I. Composants de base du groupe électrogène diesel
Un groupe électrogène diesel complet est principalement composé de quatre systèmes principaux :
1. Moteur diesel (unité principale)
o Fournit la puissance d'origine, principalement des moteurs diesel à allumage par compression à quatre -temps.
o Détermine la puissance, la consommation de carburant, la fiabilité, etc. du groupe électrogène.
2. Générateur CA synchrone (unité génératrice)
o Convertit l'énergie mécanique en courant alternatif, généralement un générateur d'excitation sans balais.
o Responsable de la sortie de tension, de courant et du maintien de la stabilité de fréquence.
3. Système de contrôle et de protection (armoire de commande / ATS)
o Démarrage/arrêt, réglage de la tension/fréquence, protection contre les surcharges, protection contre les courts-circuits, alarme de température de l'eau et de pression d'huile supérieure à la limite-.
o Avec l'ATS (commutateur de transfert automatique), il peut démarrer automatiquement lorsque l'alimentation secteur est coupée et s'arrêter automatiquement lorsque l'alimentation est rétablie.
4. Systèmes auxiliaires
o Système de carburant : réservoir de carburant, pompe à carburant, filtre
o Système de lubrification : pompe à huile, refroidisseur d'huile
o Système de refroidissement : ensemble radiateur (ventilateur du réservoir d'eau) ou échangeur thermique
o Système d'admission et d'échappement : filtre à air, intercooler, silencieux, turbocompresseur, pot d'échappement, etc.
o Système de démarrage : batterie + démarrage moteur
II. Principe de fonctionnement
Combustion diesel → Le piston fonctionne → Entraîne la rotation du vilebrequin → Entraîne le rotor du générateur → Génère un courant alternatif en raison de la coupure du champ magnétique
Processus détaillé :
1. Le moteur diesel inhale de l’air et le comprime pour générer une température élevée.
2. La pompe à carburant haute-pression (de type mécanique ou électronique) pulvérise du carburant et le carburant diesel atomisé s'enflamme spontanément lorsqu'il rencontre l'air à haute température-.
3. Le gaz se dilate et pousse le piston de haut en bas, se transformant en puissance de rotation.
4. Le vilebrequin entraîne le rotor du générateur à tourner à grande vitesse, formant un champ magnétique tournant.
5. L'enroulement du stator coupe les lignes de force magnétiques, produisant un courant alternatif triphasé.
6. Le système de contrôle ajuste la vitesse et l'excitation en temps réel pour garantir une fréquence stable de 50 Hz/60 Hz et une tension stable.
7. Le système de protection surveille l'état de fonctionnement du groupe électrogène en temps réel et déclenche automatiquement une alarme ou même arrête la machine en cas de température élevée, de faible pression d'huile, de surcharge ou de survitesse.
III. Scénarios d'application des générateurs diesel
Par rapport aux générateurs à gaz, les plus grands avantages des générateurs diesel sont : un démarrage rapide, une large plage de puissance, aucune dépendance vis-à-vis du réseau électrique, une fiabilité élevée et un stockage facile du carburant.
1. Alimentation de secours (application principale)
o Hôpitaux, centres de données, banques, aéroports, métros, centres commerciaux, immeubles de grande hauteur-
o Démarrage et alimentation automatiques en quelques secondes à plusieurs dizaines de secondes en cas de panne soudaine de l'alimentation secteur
2. Alimentation électrique principale dans les zones sans réseau électrique ou dans les régions éloignées (alimentation électrique mobile)
o Mines, champs de pétrole, chantiers de construction en pleine nature, plateformes de forage, postes de garde-frontières
o Villages isolés, camps temporaires, construction de voies ferrées
o Îles, déserts, projets d'exploration sur le terrain
3. Alimentation continue/scénarios d'assurance d'urgence
o Lignes de production d'usines, usines chimiques, métallurgie, traitement des eaux usées
o Stations de base de communication, stations de radio et de télévision, véhicules de commandement d'urgence
o Alimentation électrique temporaire pour grands événements, concerts, expositions
4. Scénarios de conditions d'exploitation particulières
o Exigences extrêmement élevées en matière de fiabilité de l'alimentation électrique, aucune coupure de courant n'est autorisée
o Besoin d'une puissance élevée et d'un fonctionnement continu à long terme-
o Approvisionnement pratique en carburant (diesel), stockage sûr
o Environnements difficiles (haute température, basse température, haute altitude, poussiéreux, etc.)
5. Avantages comparatifs avec d’autres sources d’énergie
o Par rapport aux générateurs de gaz : aucune dépendance vis-à-vis des gazoducs, système plus simple, fonctionnement plus facile, plus sûr
o Par rapport aux générateurs à essence : puissance supérieure, économie de carburant, coût de carburant inférieur, bonnes performances antidéflagrantes, moins inflammable.
o Par rapport à l'énergie solaire/éolienne : Insensible aux intempéries, alimentation électrique stable pendant 24 heures