REGIMES DE POTÊNCIA EM GRUPO GERADORES
Autor:  EDUARDO MELO | Publicado: 2011-12-08T16:55:00-08:00

Diretrizes para Classificação de Energia de Grupos Geradores A classificação de energia de um grupo gerador é publicada pelo fabricante. As classificações descrevem as condições de carga máxima permitida em um grupo gerador. O grupo gerador fornecerá desempenho e vida (tempo entre revisões) aceitáveis quando usado de acordo com as classificações publicadas. Também é importante operar os grupos geradores com carga mínima suficiente para atingir temperaturas normais e queima apropriada do combustível. Recomenda-se que um grupo gerador seja operado a pelo menos 30% da classificação indicada na plaqueta de identificação.Classificação de Energia Standby Emergência: Grupos geradores classificados neste regime são disponíveis para suprimento de energia por todo tempo de duração da falta da rede comercial. Não é admitida sobrecarga. Este regime deve ser utilizado em locais supridos por rede comercial confiável. Grupos geradores classificados neste regime são dimensionados para operar com cargas variáveis por um período de até 300 h/ano, respeitando-se os intervalos de manutenção determinados pelos fabricantes. (NBR 14664 - Grupos geradores - Requisitos gerais para telecomunicações)Standby é uma reserva da fonte de energia principal (concessionária de energia) e espera-se que o mesmo não seja utilizado com freqüência, de modo que a classificação Standby é a mais alta disponível para o grupo gerador. A classificação de energia standby é usada em aplicações de emergência onde a energia é fornecida durante a interrupção da energia normal. Não há nenhuma capacidade de sobrecarga sustentada disponível para esta classificação. (Equivalente à Energia de Parada por Falta de Combustível de acordo com as normas ISO3046, AS2789, DIN6271 e BS5514). Esta classificação é utilizada em instalações servidas por uma fonte normal e confiável de energia, e aplica-se somente a cargas variáveis com um fator de carga média de 80% da classificação standby durante um tempo máximo de 200 horas de operação por ano, e um tempo máximo de 25 horas por ano a 100% de sua classificação standby. A classificação de energia Prime deve ser usada em instalações onde a operação excede 200 horas por ano com carga variável ou 25 horas por ano a 100% da classificação. A classificação standby é utilizada somente para aplicações de emergência e standby onde o grupo gerador serve como reserva da fonte normal de energia. Com esta classificação, não é permitida nenhuma operação sustentada em paralelo com a fonte normal de energia. Para aplicações que requerem operação sustentada em paralelo com a fonte normal, devem ser utilizadas as classificações de energia prime ou de carga básica. São utilizados para o suprimento de energia elétrica, em caso de falha no fornecimento da concessionária. Como esta falha pode persistir por algumas horas, este gerador deve estar apto a atender as necessidades da instalação, pelo tempo que for necessário. Este tipo de gerador é normalmente utilizado em hospitais, shopping Center, teatros, refinarias, sistemas de telecomunicações, construções militares, aeroportos, centro de processamento de dados etc. Os sistemas de emergência geralmente são instalados conforme as necessidades de segurança pública e por imposição legal. Normalmente eles destinam-se ao fornecimento de energia e iluminação em curtos períodos com três propósitos: permitir a evacuação segura de edifícios, suporte à vida e a equipamentos críticos para pessoas que requerem cuidados especiais, ou para sistemas de comunicações críticas e locais usados para segurança pública. Os requisitos de normas normalmente especificam o equipamento de carga mínima a ser servido. Os requisitos básicos para um grupo gerador de emergência são:- partida segura- transferência de carga o mais rápido possível- baixo custo de manutenção.Além da potência requerida o custo de um grupo gerador de emergência depende principalmente do intervalo de tempo que deve transcorrer entre a falta de energia elétrica e a transferência de carga ao grupo gerador. A instalação mais simples deste tipo de gerador é através de acionamento manual. Neste caso dependendo da distância e da presença do pessoal de operação, pode transcorrer vários minutos entre a falta de energia e a ligação do grupo gerador. Um grupo gerador de emergência, de partida totalmente automática e com controle de parada também automática, necessitará, dependendo do seu tamanho, de 10 a 30 segundos para entrar em operação e assumir o suprimento de energia. Adotando-se condições especiais, como aquecimento do ambiente, pré aquecimento do óleo lubrificante e da água de resfriamento, este tempo poderá ser reduzido de 5 a 10 segundos. Alguns consumidores teriam problemas sérios, mesmo com este tempo reduzido. Ex. Transmissões de televisão, sistema de radar de avião, centro de processamento de dados, etc. Para tais casos são utilizados grupos geradores short-break, com tempo de interrupção de 0,2 a 0,5 segundos aproximadamente, e grupos geradores no-break, que operam sem quaisquer interrupções. Dividem-se em:a) Sistemas de standby Emergência: Os sistemas de emergência geralmente são instalados conforme as necessidades de segurança pública e por imposição legal. Normalmente eles destinam-se ao fornecimento de energia e iluminação em curtos períodos com três propósitos: permitir a evacuação segura de edifícios, suporte à vida e a equipamentos críticos para pessoas que requerem cuidados especiais, ou para sistemas de comunicações críticas e locais usados para segurança pública. Os requisitos de normas normalmente especificam o equipamento de carga mínima a ser servido.b) Standby Legalmente Exigidos: Os sistemas standby exigidos por lei geralmente são instalados por imposição de requisitos legais de segurança pública. Estes sistemas normalmente destinam-se ao fornecimento de energia e iluminação por curtos períodos onde necessário para evitar acidentes ou facilitar as operações de combate a incêndios. Em geral, as exigências normativas especificam o equipamento de carga mínima a ser servido.c) Standby Opcional: Os sistemas Standby Opcionais geralmente são instalados onde a segurança não é um fator crítico mas a falta de energia pode causar perdas de negócios ou receitas, interrupção de processos críticos, ou causar inconveniências ou desconfortos. Estes sistemas normalmente são instalados em centros de processamento de dados, fazendas, edifícios comerciais/industriais e residências. O proprietário do sistema pode selecionar as cargas a serem conectadas ao sistema. Além de proporcionar uma fonte standby de energia em caso de falta de energia da rede normal de eletricidade, os sistemas de geração local também são utilizados para os seguintes fins.Classificação de Energia PrimeEspera-se que os grupos geradores classificados como Prime funcionem durante um número ilimitado de horas e o grupo gerador é considerado a fonte principal de energia para cargas variáveis, de modo que a classificação Prime geralmente representa 90% da classificação Standby A classificação de energia prime é aplicada no fornecimento de energia elétrica no lugar da energia adquirida comercialmente. O número de horas de operação permitido por ano é ilimitado para aplicações de carga variável, porém é limitado para aplicações de carga constante, como descrito abaixo. (Equivalente à Energia Prime de acordo com a norma ISO8528 e à Energia de Sobrecarga de acordo com as normas ISO3046, AS2789, DIN6271 e BS5514.)Energia Prime com Tempo Ilimitado de Funcionamento: Principal: Grupos geradores classificados neste regime são disponíveis para acionamento de cargas variáveis por um período ilimitado de tempo, respeitando-se os intervalos de manutenção determinados pelos fabricantes. São indicados para instalações onde não existe rede comercial ou esta não é confiável. Neste regime não há necessidade de reserva de potência ou potência de sobrecarga. (NBR 14664 - Grupos geradores - Requisitos gerais para telecomunicações)A energia prime está disponível por um número ilimitado de horas de operação anual em aplicações de carga variável. Aplicações que requerem qualquer operação em paralelo com a fonte normal de energia com carga constante estão sujeitas às limitações de tempo de funcionamento. Em aplicações com carga variável, o fator de carga média não deve exceder 70% da Classificação de Energia Prime. Uma capacidade de sobrecarga de 10% está disponível por um período de 1 hora dentro de um período de 12 horas de operação, porém não deverá exceder 25 horas por ano. O tempo total de operação na Classificação de Energia Prime não deve exceder 500 horas por ano.Energia Prime com Tempo de Funcionamento Limitado:Auxiliar: Grupos geradores classificados neste regime são disponíveis para acionamento de cargas variáveis por um período de até 1000 h/ano, respeitando-se os intervalos de manutenção determinados pelos fabricantes. São indicados para uso em situações onde as faltas de energia da rede comercial são programadas, tais como horários de ponta. Neste regime não há necessidade de reserva de potência ou potência de sobrecarga. (NBR 14664 - Grupos geradores - Requisitos gerais para telecomunicações) A energia prime está disponível por um número limitado de horas de operação anual em aplicações com carga constante como de energia interrompível, redução de carga, corte de pico e outras aplicações que em geral envolvem a operação em paralelo com a fonte normal de energia. Os grupos geradores podem operar em paralelo com a fonte normal de energia em até 750 horas por ano em níveis de energia que não excedam a Classificação de Energia Prime. Deve-se notar que a vida do motor será reduzida pela operação constante sob carga alta. Qualquer aplicação que requeira mais de 750 horas de operação por ano na Classificação de Energia Prime deverá utilizar a Classificação de Energia de Carga Básica.Este tipo de gerador é utilizado onde se quer interceptar picos de carga periódicos ou sazonais e que se repetem com regularidade ou se quer evitar o consumo de energia nos horários de ponta das concessionárias (18:00 às 21:00 h) para efeito de economia no custo desta energia. Considerando-se que as companhias de eletricidade estão freqüentemente interessadas num consumo de energia uniforme por parte dos consumidores, elas, muitas vezes, podem conceder tarifas de consumo básico mais favorável, quando são assumidos picos de demanda pelos geradores do usuário, principalmente em caso de grandes consumidores. Por outro lado, por questões de evitar demandas altas de energia nos horários críticos , horários de ponta (18:00 às 21:00 h), as concessionárias sobretaxam o custo da energia consumida neste horário em varias vezes o seu custo normal. A instalação de grupos geradores para funcionamento diário nestes horários, diminuem de maneira significativa as contas de energia elétrica pagas a concessionária, fazendo com que a instalação deste equipamento venha a se pagar em um tempo relativamente curto (12 a 24 meses). Para este tipo de grupo gerador pode ser fornecido um sistema inteiramente automático, o qual dá a partida e faz com que o grupo assuma a carga nas situações ideais. Além disso, este tipo de gerador poderá também oferecer a segurança adicional de um grupo gerador de emergência nas ocasiões de falta de suprimento de energia elétrica. Na maioria das vezes, a concessionária não permite a colocação de geradores em paralelo com a rede, podendo ser estudado apenas alguns casos especiais.Dividem-sea) Energia Prime: As instalações de energia prime utilizam a geração local em vez da energia normal fornecida pela rede pública em áreas onde os serviços da empresa fornecedora de energia não estejam disponíveis. Um sistema simples de energia prime utiliza pelo menos dois grupos geradores e uma chave comutadora para transferir a energia para as cargas entre eles. Um dos dois grupos geradores funciona continuamente com uma carga variável e o outro serve como reserva no caso de queda de energia e também para permitir o desligamento do primeiro para a manutenção necessária. Um relógio de alternância na chave comutadora alterna para o grupo gerador principal em um intervalo predeterminado.b) Corte de Picos: As instalações de corte de picos utilizam a geração local para reduzir ou nivelar o uso da eletricidade nos picos com o propósito de economizar dinheiro nos custos de demanda de energia. Os sistemas de corte de picos requerem um controlador que dá a partida e opera o gerador local em tempos apropriados para nivelar as demandas de pico do usuário. A geração instalada para fins de energia standby também pode ser usada para corte de picos.c) Redução de Custos: As instalações para redução de custos utilizam a geração local conforme os contratos de preços de energia elétrica mantidos com a fornecedora dos serviços de energia. Em troca de preços de energia mais favoráveis, o usuário concorda em operar os geradores e assume uma quantidade específica de carga (kW) em períodos determinados pela concessionária, normalmente para não exceder um determinado número de horas por ano. A geração instalada para fins de energia standby também pode ser utilizada para redução de custos.Classificação de Energia de Carga Básica (Classificação de Energia Contínua)Básica: Grupos geradores classificados neste regime são disponíveis para acionamento de cargas constantes por um período ilimitado de tempo, respeitando-se os intervalos de manutenção determinados pelos fabricantes. Neste regime não há necessidade de reserva de potência ou potência de sobrecarga. . (NBR 14664 - Grupos geradores - Requisitos gerais para telecomunicações) Em aplicações de trabalho Contínuo, espera-se que o grupo gerador produza a saída nominal durante um número ilimitado de horas sob carga constante (aplicações onde o grupo gerador pode ser operado em paralelo com a fonte principal de energia e sob carga básica). Assim, a classificação Contínua normalmente é 70% da classificação Standby. A classificação de energia de carga básica aplica-se ao fornecimento contínuo de energia para uma carga de até 100% da classificação básica por um número ilimitado de horas. Não há nenhuma capacidade de sobrecarga sustentada disponível nesta classificação. (Equivalente à Energia Contínua de acordo com as normas ISO8528, ISO3046, AS2789, DIN6271 e BS5514). Esta classificação aplica-se para a operação de carga básica da fonte normal de energia. Nestas aplicações, os grupos geradores são operados em paralelo com a fonte normal de energia e sob carga constante durante períodos prolongados.Dividem-se:a) Carga Básica Contínua: As instalações de carga básica contínua utilizam a geração local para fornecer energia constante (kW), geralmente através de equipamentos de interconexão com a rede da concessionária. Em geral, estas instalações são propriedade das concessionárias de energia elétrica ou estão sob seu controle.b) Co-geração: Freqüentemente, a geração de carga básica contínua é utilizada em aplicações de Co-geração. Em termos mais simples, a Co-geração é a utilização da geração direta da eletricidade e do calor de escape irradiado para substituir a energia fornecida pela concessionária. O calor irradiado é capturado e utilizado diretamente ou convertido em eletricidade. Os itens importantes para analise da viabilidade destes grupos são a economia e a durabilidade. São normalmente utilizados em:· Zonas de baixa densidade populacional, onde o custo de instalação de uma rede publica se torna muito alto;· Locais onde não seja viável o fornecimento de energia elétrica através das grandes usinas geradoras, como por exemplo: ilhas;· Canteiros de obras;· Fabricas que desfrutem de custos de combustíveis particularmente vantajosos, como por exemplo: campos de gás natural, campos de perfuração de petróleo, estações de tratamento de esgotos que utilizam o gás de esgoto como combustível etc.;· Navios e outros veículos;· Minas onde a movimentação da fonte de energia é uma necessidade constante.Este tipo de grupo gerador deve trabalhar acima da faixa de 2/3 da potência nominal, para que se possa trabalhar dentro dos valores ideais de consumo de combustível, carga térmica e rendimento do gerador. Estes grupos são fabricados para sua utilização contínua até a potência máxima permissível.Fontes:1. Manual de Aplicação Grupos Geradores Arrefecidos a Água - Cummins Power Generation2. NBR 14664 - Grupos geradores - Requisitos gerais para telecomunicações3. www.engenheirosassociados.com.br/info_geradores.htm