El principio de funcionamiento de un grupo electrógeno diésel implica la acción coordinada de un motor diésel y un generador para convertir progresivamente la energía química del combustible diésel en energía eléctrica. El proceso específico es el siguiente:
I. Motor diésel: conversión de la energía diésel en energía mecánica
El motor diésel funciona mediante un ciclo de cuatro tiempos que comprende «admisión, compresión, potencia y escape»:
1. Carrera de admisión: el pistón se mueve hacia abajo, aspirando aire (los motores diésel no requieren admisión de combustible).
2. Carrera de compresión: el pistón se mueve hacia arriba, comprimiendo el aire para aumentar significativamente su temperatura y presión (alcanzando los 500-700 °C).
3. Carrera de potencia: el inyector pulveriza combustible diésel en el cilindro. El combustible se enciende espontáneamente al entrar en contacto con el aire a alta temperatura, generando gases de combustión a alta presión que empujan el pistón hacia abajo. Este movimiento acciona el cigüeñal a través de bielas, generando energía mecánica (la velocidad del cigüeñal suele oscilar entre 1500 y 3000 revoluciones por minuto).
4. Carrera de escape: El pistón se mueve hacia arriba, expulsando los gases de combustión gastados para prepararse para el siguiente ciclo.
II. Generador: Conversión de energía mecánica en energía eléctrica
Impulsado por la rotación del motor diésel, el generador produce electricidad mediante inducción electromagnética:
Rotación del rotor: el motor diésel impulsa el rotor interno del generador (equipado con imanes o bobinas de excitación) para que gire a alta velocidad, creando un campo magnético giratorio.
Generación del estator: las bobinas fijas del estator cortan las líneas del campo magnético del campo giratorio, induciendo corriente alterna (CA).
Regulación de la tensión: el sistema de excitación ajusta la intensidad del campo magnético para garantizar una tensión de salida estable (por ejemplo, 220 V/380 V).
Estabilización de la frecuencia: la velocidad del generador debe permanecer constante (por ejemplo, 1500 rpm, comúnmente utilizada en el ámbito doméstico) para mantener la frecuencia de salida en 50 Hz.
III. Sistemas auxiliares: garantía de un funcionamiento estable de la unidad
Sistema de combustible: almacena y suministra combustible diésel a los inyectores del motor diésel.
Sistema de refrigeración: reduce la temperatura del motor diésel y del generador mediante métodos de refrigeración por agua o por aire.
Sistema de lubricación: suministra aceite lubricante a los componentes móviles para minimizar el desgaste.
Sistema de control: supervisa parámetros como la velocidad, el voltaje y la frecuencia en tiempo real. Apaga automáticamente la unidad en caso de fallos como sobrecarga o baja presión de aceite, y permite funciones de arranque/parada automáticas o supervisión remota.
IV. Lógica operativa general
1. Arranque: activa el motor de arranque alimentado por la batería para hacer girar el cigüeñal del motor diésel hasta que se produzca la combustión del diésel, lo que permite que la unidad funcione de forma autónoma.
2. Generación de energía: El motor diésel acciona el generador para producir electricidad, que se regula antes de su salida al exterior.
3. Apagado: Se corta el suministro de combustible. Una vez que la unidad se enfría al ralentí, se desconecta el circuito eléctrico.
Los grupos electrógenos diésel se utilizan ampliamente como fuente de energía de emergencia (por ejemplo, en hospitales o centros de datos), en operaciones móviles (por ejemplo, en obras de construcción) y como fuente de energía independiente en zonas remotas, debido a su rápido arranque, su suministro de energía estable y su adaptabilidad a entornos complejos.
