Grupos Electrógenos: Tipos, Características y el Arranque Automático

Un grupo electrógeno, también llamado generador, es un dispositivo que contiene un generador eléctrico accionado mediante un motor de combustión interna. Se utilizan a menudo como sistemas de respaldo para suministrar electricidad cuando la red eléctrica falla, o allí donde el suministro convencional no llega. La electricidad es necesaria para cualquier tipo de trabajo y no siempre es posible acceder a ella. También hay ocasiones en las que, si bien es posible disponer de conexión, esta no es lo suficientemente estable y toca alquilar un grupo electrógeno.

Elegir un modelo en concreto puede ser bastante complicado debido a la amplia diversidad que existe en el sector. Es por eso que, a la hora de invertir en uno de ellos, siempre es mejor estar informado sobre las características de cada uno. En primer lugar, es necesario saber qué equipos o dispositivos van a conectarse al grupo electrógeno y cuál es la suma total de su potencia, en régimen de trabajo y en el momento del arranque o puesta en marcha. Es crucial elegir un generador con la capacidad de potencia adecuada en momentos de máximos requerimientos, alrededor del 70-90% de capacidad para evitar el «wet stacking», que reduce la eficiencia. Para un rendimiento óptimo, es fundamental calcular la potencia requerida antes de la compra, de forma que el generador pueda cubrir la demanda sin sobrecargas.

Clasificación de los Grupos Electrógenos

Los grupos electrógenos son fundamentales para proporcionar una fuente confiable de electricidad en diversas situaciones. Una clasificación común de los generadores eléctricos y grupos electrógenos se basa en el tipo de motor, la tensión, el tipo de arranque, la movilidad y el nivel de ruido.

Por Tipo de Motor

• Diésel: Los motores diésel ofrecen más potencia, llegando hasta los 4.000 kVA. Son habituales en entornos donde el suministro de energía es crítico, como entornos industriales, centros de datos y hospitales. El motor diésel es reconocido por su elevada durabilidad y menor consumo en comparación con otros combustibles. Gracias a su diseño robusto, soporta largas jornadas de trabajo sin comprometer la calidad del suministro eléctrico. Disponibles en rangos de potencia de 5 a 3.900 kVA, estos grupos electrógenos son una solución estandarizada en el mercado.
• Gasolina: Son apropiados para necesidades medias de potencia, hasta 5 kVA. Su uso es más doméstico, para pequeñas obras o eventos puntuales, donde la necesidad de energía no es tan crítica.
• Gas: Con un enfoque creciente en la sostenibilidad y la reducción de emisiones, los grupos electrógenos con motores a gas están ganando popularidad en diversos sectores.
• Híbridos: Ofrecen la posibilidad de combinar múltiples fuentes de energía para abastecer diversos equipos.

Por Tensión

• Monofásicos: Habitualmente son los más pequeños, de hasta 5 kVA. Suministran corriente a una tensión de 220 V. Son una opción popular para aplicaciones donde la demanda de energía es relativamente baja y no se requiere una potencia considerable. Son especialmente adecuados para uso doméstico, pequeñas empresas y aplicaciones agrícolas donde la carga es ligera y la simplicidad es clave.
• Trifásicos: Son ideales para maquinaria que requiere gran potencia. Son los adecuados para entornos industriales, comerciales y de construcción donde la demanda de energía es significativa y se necesitan niveles constantes de electricidad para alimentar maquinaria, equipos y sistemas complejos.

Por Tipo de Arranque

El tipo de arranque es una clasificación fundamental que determina cómo se pone en marcha el generador.

• Arranque manual: Es el más frecuente en los grupos electrógenos con potencias más pequeñas. Es el más económico, pero también el más complejo de operar. Son usados utilicen o no conmutador de carga. Cuando la inmediatez en el cambio del suministro de red y el del generador no es crucial, se puede optar por instalar un grupo electrógeno con arranque manual. Estos sistemas necesitan la intervención humana para iniciar el generador en caso de cortes de energía. Si no necesitas una gran potencia continua, comprar este tipo de sistema no te será realmente útil.
• Arranque eléctrico simple: Es el preferible para generadores de gran potencia. Es sencillo de operar; se acciona pulsando un botón.
• Arranque eléctrico automático: Estos grupos, previa instalación, arrancan y suministran el fluido eléctrico automáticamente al detectar un corte de tensión en la red de suministro a la que están conectados. Los grupos electrógenos con arranque automático son la elección preferida y más común en situaciones donde se requiere una respuesta inmediata ante cortes de energía. Contar con un suministro eléctrico ininterrumpido es esencial para entornos exigentes como instalaciones industriales, residenciales y comerciales. Estos grupos electrógenos resultan ideales para grandes empresas, hogares con equipos delicados, granjas y edificios de oficinas.

La siguiente tabla resume las características principales de los diferentes tipos de arranque:

Por Movilidad

• Estacionarios: Son la elección predilecta en la mayoría de las ocasiones para asegurar un suministro eléctrico constante y confiable en instalaciones específicas. Por ejemplo, en entornos industriales o en hospitales, donde la electricidad es vital las 24 horas del día, los 7 días de la semana.
• Móviles: Ofrecen flexibilidad y versatilidad en situaciones donde la movilidad es esencial. Estos equipos, generalmente más compactos, incorporan ruedas para poder ser transportados con facilidad de un lugar a otro según las necesidades del momento.

Por Nivel de Ruido

• Abiertos: Son una opción más económica y versátil que proporciona una fácil accesibilidad para mantenimiento y operación.
• Insonorizados: Son la solución adecuada para entornos sensibles al ruido, donde la tranquilidad y el confort son fundamentales. En lugares como hospitales, donde el descanso y la recuperación de los pacientes son prioritarios, los grupos electrógenos insonorizados garantizan un ambiente silencioso y tranquilo, sin interrupciones causadas por el ruido del generador. La clave de su eficacia radica en la estructura de sus cabinas cerradas, que están diseñadas con materiales de alta calidad que absorben el sonido y sistemas de aislamiento acústico avanzados.

Sistemas de Arranque Automático y el Conector ATS

Generalmente, la mayoría de los sistemas de arranque automático en el mercado son muy similares. Mi experiencia con un grupo electrógeno diésel insonorizado de 5,5 kVA para corriente monofásica a 220 V me ha mostrado cómo funciona este sistema. Es crucial no comprar un grupo trifásico si se necesita monofásico, ya que no servirá, por más que tenga un enchufe a monofásica 220.

El conector para el arranque automático en mi grupo es un conector de los que se usan para los micrófonos PTT de las emisoras de radio CB, radioaficionados y comerciales, pero también sirve para esto y es un buen conector que se asegura mediante una rosca y queda fijo. Este conector tiene tres contactos o pines.

Comprobación de los Pines del Conector

Para medir la tensión de la batería y los pines, se necesita un polímetro digital que funcione más o menos bien. Se mide la tensión en la escala de 20 VDC y se anota la tensión de la batería. Seguidamente, se mide entre el chasis y cada uno de los tres pines:

• Pin 1: El voltímetro mide 000.
• Pin 2: El voltímetro mide lo mismo que la tensión de la batería.
• Pin 3: El voltímetro mide 1 V o 1,5 V menos que la tensión de la batería.

Para terminar de comprobar del todo, se debe medir ohmios entre el pin 1 y tierra, y debe dar continuidad absoluta.

Funcionamiento del Arranque Automático

Para arrancar automáticamente el grupo, se deben conectar los pines 2 y 3. Con un lapso de un par de segundos o tres (el retraso de los precalentadores), el grupo arrancará. Por lo tanto, para conectarlo a un cargador o inversor, solo hay que tirar dos cables entre los pines 2 y 3 del conector del grupo y los contactos del relé de arranque del grupo en el cargador/inversor común y normalmente no conectado. Cuando ese contacto común y el normalmente no conectado se cierren, le llegarán los 12 VDC que vienen del pin 2 del grupo al pin 3, y este arrancará.

Curiosamente, y en la mayoría de los casos, el grupo arrancará a la primera, porque lleva un sistema muy eficiente de calentamiento de la cámara de combustión y consigue arrancar a la primera incluso en días muy fríos, lo que significa que el arranque automático funciona a la perfección. El conector ATS viene con tres pines porque coge 12 VDC de la batería del grupo para que funcione todo el invento.

El ATS (Automatic Transfer Switch) no es más que una caja negra que, por un lado, le entra la tensión de la red eléctrica y, por otro lado, la envía al suministro para la vivienda. Está monitorizando la existencia de la tensión de red y cuando esta falla, envía los doce voltios al pin 3 del grupo electrógeno y lo arranca, y a la vez conecta la salida de tensión del grupo electrógeno a la entrada de la vivienda, desconectando lógicamente antes la entrada de red de la calle.

El ATS está hecho para tener una vivienda en el campo y, cuando falla la red, arranca el grupo automáticamente y conmuta la potencia hacia la vivienda. Cuando vuelve la red, apaga el grupo y conecta la red a la vivienda. Por todo esto, el ATS no está hecho para una instalación solar, aunque en casos como el de los inversores que arrancan el grupo pero no tienen conmutador de AC incluido, se pueden adaptar para este menester.

Consideraciones Adicionales para el Manejo Automático

Manejar un grupo de manera automática tiene sus problemillas. Por ejemplo, estaría bien que el grupo arrancara y tuviera el tiempo necesario para coger la temperatura de trabajo antes de conectarlo al cargador. También estaría bien que, antes de pararlo, estuviera rodando un ratillo sin carga para refrigerarse. Con un pequeño controlador, que no es muy caro, podemos estar más tranquilos y arrancar nuestro grupo electrógeno de una manera desatendida, con la seguridad de que, si ocurre algún fallo, el grupo se parará automáticamente, protegiéndose de una avería mayor aún o evitando un desastre.

Regulaciones de Emisiones

Las regulaciones sobre emisiones de gases contaminantes han evolucionado significativamente en los últimos años, especialmente en la Unión Europea, donde se han implementado normativas como Stage II, Stage III y la más reciente, Stage V.

• Motores no emisionados: Son aquellos que no están sujetos a regulaciones específicas para el control de emisiones contaminantes. A diferencia de los motores sujetos a normativas como Stage V, estos motores no están diseñados con tecnologías de control de emisiones avanzadas.
• Normativa Stage II: Establece estándares para el control de emisiones contaminantes en motores diésel utilizados en una variedad de aplicaciones, incluidos los grupos electrógenos. Estos motores deben cumplir con límites específicos de emisión de partículas y óxidos de nitrógeno (NOx), lo que implica la adopción de tecnologías de control de emisiones más avanzadas en comparación con motores no emisionados.
• Normativa Stage III: Los motores que cumplen con la normativa Stage III son motores diésel que satisfacen estándares aún más estrictos en cuanto a emisiones de contaminantes. Estos motores están diseñados con tecnologías avanzadas de control de emisiones para reducir significativamente la emisión de partículas y óxidos de nitrógeno (NOx).

Consideraciones de Seguridad y Uso

A la hora de trabajar con grupos electrógenos, es importante tener en cuenta una serie de consideraciones para prevenir cualquier riesgo y hacer un buen uso del equipo.

• Superficie y toma de tierra: Antes de arrancar, hay que asegurarse de que el grupo electrógeno está colocado sobre una superficie firme, sólida y limpia. Y también que la toma de tierra es adecuada.
• Ventilación: Al estar accionados por motor de combustión, estos generan gases que pueden ser perjudiciales para la salud. Por este motivo, si el generador no está en el exterior, es importante asegurar una buena ventilación para evitar la acumulación de estos gases.
• Humedad: Como en cualquier aparato electrónico, es muy importante aislarlo de la humedad. De manera que, si está en exteriores, es interesante disponer de un toldo o marquesina para protegerlo de la lluvia.