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Gerador de Energia Elétrica: o que é, como funciona, tipos, quando usar, como escolher, como dimensionar, espaços, exemplos e muito mais!

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Gerador de Energia Elétrica: o que é, como funciona, tipos, quando usar, como escolher, como dimensionar, espaços, exemplos e muito mais!

O que é um gerador de energia elétrica?

Gerador de energia elétrica é um sistema que transforma energia mecânica, química ou solar em energia elétrica. Em edifícios, é mais comum o uso de geradores a combustão, que transformam energia química (diesel) em energia elétrica.

Como funciona?

Existem três principais formas de funcionamento dos geradores em edifícios:

  • O tempo todo: utilizado em edifícios não ligados à rede;
  • Horário de pico: utilizado para economizar energia nos momentos que a concessionária eleva o preço;
  • “Stand-by”: ativa quando falta energia ou quando o sistema identifica falhas no fornecimento de energia. A falha pode ocorrer por tensão muito baixa ou muito alta ou ainda fora dos limites de frequência da rede. Estas condições de fornecimento podem provocar danos aos equipamentos elétricos.

Neste post vamos focar no funcionamento em regime de “Stand-by”, sistema mais comum em edifícios residenciais e comerciais, boa leitura.

Como funciona o regime de stand-by?

A partida do gerador é controlada por um quadro de transferência automática: quando existe uma falha no fornecimento de energia, um relé auxiliar é acionado, ativando a partida do grupo gerador.

Este quadro comanda todo o “chaveamento” do sistema, ligando e desligando as redes conforme a necessidade do edifício.

Quando houver uma falha no fornecimento de energia, o quadro desativa a ligação com a companhia para que o gerador não energize a mesma e possa ocasionar um acidente.

Em casos de emergência, o quadro desliga a rede do condomínio e mantem ligado os sistemas de iluminação e elevador de emergência, sistema de pressurização da escada e sistemas de bombas de incêndio.

Quando a fonte de energia elétrica externa é restaurada, o painel ainda aguarda um tempo pré-programado de restabelecimento da tensão para desligar automaticamente o gerador.

Este quadro também pode fazer uma ativação periódica do gerador para fins de manutenção.

O painel de um gerador possui uma IHM (interface homem-máquina) que facilita e torna mais eficiente a comunicação entre pessoas e o gerador. Abaixo temos um exemplo de uma IHM de um grupo gerador da STEMAC.


Fonte: Stemac

Manutenção do gerador

É recomendável que o gerador seja ligado pelo menos uma vez por mês. Esta operação pode ser realizada de forma automática, programando no quadro de comando automático conforme citado acima.

Quando utilizado um moto gerador a diesel, o diesel tem validade de 6 meses e deve ser drenado e substituído.

É necessário também realizar uma manutenção semestral para a troca de óleo do motor e uma revisão completa anual para limpeza de filtros.

Combustível

Existem geradores a base de etanol, biocombustível, gás natural e diesel. O mais comum em condomínios é o gerador movido a diesel. Em equipamentos que operam em regime “Stand-By” o custo do combustível costuma ser desprezível, pois o gerador opera por poucas horas anuais.

Diesel: Disponível em geradores de todos os tamanhos, é um combustível barato, porém quando fica sem uso por longos períodos pode absorver água e desenvolver microrganismos que entopem os filtros e corroem as peças. Para que os efeitos sobre o motor sejam reduzidos, ele deve ser drenado e substituído a cada 6 meses.

Gasolina: Normalmente disponível somente em grupos geradores de baixa potência e baixa qualidade. Também degrada com o tempo, formando borra que entope e prejudica o funcionamento do motor.

Etanol: Podem ficar longos períodos sem uso. É um dos menos poluentes, com menos fumaça e cheiro.

Gás Natural: Combustível também bem limpo, normalmente usado apenas em locais que possuem o gás encanado. Isto limita os locais de uso, porém elimina a necessidade de abastecimento.

Localização

A localização ideal do gerador é próxima da entrada de energia ou do quadro de distribuição em que ele atende. Areas próximas destes locais diminuem o percurso dos cabos elétricos.

Outros pontos importantes são: facilidade de ventilação e manutenção e local distante das áreas privativas para diminuir o impacto sonoro.

Espaço necessário

Abaixo temos os tamanhos e peso de geradores de duas diferentes marcas de acordo com sua potência:

Os fabricantes recomendam que seja previsto um espaço de no mínimo um metro ao redor do grupo gerador para manutenção.

Abaixo temos um desenho esquemático de um gerador da marca Stemac com potência de 83 kVA:

É possível alimentar os apartamentos ou salas comerciais através do gerador?

Sim, a alimentação pode ser feita em conjunto com todo o edifício ou de forma individual: um gerador por apartamento ou sala comercial.

Entretanto é raro utilizar a geração nestes casos porque a geração para todo o edifício acaba ocasionando uma instalação cara, conforme descrito no exemplo acima.

Além disso a utilização de gerador individual por unidade necessita uma área de aproximadamente uma vaga de garagem por unidade atendida para acomodar o gerador.

Já pensou em alugar o gerador?

A compra do gerador não é a única opção. Várias empresas alugam geradores e, em média, o aluguel de um equipamento de 100 kVA custa três mil reais, incluindo toda manutenção preventiva necessária ao gerador.

Quando é obrigatório utilizar o gerador?

É obrigatório utilizar quando os equipamentos de segurança contra incêndio necessitam autonomia em caso de falta de energia, normalmente exigido em edifícios altos em que são exigidos elevadores de emergência e escadas pressurizadas.

Vale a pena ligar a iluminação de emergência no gerador?

Se o empreendimento prevê ou já possui um gerador de energia, vale a pena sim ligar a iluminação de emergência ao gerador. O impacto de consumo de energia das luminárias é pequeno não necessitando aumentar a potência do gerador na maioria dos casos.

Entretanto, se o empreendimento não prevê o uso de gerador, instalá-lo apenas para o sistema de luminárias de emergência não é vantajoso. Segundo nosso estudo, o valor pode ser até 20% mais caro do que o uso de central de baterias.

O que vale mais a pena, motor a combustão ou motor elétrico ligado ao gerador?

Quando já existe a previsão de um gerador para outros equipamentos, é técnica e financeiramente viável instalar uma bomba elétrica. Uma bomba a combustão custa em média o dobro de uma bomba elétrica. Usando como exemplo uma bomba de 10cv, a bomba a combustão custa R$ 2.500,00 a mais que uma bomba equivalente elétrica e, na maioria dos casos, o acréscimo de uma única bomba não acrescentará potência e custo ao gerador.

Dimensionamento

O primeiro passo é definir quais os equipamentos serão atendidos pelo gerador. Podemos atender:
– Somente os equipamentos obrigatórios em caso de incêndio;
– Equipamento de incêndio + itens essenciais do condomínio, como iluminação, elevadores, portões de acesso e sistemas de bombeamento de água;
– Atender todo o condomínio, além dos pontos acima, atendendo os sistemas de ar condicionado, chuveiros elétricos e aquecedores de piscinas;
– Atender todo o edifício.

Fator de demanda

O Gerador não precisa atender todos os equipamentos ao mesmo tempo, até porque o uso simultâneo de todos os equipamentos é improvável. Logo no dimensionamento devem ser utilizados fatores de demanda.

Existem vários métodos para cálculo da demanda que o projetista pode adotar, havendo variações entre as exigências das companhias em cada estado. O mais indicado é que a construtora entre em contato com um profissional especializado para se assegurar do correto dimensionamento do equipamento.

Faixa de operação

O gerador deve trabalhar entre 30% e 80% da sua potência nominal. Cargas constantes acima de 80% diminuem a sua vida útil, porém superdimensionar um gerador também ocasionará o mesmo problema.

Os motores que trabalham constantemente com cargas menores que 30% de sua potência nominal acabam tendo problemas mecânicos, e com isso um custo elevado de manutenção.

Conclusão

Até pouco tempo atrás, ter um gerador em um edifício era um item raro, comum somente em edifícios muito valorizados.

A boa notícia é que o uso cada vez mais comum, tanto para segurança do edifício como para conforto de seus usuários, está trazendo mais fabricantes para o mercado e reduzindo o custo de instalação e operação dos geradores. Com isso será mais comum encontrarmos em materiais de venda, sistemas de geração de energia que dão autonomia ao edifício, dando segurança aos empreendedores ou moradores que vão ocupar o edifício.

E você, pronto para adotar um gerador no seu próximo empreendimento?

Nos ajude a melhora deixando seu comentário com dúvidas ou dica.

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