Un gruppo elettrogeno è una macchina composta da un motore a combustione termica che, grazie al generatore elettrico, produce elettricità continua o alternata in maniera indipendente. Si tratta di una macchina definita anche come “stand-alone”, in grado quindi di raggiungere da sola lo scopo per il quale è stata costruita.
Il gruppo elettrogeno, è l'interconnessione di un motore e di un generatore di energia elettrica. Tuttavia il sistema necessario a rendere questo gruppo effettivamente utilizzabile in applicazioni reali è più complesso. La definizione più ampia data dalla norma CEI 11-20, ci permette di considerare il gruppo elettrogeno come un sistema di produzione di energia, ossia un complesso costituito da tre apparati fondamentali:
- Apparato motore
- Apparato generatore
- Quadri di comando e controllo
Verranno ora analizzate le implicazioni impiantistiche le prescrizioni della norma CEI 1 1-20.
Caratteristiche Principali
I gruppi elettrogeni si distinguono per potenza e dimensioni variabili, ma anche in base al tipo di carburante utilizzato, che può essere a benzina, che sono più piccoli, portatili e con potenza inferiore, adatti soprattutto all’uso domestico o all’aria aperta, o a diesel, più potenti e con dimensioni maggiori, usati spesso in ambito industriale, nei cantieri e durante gli eventi.
La sua potenza è determinata dal connubio tra il motore termico e l’alternatore elettrico: il primo è responsabile del movimento rotatorio, il secondo è in grado di trasformare quest’energia in corrente elettrica. Ma come avviene questo passaggio? Innanzitutto, il combustibile viene caricato sul gruppo elettrogeno attraverso il serbatoio apposito, o collegandolo direttamente alla rete pubblica. Il combustibile alimenta poi un motore a scoppio che, a sua volta, trasforma l’energia termica prodotta dalla combustione in parte in energia meccanica e in parte sotto forma di calore dissipato. Tutte le componenti, inoltre, devono essere unite in modo compatto per avere un dispositivo versatile e facile da trasportare in diverse situazioni. La caratteristica principale rimane comunque quella di garantire un utilizzo prolungato e un rifornimento adeguato per ogni tipologia di apparecchio.
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Applicazioni dei Gruppi Elettrogeni
I gruppi elettrogeni sono utilizzati come alimentazione di emergenza in assenza della rete elettrica o cali di tensione. I gruppi elettrogeni di emergenza possono essere utilizzati come alimentazione secondaria in ambienti critici, come negli ospedali ed in tutti i contesti in cui occorre assicurare continuità di servizio anche in caso di interruzioni, manutenzioni programmate o guasti temporanei nella erogazione della rete elettrica.
I gruppi elettrogeni di emergenza sono installati anche in luoghi in cui è richiesta l’illuminazione artificiale per un’uscita sicura e per il controllo del panico in edifici ad alta frequentazione, come hotel, teatri, palazzetti dello sport, strutture sanitarie e istituzioni simili. Infatti, anche le aree industriali dipendono in modo significativo dall’energia e la centrale elettrica di emergenza può alimentare qualsiasi utenza, dalle reti elettriche fino ai cantieri.
Cogenerazione
L'adozione dei cosiddetti moduli di recupero calore permetterebbe di poter impiegare il calore (altrimenti irrimediabilmente perso) dei gas di scarico e dell'impianto di raffreddamento per il riscaldamento di altre utenze. Questo processo, detto cogenerazione, consente la produzione congiunta e contemporanea di energia elettrica e calore.
La cogenerazione, o produzione combinata di calore ed energia (CHP), è una tecnologia che permette di generare energia elettrica e recuperare e gestire il calore prodotto. Queste soluzioni risultano efficienti qualora il calore generato venga dissipato durante il funzionamento.
Nei gruppi elettrogeni gli scambiatori di calore a piastre sono principalmente impiegati nel raffreddamento del motore e dell'olio lubrificante.
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Vantaggi dello Scambiatore di Calore
La modularità che caratterizza gli scambiatori a piastre Cipriani PHE ben si applica a questi sistemi dove l’impianto generalmente organizzato in skid dedicati necessità di inserire lo scambiatore in spazi contenuti con soluzioni di prodotto molto compatte. A questo proposito Cipriani PHE prevede configurazioni a tre circuiti per recuperare il calore a diversi regimi di temperatura.
Un ulteriore vantaggio degli scambiatori di calore a piastre Cipriani PHE è la loro facilità di manutenzione e pulizia grazie alla web app MYPHE per richiedere direttamente le parti di ricambio originali rese disponibili entro le 24 ore.
Installazione di un Gruppo Elettrogeno in Casa
Collegare un gruppo elettrogeno permette di fornire elettricità in caso di mancanza di corrente o interruzione della linea per un temporale. Collegato al circuito elettrico tramite un commutatore, il gruppo di emergenza s’installa secondo la normativa e fornisce la potenza necessaria alle apparecchiature di casa.
Se la tua abitazione è soggetta a ripetute interruzioni di corrente, l'alternativa per consentire la continuità del servizio elettrico è il gruppo elettrogeno. Il gruppo elettrogeno produce elettricità compatibile con tutte le tue apparecchiature. Collegarlo al circuito elettrico della casa può quindi rivelarsi utile per farlo subentrare quando l'alimentazione generale è interrotta.
Tuttavia, questo non si può fare in un modo casuale. Vi è una normativa da rispettare, e in certi casi è necessaria un'autorizzazione (verifica con il fornitore di elettricità o le amministrazioni locali). La cosa più importante è garantire la sicurezza degli utenti e dei beni, permettendo l'autonomia elettrica dell'abitazione.
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Fasi di Realizzazione
- Preparare l'installazione del gruppo elettrogeno
- Collegare il commutatore di rete all'impianto elettrico
- Collegare il gruppo elettrogeno
- Effettuare una prova di funzionamento del gruppo elettrogeno
Preparare l'Installazione del Gruppo Elettrogeno
Innanzitutto, prima di lanciarti nell'installazione del gruppo elettrogeno, informati sulle condizioni imposte dal tuo fornitore di elettricità. Può darsi che, in base al tuo luogo di residenza, siano necessari un'autorizzazione e/o un controllo da parte di quest'ultimo o dell'ente locale. In seguito prendi nota della normativa che regola l'installazione di tale impianto. È indispensabile in termini di sicurezza. Sia per le tue apparecchiature che per te stesso. Come regola generale, per un edificio abitativo, è obbligatorio il sistema di neutro TT (neutro a terra, sia lato distribuzione che lato utilizzatore).
Verifica bene, qualunque sia il tipo di connessione e collegamento scelto, che il tuo gruppo elettrogeno sia sufficientemente potente per alimentare tutti i tuoi ricevitori importanti. È indispensabile che non funzioni a pieno carico, l'ideale è farlo funzionare al 70% per conservare un margine di sicurezza in caso di problemi.
Scegliere la posizione è essenziale per un utilizzo confortevole, perché un gruppo elettrogeno genera un certo disturbo acustico (anche i gruppi detti "insonorizzati" sono rumorosi). L'ideale è scegliere una posizione distante dall'abitazione, coperta e sufficientemente ventilata (il gruppo non deve neanche provocare inquinamento acustico per il vicinato). È sconsigliato conservare il carburante necessario al funzionamento del gruppo nello stesso ambiente. In base al modello di gruppo elettrogeno, può darsi che vi sia una raccomandazione del costruttore da rispettare in termini di lunghezza del cavo di alimentazione.
Collegare il Commutatore di Rete all'Impianto Elettrico
È uno dei punti chiavi del collegamento. Indispensabile, il commutatore di rete consente il passaggio dall'alimentazione elettrica generale della rete all'alimentazione fornita dal gruppo elettrogeno in caso di interruzione. Il commutatore è inoltre un elemento essenziale per la sicurezza di tutta la rete perché evita anche che il gruppo elettrogeno reimmetta corrente in rete. Al contrario, in caso di rimessa in servizio della rete principale, il commutatore protegge il gruppo elettrogeno dalla controalimentazione.
Il commutatore di rete è sempre collocato tra il contatore principale e il quadro elettrico. Si sceglie in base a due criteri: la potenza deve essere adeguata alla potenza nominale del tuo gruppo elettrogeno (1000, 2000, 3000 Watt, ecc.); la capacità d'interruzione deve essere superiore all'intensità di corrente fornita dalla rete di alimentazione generale (15, 30, 45 Ampere, ecc.).
Si distinguono tre tipi di commutatori di rete:
- Il commutatore manuale: è l'utente che, in caso d'interruzione di corrente, aziona il commutatore, passando così all'alimentazione secondaria fornita dal gruppo elettrogeno. In funzione del tipo di cablaggio, l'azionamento del commutatore avvia il gruppo elettrogeno. Se il gruppo elettrogeno non parte automaticamente, bisogna avviarlo manualmente. Nel commutatore si trova una protezione che ha lo scopo di escludere l'alimentazione secondaria quando l'alimentazione generale è di nuovo in funzione.
- Il commutatore automatico: funziona esattamente come il commutatore manuale, tranne che qui un rilevatore di interruzione fa passare automaticamente all'alimentazione secondaria.
- Il commutatore telecomandato: riservato ai grandi impianti o alle aziende in cui la continuità di servizio è indispensabile; lo si trova raramente negli edifici residenziali. Qui, un automatismo programmabile decide, in funzione della parametrizzazione, quale inverter o quale apparecchio non viene più alimentato e passa a un'alimentazione di soccorso.
Collegamento del Commutatore di Rete
Il collegamento di un commutatore di rete è relativamente semplice da realizzare: si collega in serie sull'alimentazione generale, a monte del quadro elettrico. Prima di tutto interrompi l'alimentazione generale e apri il quadro elettrico. Individua i due fili (solitamente uno rosso e uno blu) che arrivano dal contatore. Sono dei fili di grande sezione, da 10 mm² secondo la normativa. Stacca questi fili e collegali all'ingresso, lato rete o alimentazione primaria, del commutatore. Poi tira un filo di terra della stessa sezione dal tuo quadro (si collega a una barra di terra nel commutatore). Non ti resta altro da fare che collegare l'uscita del commutatore, con dei fili della medesima sezione, al disgiuntore o all'interruttore differenziale da cui hai precedentemente staccato l'alimentazione generale. Esegui una prova di funzionamento rimettendo la corrente. Verifica che funzioni tutto correttamente: l'illuminazione, il forno, il frigorifero, ecc. Su certi modelli di commutatore top di gamma avrai anche un piccolo schermo che ti indica in tempo reale il consumo di potenza fornita dall'alimentazione.
Collegare il Gruppo Elettrogeno
Il gruppo elettrogeno per definizione è esterno. Bisogna quindi, una volta scelta con cura la sua posizione, installare una presa d'ingresso. Tale presa è dotata di spine maschio (a differenza di una presa elettrica classica dotata di spine femmina). Ciò significa che è una presa d'ingresso, e non una presa che fornisce corrente. Deve essere obbligatoriamente almeno IP55 (Indice di Protezione). Una volta installata la presa d'ingresso sul lato anteriore e interrotta l'alimentazione principale, devi collegarla al tuo commutatore di rete. In funzione della potenza del tuo gruppo elettrogeno, usa dei fili di sezione adeguata (2,5, 4, 6, 10 mm²). La presa si collega all'ingresso "alimentazione secondaria" del commutatore. Una volta collegato tutto, richiudi tutti i coperchi e rimetti in funzione l'alimentazione principale. Verifica che tutto funzioni correttamente in casa (il collegamento della presa non deve assolutamente cambiare niente). Vai a collegare il gruppo elettrogeno alla tua presa.
Effettuare una Prova di Funzionamento del Gruppo Elettrogeno
A questo punto tutto è collegato, puoi quindi procedere alle prove. In funzione del modello di gruppo elettrogeno e di commutatore di rete, avvia o meno il motore del gruppo. Poi procedi come segue. Con l'alimentazione generale in servizio, accendi qualche lampada e un carico significativo. La potenza complessiva di questi dispositivi deve corrispondere al 50% circa della potenza nominale del tuo gruppo elettrogeno. Interrompi l'alimentazione generale.
Se hai un commutatore manuale, passa all'alimentazione secondaria. Se hai un commutatore che commuti effettivamente l'alimentazione sul circuito di emergenza. Se hai un commutatore con comando di avvio, controlla che il gruppo sia realmente in funzione. Verifica che tutti gli apparecchi precedentemente accesi funzionino. Se è questo il caso, la tua alimentazione secondaria è funzionante, altrimenti rivedi il tuo impianto.
Rimetti in servizio l'alimentazione generale. Se hai un commutatore manuale, ritorna alla posizione iniziale. Per un commutatore automatico, controlla che ritorni effettivamente all'alimentazione principale. Se hai un commutatore che comanda il gruppo elettrogeno, quest'ultimo dovrebbe interrompersi dopo qualche secondo. Controlla di nuovo che tutti i tuoi dispositivi funzionino (e, a seconda del caso, spegni il gruppo elettrogeno).
Classi di Prestazione dei Gruppi Elettrogeni
Le classi di prestazione dei gruppi elettrogeni sono definite dalla norma ISO 8528.
- Corrente elettrica [A]: rappresenta la carica elettrica che attraversa la sezione di un conduttore nell’unità di tempo. Può essere continua o alternata.
- Potenza elettrica [W]: è il lavoro elettrico svolto su un carico in un’unità di tempo.
- Monofase: costituito da due conduttori (neutro e fase).
- Frequenza elettrica [Hz]: grandezza fondamentale delle correnti alternate. Gli standard mondiali sono 50 o 60 Hz.
- Potenza attiva [W] (P): la potenza realmente trasformata in lavoro.
- PRP (Prime Power): potenza erogabile in servizio continuo a carico variabile, senza limiti di ore.
- LTP (Limited-Time Power): potenza massima erogabile per un numero limitato di ore/anno.
Tutti i parametri prestazionali devono essere dichiarati insieme alle condizioni ambientali di riferimento (ISO 8528).
Tipologie di Gruppi Elettrogeni
- Gruppi elettrogeni antincendio: sono necessari quando il gruppo antincendio non è supportato da un motore diesel e quindi deve essere supportato da un gruppo elettrogeno. Ad esempio, è necessario quando in uno stabile c’è una stazione antincendio con solo il motore elettrico e senza il diesel.
- Gruppi elettrogeni silenziati / insonorizzati: hanno un generatore insonorizzato e vengono utilizzati principalmente nei luoghi pubblici o durante attività all’aperto.
| Parametro | Descrizione |
|---|---|
| Prime Power (PRP) | Potenza massima che il generatore può fornire con carico variabile e in servizio continuo. |
| Limited Time running Power (LTP) | Potenza massima costante erogabile nelle condizioni stabilite dal costruttore per un massimo di 500 ore annue. |
Questo implica degli scambi di energia tra i vari apparati sotto forma di potenza termica, meccanica ed elettrica. Pertanto è possibile suddividere tali scambi di energia in perdite energetiche e energia utile all'alimentazione delle utenze. Pertanto è possibile suddividere tali scambi di energia in perdite energetiche e energia utile all'alimentazione delle utenze. dove n il rappresenta il rendimento complessivo del gruppo elettrogeno, nm è il rendimento dell'apparato motore e ng quello dell'apparato generatore.
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