Il gruppo elettrogeno
Il gruppo elettrogeno è un macchinario formato da un motore termico e da un generatore. Il suo scopo fondamentale è quello di produrre energia elettrica trasformando dell’energia termica generata da un processo di combustione.
In generale, i gruppi elettrogeni vengono utilizzati tutte le volte in cui è necessario disporre di corrente elettrica, ma questa non può essere ricavata dalla rete elettrica nazionale. Ecco perché diventano fondamentali in tutte le situazioni in cui non è assolutamente possibile rimanere senza la corrente elettrica, per esempio negli ospedali o nelle industrie che lavorano a ciclo continuo (in questo caso l’interruzione della fornitura elettrica anche per un brevissimo istante potrebbe provocare dei danni economici e operativi ingenti).
Esistono differenti tipi di gruppi elettrogeni che variano anche in funzione della quantità di energia che devono garantire e produrre. Di conseguenza, anche i costi sono molto diversi ed è per questo motivo che oltre all’acquisto molte realtà valutano anche la possibilità del noleggio a breve o lungo termine.
La tensione elettrica
La tensione elettrica può essere considerata come le pressione che spinge la corrente all’interno di un circuito elettrico per cui è alla base della possibilità di produrre l’energia e quindi di compiere del lavoro. Quello che interessa, però, è anche la differenza di potenziale, cioè la differenza di tensione esistente tra due diversi punti del circuito e che determina proprio quanta energia si ha a disposizione per spostare gli elettroni da un punto all’altro.
Appare quindi evidente quanto importante sia mantenere controllata e regolata la tensione perché se questa non fosse sufficiente, tutto il circuito non funzionerebbe e quindi non si produrrebbe energia. Risultato: lo specifico macchinario non funzionerebbe.
Come regolare la tensione di gruppo elettrogeno
Per regolare la tensione di un gruppo elettrogeno è necessario utilizzare un alternatore autoregolante, cioè un dispositivo di tipo meccanico che al suo interno è dotato di un regolatore della tensione. Ne esistono di due tipologie differenti: elettronici o elettromeccanici in base al loro principio di funzionamento.
Gli alternatori elettromeccanici
Gli alternatori elettromeccanici sono sicuramente più economici di quelli elettronici perché funzionano grazie all’azione di un gruppo di reattori magnetici che rileva e quantifica la corrente prodotta dal generatore. Il loro scopo è quello di mantenere la tensione in uscita ad un livello leggermente superiore con l’aumentare del carico che viene di volta in volta applicato ed utilizzato.
Questo significa che, anche se il carico di tensione aumenta sempre più, l’alternatore elettromagnetico riesce ugualmente a garantire il corretto funzionamento del circuito perché garantisce una tensione in uscita sempre un po’ più alta.
La differenza rispetto agli alternatori elettronici è proprio qui, infatti questi ultimi riescono a mantenere la tensione in uscita sempre perfettamente costante (ed è anche per tale motivo che hanno un costo maggiore).
Come adattare il circuito nel caso in cui si operi con alte potenze
Nel caso in cui il regolatore di tensione debba essere applicato all’interno di alternatori dotati di elevate potenze, è necessario programmare delle compensazioni delle cadute di tensione che possono essere anche molto elevate. Solo in questo modo, infatti, la differenza di tensione tra l’ingresso e l’uscita riuscirà a rimanere all’interno di determinati limiti prestabili (si tratta dei valori che consentono il funzionamento del sistema).
Il funzionamento in parallelo
Se i gruppi elettrogeni funzionano in parallelo con la rete elettrica, è necessario che questi siano programmati e realizzati per distaccarsi automaticamente dalla rete nel caso in cui vi siano dei guasti, dei danni o dei problemi che possono provocare una discontinuità nella propagazione della corrente.
Generatori sincroni e asincroni
I generatori possono essere anche divisi in due tipologie: sincroni e asincroni.
– Generatori sincroni: sono costituiti da una parte fissa chiamata statore su cui si trovano gli avvolgimenti elettrici e da una mobile centrale detta rotore. Attraverso il suo movimento, il rotore genera il campo elettromagnetico. Di solito, questi dispositivi hanno dei rendimenti molto alti, compresi tra l’85% e il 97% e vengono utilizzati soprattutto quando le potenze in gioco sono elevate;
– Generatori asincroni: vengono utilizzati di solito quando le potenze sono abbastanza contenute e quando il sistema è collegato a una rete elettrica prevalente. Per funzionare, infatti, deve prelevare la corrente da questa rete così da creare un campo magnetico attorno al rotore sempre crescente, fino a portarlo ad essere superiore al campo magnetico dello statore. In questo modo produce e libera energia. Quindi, da un lato utilizza energia prelevandola dalla rete e, dall’altro, la genera perché è in possesso di un elevato campo magnetico. Rispetto al sistema sincrono, è molto meno efficiente (tra il 40% e il 60%), ma ha il vantaggio di essere molto più semplice da utilizzare, più robusto e causa meno problemi, soprattutto se si raggiungono elevate velocità di rotazione. È possibile utilizzare questi dispositivi anche se non è presenta un collegamento ad una rete fissa, ma in questo caso è necessario disporre di un condensatore.
Alcuni esempi di impieghi pratici
Tutti questi alternatori vengono utilizzati molto spesso all’interno delle realtà domestiche ed industriali per riuscire a regolare la tensione di un gruppo elettrogeno.
Ad esempio, in quasi tutte le centrali elettriche permettono di trasformare e trasportare l’elettricità a tutte le utenze private, pubbliche e industriali.
Gli alternatori sono poi presenti ormai in tutti i veicoli a motore (quindi anche nelle nostre automobili) dove sono andati a sostituire le dinamo. In questo caso, lo scopo è quello di mantenere sempre carica la batteria del mezzo in modo tale da consentire la sua accensione e di attivare le varie funzioni e i dispositivi che funzionano a corrente (come ad esempio le luci e l’autoradio).
Anche nelle più comuni biciclette, ormai, la dinamo è stata sostituita da un alternatore per consentire di accendere e far funzionare le luci.
I vantaggi dell’alternatore rispetto ad una dinamo
Il progresso tecnico e tecnologico e le nuove scoperte hanno portato, come detto, a sostituire progressivamente le dinamo con gli alternatori perché i vantaggi che si possono ottenere sono innegabili.
Utilizzando un alternatore rispetto ad una dinamo, infatti:
– si eliminano le parti striscianti che sono inevitabilmente soggette a usura. Il sistema, quindi, non solo risulta di più semplice costruzione, ma anche la sua manutenzione è molto più rapida ed economica;
– si può produrre energia elettrica in corrente alternata.
Le dinamo, quindi, vengono utilizzate oggigiorno, quasi soltanto quando sia necessario produrre della corrente continua.
