caso si parla di tensione trifase, adatta per il funzionamento di strumenti di potenza a consumo elevato e, generalmente, per dispositivi e macchinari industriali dotati di motori asincroni.
La corrente trifase è caratterizzata da costi minori e maggiore facilità di gestione.
Tipo di motore e carburante
Il tipo di motore è da prendere in considerazione nella scelta di un gruppo elettrogeno non solo per le prestazioni in grado di sostenere o per il tipo di alimentazione, ma anche per valutare i costi di gestione nel tempo, come quelli necessari per la manutenzione ordinaria o per la sostituzione del liquido lubrificante.
Generalmente i motori installati nei generatori di corrente possono essere:
. Motori a 2 tempi benzina,
. Motori a 4 tempi benzina,
. Motori diesel
I generatori di corrente alimentati a benzina possono essere a 2 tempi o 4 tempi. Il motore a 2 tempi è piccolo e leggero ma viene utilizzato sempre meno, sostituito ormai in toto dai motori a 4 tempi, che offrono standard qualitativi più elevati e raggiungono dimensioni tali da renderli pratici e maneggevoli.
Il generatore di corrente benzina è ideale per un utilizzo saltuario e non continuativo e sono, generalmente, più economici e più semplici da gestire, anche per la manutenzione. Di contro, la benzina ha un costo superiore rispetto al diesel ed è un liquido esplosivo.
Il generatore di corrente diesel è perfetto per chi deve utilizzare il gruppo in sessioni più lunghe e impegnative. Il diesel ha un costo minore e può essere gestito con più facilità, in quanto meno pericoloso della benzina. Il generatore diesel è spesso, per via delle dimensioni, più rumoroso rispetto al generatore alimentato a benzina.
Esistono anche i generatori di corrente a gas (come il gpl), sempre forniti solitamente di motori a 4 tempi, che fanno parte dei generatori a basso impatto ambientale e che producono un livello di emissioni nocive ridotto, e i generatori di corrente fotovoltaici, che producono energia elettrica sfruttando l’ energia solare con un impatto 100% green e nessuna emissione inquinante.
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