Es bien conocido y aceptado por los expertos en energía eléctrica autónoma que accionar un motor eléctrico asincrónico de una determinada potencia mediante un grupo electrógeno implica dimensionar el alternador del grupo con 3,5 a 4 veces la potencia de dicho motor.
Ejemplo: para arrancar un motor de 5 HP se necesita un alternador de entre 17,5 a 20 HP ( Kva hablando de unidades eléctricas). Una vez arrancado, es decir superada la corriente de arranque que es lo que obliga a ese sobre dimensionamiento, el motor eléctrico tomará la corriente nominal, solo un 25 a 28,5 % de su capacidad máxima.
Sin embargo, veamos que es lo que ocurre con el motor de impulso del grupo. El alternador debe generar 50 Hz lo que obliga al motor acoplado directamente al eje del mismo, a funcionar a las rpm sincrónicas correspondientes, 1000, 1500 o 3000 rpm según se trate de un alternador de tres, dos , o un par de polos respectivamente. En solo contadísimos casos el régimen de máxima potencia del motor coincide con las rpm sincrónicas , lo que obliga, además , a aceptar que el motor de impulso en muchos casos funcionara a no mas de un 70 % de su capacidad máxima , lo cual a su vez, teniendo en cuenta lo expresado en el primer párrafo, nos encuentra utilizando el motor diesel o naftero en solo un 17,5 de su potencia máxima, consumiendo un disparate de combustible, mas del doble del expresado por el fabricante del motor , del orden de los 250/280 gramos de gasoil por Kwhora. ¿Cuál es la solución?...
¿Qué pasaría si al motor se lo exige a rendimiento máximo , tal cual lo
manifestado por el fabricante, durante un tiempo suficiente como para acumular el exceso de energía momentáneo en un sistema de acumulación y a posteriori, una vez detenido el grupo, se aprovecha ese exceso utilizándolo paulatinamente durante el resto del día ? …El consumo especifico de combustible, aun teniendo en cuenta el rendimiento de acumulación y conversión puede llegar a reducirse tan considerablemente que se suma a la ventaja de contar con electricidad ininterrumpida las 24 horas del día con solo algunas horas de funcionamiento a plena potencia del mismo grupo. El concepto lo hemos llamado Usinas Rurales Autónomas y la versión a la que nos estamos refiriendo es la Usina Térmica Autónoma, con un motor de combustión interna diesel, naftero, a gas natural de línea , a GLP, a gas butano ,a Biodiesel, a hidrogeno …o a cualquier combustible que se le ocurra. Si la fuente de generación la cambiamos por un generador eolico o por una turbina hidroeléctrica el resultado será el mismo, aunque sin consumo de combustible .
Como conclusión, hemos agregado las curvas de consumo de un motor naftero de 1900 cc de cilindrada 58,7 HP a 4000 rpm, con los consumos específicos (en gramos por HP hora) para los distintos regimenes de funcionamiento, para 1000, 2000, 3000 y 4000 rpm y desde vacío a plena carga . Obsérvese que al 10 % de la carga (5,8 HP) los consumos específicos a 1000, 2000, 3000 y 4000 rpm son 500, 650, 800 y 1000 gramos de nafta por HP hora cuando a plena carga son 250 gramos/ HPhora .El doble; 2,5; 3,2 y 4 veces mayor consumo de nafta que lo que corresponde a un grupo bien dimensionado y utilizado
Si nos interesa saber el consumo horario del motor para una potencia definida, bastará con multiplicar el consumo especifico de la curva roja , expresado en ordenadas, por la potencia para obtener los gramos por hora . Ejemplo: para un 15 % de la carga, 4, 05 Kw, (línea verde) el c.e. es 540 gr. /Kwhora. O sea 2,187 Kg./hora . Si se desea en litros multiplicar por 1,2. Para el ejemplo 2,62 litros por hora.
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Ing. Enrique O.Nielsen
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