Grupos electrógenos monofásicos y trifásicos

Características, pros y contras

¿EN QUÉ SE DIFERENCIAN?

Una de las partes más importantes de un grupo electrógeno es su generador eléctrico. El generador es una máquina que se encarga de transformar la energía mecánica primaria en energía eléctrica, habitualmente en forma de corriente alterna, y es la parte que va a definir si un grupo electrógeno es trifásico o monofásico, independientemente del tipo de combustible y del motor que tenga el equipo.

La generación eléctrica se basa en la ley de Faraday que define la generación de una fuerza electromotriz en un conductor que se mueve en un campo magnético. Pues bien, en un sistema monofásico hay un único campo magnético que se moverá debido al giro que produce el motor de combustión. El campo magnético se creará mediante un elemento magnético o imán o mediante un electroimán que deberá de ser alimentado por una fuente auxiliar externa.

Sin embargo, en un sistema trifásico, la generación se produce mediante tres campos magnéticos en ángulos de 120° que crean los tres polos del sistema trifásico. En los últimos años, debido a la llegada y abaratamiento de la electrónica de potencia, podemos encontrar en el mercado grupos electrógenos monofásicos inverter. En realidad se trata de grupos trifásicos a los que, a su salida, se les ha añadido un convertidor electrónico cuya misión es transformar las tres fases del generador con la ayuda de la electrónica en un sistema monofásico. De esta manera aporta las ventajas de los generadores trifásicos y la versatilidad de un convertidor electrónico.

Grupos electrógenos monofásicos

Las redes monofásicas son típicas para el uso doméstico y también se utilizan para pequeñas instalaciones de uso terciario y servicios. Los motivos son claros: el transporte de energía eléctrica en corriente alterna es más eficiente cuando es trifásica, además de que las máquinas eléctricas básicas dan mejores resultados en sistemas trifásico, por lo que la mayor parte de las administraciones y compañías eléctricas no permiten suministros monofásicos por encima de los 10 KVA.

Por ello, normalmente la mayoría de las máquinas monofásicas, grupos electrógenos incluidos, no superan esta potencia, aunque depende de los países, ya que en algunos las potencias monofásicas son más elevadas, llegando a veces hasta 50 o los 80 kVA. En estos casos, lo habitual es utilizar alternadores trifásicos que se reconectan para que trabajen en monofásico, aunque esto supone tener unas pérdidas considerables -del 40% o incluso más- dependiendo del modelo y fabricante del alternador.

También es frecuente recurrir a los alternadores trifásicos de esta manera, es decir, reconectados en monofásicos, por cuestiones muy variadas (por plazos de entrega, por stock, etc.). Además de la ventaja que supone la posibilidad de que el alternador se vuelva a reconectar a trifásico -cuando por cualquier motivo se decide cambiar a la instalación trifásica- dicho alternador sigue siendo igual de válido. Además, si el motor tiene mayor potencia es posible que ofrezca la potencia trifásica de origen del alternador.

Motores diésel, de gas o gasolina

Al trabajar en potencias pequeñas, los grupos electrógenos monofásicos son máquinas mucho más sencillas y menos robustas que las trifásicas. Hay máquinas con estas características que pueden funcionar por unas horas y no de forma continuada, un aspecto que también se traslada a los motores que mueven los generadores monofásicos.

En estos casos, además de los sistemas diésel y gas, es posible encontrar motores de gasolina en estas potencias pequeñas.

En general, los grupos diésel monofásicos están pensados para:

Pequeños usos en emplazamientos donde no hay disponible una red eléctrica.
Viviendas y negocios que quieran tener un sistema de respaldo de la red eléctrica, normalmente por unas horas en previsión de que el apagón no dure mucho tiempo, al existir una red eléctrica robusta.
En casos especiales, sí se pueden encontrar grupos monofásicos robustos y preparados para usos intensivos.

Las posibilidades de los inverter

En la línea del uso intensivo y para casos especiales, en los últimos años ha aparecido un nuevo producto con grandes ventajas: son los denominados monofásicos inverter. Son robustos grupos electrógenos trifásicos a los que se les ha añadido un convertidor electrónico capaz de convertir la alimentación trifásica en una alimentación monofásica de calidad.

Este proceso normalmente, lo pueden hacer de forma eficaz y respaldados por grupos electrógenos trifásicos más compactos y de calidad. Además, la electrónica de potencia puede incorporar una serie de ventajas de controlabilidad convirtiéndose así en un elemento compacto y de ahorro

Grupos electrógenos trifásicos

Los grupos electrógenos trifásicos son, sin duda, la gran referencia en este tipo de máquinas. Podemos encontrarlos en casi cualquier potencia y su uso intensivo y probada eficacia hace que sean más compactos, robustos y eficientes que los grupos electrógenos monofásicos.

Estas ventajas parten principalmente de la máquina eléctrica, el generador, pero también afectan en detalles importantes a los motores. Un generador trifásico en general es más compacto que un generador monofásico ya que puede beneficiarse de efectos de corriente y flujo magnético nulo que hace que, para mover la misma potencia, en las máquinas eléctricas se necesite menos hierro y cobre. Esto las hace más eficaces, tanto en la generación como en el transporte de la energía eléctrica. Por otra parte, debido a la propia construcción de los circuitos magnéticos, los generadores trifásicos suelen ser de mayor eficiencia.

Otro efecto, tal vez menos conocido, es que mientras el motor monofásico tiene un par de polos, el trifásico dispone de tres. Esto hace que el par que absorbe el generador trifásico sea “más redondo” y, por tanto, el sistema mecánico de transmisión, cojinetes y otras piezas no solo sufren un menor desgaste, sino que este es más equilibrado. El calentamiento por fricción también es menor en una máquina trifásica lo que aumenta la durabilidad y reduce los trabajos de mantenimiento. Todos estos efectos se acentúan cuanto mayor es la máquina eléctrica.

En un grupo electrógeno, la máquina trifásica es robusta y fiable y ha sido sobradamente probada en todo tipo de situaciones y durante mucho tiempo dando grandes resultados (sobre la máquina trifásica, a nivel de ingeniería, hay más conocimiento y experiencia y el recorrido técnico entre los distintos tipos de máquinas eléctricas trifásicas es mayor). Por ello, son una pieza casi imprescindible de todo proyecto complejo: un hospital, una instalación militar, una granja de ordenadores, etc.

¿Dónde utilizarlos?

Un grupo electrógeno monofásico se utilizará habitualmente en una instalación de baja potencia y en la que no se requiera un uso intensivo. Permite tener corriente eléctrica en emplazamientos donde no esté disponible la red para poder usar pequeñas herramientas eléctricas u otros usos similares.

También puede ser muy útil como sistema de alimentación de respaldo durante unas horas, siempre para un uso doméstico o para un pequeño negocio habitualmente alimentado por una red eléctrica robusta. Esto permitirá, en una breve avería o desconexión, que la instalación siga funcionando.

Ahora bien, si lo que necesitas es alimentar cargas grandes formadas por varios consumidores monofásicos y por consumidores trifásicos, lo ideal será un grupo electrógeno trifásico porque habitualmente son equipos más fiables, robustos y eficientes fruto de su tecnología y de un conocimiento más profundo de los mismos.

Los grupos electrógenos trifásicos se usan todos los días en los ambientes y condiciones más hostiles, desde la alimentación de sistemas informáticos hasta aplicaciones militares o navales. Este tipo de grupos electrógenos alimentan cargas críticas y en casos de emergencia en los cinco continentes, en todo el planeta.

No obstante, la tendencia actual es la de sustituir el grupo electrógeno monofásico por un grupo electrógeno trifásico con un convertidor electrónico inverter que transforma la fuente de energía eléctrica trifásica en monofásica. Es posible que a medio plazo los generadores monofásicos acaben desapareciendo, siendo sustituidos por estos equipos, más baratos y fiables a pesar de ser algo más complejos al añadir etapas de electrónica al dispositivo.

En definitiva, cada grupo electrógeno, monofásico o trifásico, tiene su campo de aplicación. Estos campos de aplicación se deben a las capacidades tecnológicas de cada sistema y las ventajas e inconvenientes de cada tecnología.

Hoy en día las tecnologías monofásicas están asociadas a pequeñas potencias domésticas, pero las cosas están cambiando y la utilización de sistemas trifásicos incluso para uso doméstico es creciente a nivel internacional.

En cualquier caso, el monofásico es un sistema atractivo, económico y fácil de usar para uso doméstico o determinadas aplicaciones.

Podemos ayudarte

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