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grupo electrógeno

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Empalme II es una central de ciclo combinado de energía térmica de 791 MW con dos turbinas de gas promovida por la Comisión Federal de Electricidad (CFE) de México, una fantástica obra de ingeniería en el estado de Sonora en la que ha participado Genesal Energy, instalando instalado un grupo electrógeno de emergencia black start de 2.000 kVA preparado para restaurar el funcionamiento y arranque de la central tras un fallo de red y especialmente diseñado para esta obra.

Sonora, junto con los estados de Chihuahua y Baja California, es todo un referente en Latinoamérica en la puesta en marcha de proyectos que potencian el uso de energías renovables. En instalaciones como la de Empalme II -cuya inversión ronda los 400 M$- tener grupos electrógenos es primordial, entre otras razones, porque en las centrales de ciclo combinado existen cargas esenciales que deben ser alimentadas de forma permanente para el correcto funcionamiento de la instalación.

En la central de Empalme II una de las cargas más importantes que había que alimentar era el virador, la máquina que hace girar el rotor de la turbina de gas a muy bajas revoluciones para que se enfríe de forma homogénea y con ello evitar que se deforme. A nivel de automatización, el cliente quería que el sistema se gestionase, monitorizase y controlase íntegramente desde el panel de control general (SCADA).

Cómo funciona

En estos casos, el generador diésel de emergencia se conecta a un cuadro principal de acometida, que a su vez está conectado a tres barras diferentes, alimentando al cuadro de servicios esenciales generales y a los servicios esenciales de las dos turbinas de gas. Ante una situación de emergencia, el generador diésel alimentaría las cargas esenciales de la central y sería capaz de discriminar cada una de las tres barras, pudiendo alimentar cada una de ellas de forma conjunta o individual.

Para implantar este sistema, Genesal Energy propuso un PLC redundante basado en 2 CPU de manera que, ante el posible fallo de una de ellas, la otra tomaría el control del generador de forma automática, instantáneamente, sin que la central percibiese el cambio. También se instaló un relé de protección y un sincronizador para el funcionamiento en paralelo con la red. El equipo también dispone de una sala de control eléctrica con aire acondicionado, sistemas de detección y extinción de incendios con áreas diferenciadas de extinción por gas FM200.

Características técnicas

Potencia en servicio continuo: 1.818 kVA
Potencia en servicio de emergencia: 2.000 kVA
Tensión: 480/277 V
Frecuencia: 60 Hz
Velocidad: 1.800 RPM

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El nuevo grupo electrógeno MTU Onsite Energy 20V 4000 DS3600 ha sido lanzado recientemente al mercado. Basado en motores de la Serie 4000 mejorada de MTU, el grupo electrógeno DS3600 20V 4000 supera significativamente las ofertas anteriores con un aumento del 10% hasta alrededor de 3.000 kW de potencia eléctrica (3.730 kVA) en modo standby y unos 2.700 kW de potencia eléctrica (3.390 kVA) como generador primario de energía. Los primeros modelos de este motor de la serie 4000 tienen un historial probado con más de 23.000 unidades vendidas para aplicaciones de generación de energía.

Más de 30 de estas nuevas unidades ya están configuradas para su entrega en 2018. La mayor parte del envío inicial, 75 MW en conjunto, está destinado a un grupo mundial de Internet para generar energía de reserva para su centro de datos europeo. MTU Onsite Energy ya ha anunciado un avance a un nivel aún más alto en la forma del grupo electrógeno diesel DS4000 de 20V 4000 que entrega aproximadamente un 16% más de potencia salida, 3.200 kW de potencia eléctrica (4.000 kVA de potencia de reserva), en comparación con ofertas anteriores. En alrededor de 20 m2, ambas unidades ocupan poco espacio.

El diseño optimizado del motor aumenta el rendimiento

Las demandas de potencia cada vez mayores en aplicaciones de misión crítica, como las de los centros de datos, aeropuertos u hospitales, requieren el uso de motores cada vez más potentes, como la Serie 4000 mejorada de MTU, para permitir que los grupos electrógenos avancen sin problemas y cubran la demanda si surge una contingencia

El rendimiento se ha potenciado mediante la optimización del diseño del motor para permitir una mayor BMEP (presión media efectiva) en los cilindros, y la instalación de un turbocompresor rediseñado y equipos periféricos modificados con algunos componentes astutamente emparejados.

Un grupo electrógeno supera el estándar

La experiencia interna en todas las tecnologías clave involucradas aquí, junto con herramientas de simulación y análisis de vanguardia, han permitido desarrollar una generación de motores con que el nuevo grupo electrógeno diesel puede incluso superar el estándar. Una razón es el alto factor de carga del motor que permite que el grupo electrógeno en espera funcione al 85% de su potencia máxima en promedio, un valor que supera los requisitos establecidos en ISO-8528-1 en un 15%. Además, el generador puede funcionar hasta 500 horas al año en su papel principal como fuente de energía de reserva. Este valor va más allá de las 200 horas especificadas en el estándar.

En caso de un corte de energía, entregar una fuente de alimentación fiable en cuestión de segundos es la clave. Los centros de datos con sus sensibles instalaciones de TI presentan el desafío adicional de mitigar las fluctuaciones de tensión y frecuencia. Por lo tanto, estos grupos electrógenos se han desarrollado para frenar estas variaciones por diseño. Recibir el primer pedido del nuevo grupo electrógeno de un jugador global en Silicon Valley es un gran honor.

Certificado para alimentar la red pública

Los grupos electrógenos de la Serie 4000 cumplen con las directrices de VDE (la Asociación Alemana de Tecnologías Eléctricas, Electrónicas y de Información) y están certificados para funcionar en paralelo a la red. Esto permite a los usuarios alimentar la red pública con un beneficio y salvaguardar el suministro en caso de emergencia. En términos de eficiencia energética, este es también un enfoque sensato para hacer frente a las inestabilidades de la red cada vez más comunes derivadas del uso de energías renovables. Los grupos electrógenos diesel certificados de MTU Onsite Energy cumplen todos los requisitos al cumplir los criterios técnicos para hacer esto.

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Rolls-Royce es hasta ahora el único fabricante de grupos electrógenos diesel en Alemania que ha obtenido la acreditación de la BDEW (Asociación Alemana de Industrias de la Energía y el Agua). El certificado se aplica a los grupos electrógenos diesel MTU Onsite Energy en el rango de potencia de 600 a 3.200 kWe, que cumplen todos los requisitos de la asociación con respecto al código de la red alemana. Por tanto, los operadores de centrales eléctricas distribuidas están autorizados a inyectar la electricidad que generan a la red eléctrica pública. Los productos certificados están basados en los grupos electrógenos estándar probados de MTU basados en los motores de las series 2000 y 4000, cuyos motores eléctricos y componentes electrónicos se han configurado y puesto a punto de acuerdo a los requerimientos especiales del código de red. M.O.E. Moeller Operating Engineering GmbH ha sido la empresa encargada de proporcionar la verificación.

Alemania ha desempeñado un papel pionero en la promoción de códigos de red, con el cierre de grandes centrales eléctricas, se ha producido un crecimiento significativo en la generación de energía distribuida basada en el viento, el agua y la energía solar. Esta transición requiere nuevas formas de pensar y nuevas tecnologías. Las capacidades ya acreditadas de los grupos electrógenos para contribuir a la estabilidad de la frecuencia y tensión, y para ayudar a restablecer el suministro de energía en caso de un corte total de suministro, en general, mejoran la fiabilidad red eléctrica.

Los grupos electrógenos certificados deben ser capaces de realizar dos tareas esenciales: en funcionamiento normal red eléctrica, deben apoyar al operador de la red en el mantenimiento de criterios de calidad como la tensión de la red, y una frecuencia de red de 50 Hz. En el caso de una interrupción de la red eléctrica, deben ser capaces de generar energía continuamente con el fin de evitar que un corte total.

Uno de los primeros grupos electrógenos diesel certificados por BDEW de MTU Onsite Energy se ha instalado y puesto en marcha en una panadería industrial en Alemania. Se basa en un motor diesel de 18 cilindros de la serie 2000 y entrega 1.000 kW. Desde mediados de septiembre, se ha utilizado como respaldo en caso de un corte de energía para salvaguardar la producción de productos de panadería congelados. Cuando hay picos de demanda de energía, cambia para operar en paralelo con la red. Esto ocurre, por ejemplo, al mediodía, cuando la producción está funcionando a pleno rendimiento, y se necesita un flujo ininterrumpido de energía para iluminación, los transportadores, los refrigeradores, la planta de hielo, y para la regulación y el control de las líneas de cocción. Para implementar el grupo electrógeno para la generación de potencia pico y, posiblemente, para funcionar en reserva en una momento posterior, tenía que cumplir con los nuevos requisitos de los códigos de red establecidos por BDEW.

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