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What you need to know when choosing a generator

26 octobre 2020

Les générateurs sont au cœur des chantiers de construction, des projets d'infrastructure et des événements en extérieur à travers le monde. En tant que source d'alimentation polyvalente et fiable, leur contribution à la productivité ne peut pas être surestimée. Plus précisément, cela concerne leur capacité à fournir une énergie vitale et à soutenir des applications aussi variées que les projets d'assèchement urbain, les industries manufacturières, les hôpitaux ou l'alimentation d'une cuisine mobile desservant 5 000 personnes sur un site isolé, pour ne citer que quelques exemples.  

Cependant, même s'il est généralement admis que les générateurs sont omniprésents, et qu'ils sont souvent les héros méconnus des opérations, certains aspects doivent parfois être abordés, notamment en ce qui concerne les performances comparables et la taille des unités, avant de prendre une décision d'achat ou de location.

Choisir un générateur

Voici cinq points clés à prendre en compte lorsque vous choisissez d'acheter ou de louer un générateur :

1. La taille compte vraiment

L'élément le plus important à prendre en compte lors du choix de la taille d'un générateur est le courant d'appel élevé associé au démarrage des moteurs électriques et des transformateurs, qui est généralement six fois supérieur au courant de pleine charge. Cependant, les courants d'appel actuellement spécifiés pour les types de moteurs à haut rendement peuvent être presque deux fois plus élevés. 

On a coutume d'utiliser les exigences kVA de démarrage des moteurs et des transformateurs en tant que critère de mesure pour déterminer la taille d'un générateur. Cette approche entraîne souvent l'utilisation de générateurs surdimensionnés par rapport à la charge de fonctionnement du moteur, et dont la taille ne reflète pas les besoins réels de l'application. En outre, elle ne tient pas compte d'autres facteurs clés qui jouent un rôle crucial dans le choix de la taille des générateurs. Parmi ces facteurs, on compte par exemple les harmoniques causés par les entraînements à fréquence variable et le démarrage séquentiel des moteurs. 

Lors du démarrage de moteurs ou de transformateurs, de fortes baisses de tension et de fréquence peuvent également se produire si le générateur ne présente pas les bonnes dimensions. En outre, d'autres charges connectées à la sortie du générateur peuvent être plus sensibles aux baisses de tension et de fréquence que le moteur ou le démarreur, ce qui peut causer des problèmes. 

Heureusement, nous sommes là pour vous aider. De nombreux générateurs peuvent désormais être équipés de solutions permettant de surmonter les systèmes d'excitation supplémentaires requis dans l'alternateur. En général, il existe deux options : aimant permanent ou bobinage auxiliaire. Ces deux options fournissent au générateur trois fois son courant nominal pour couvrir les pics d'appel du moteur électrique, pendant une durée minimale de dix secondes, via un courant d'excitation résiduel. 

Dans certains cas, des options encore plus avancées sont disponibles. Par exemple, certains générateurs sont équipés d'un régulateur de tension automatique numérique (D-AVR) spécialement conçu pour gérer les courants d'appel élevés associés aux démarreurs et aux transformateurs. Dans des applications spécifiques, ce type de contrôleur de tension permet aux opérateurs de réduire la taille de générateur requise car le comportement transitoire de la puissance est mieux géré. 

Une autre option pourrait être d'utiliser un système « Fermer avant excitation » qui ferme le disjoncteur pile au moment où le moteur démarre. Cela permet à l'excitation d'augmenter progressivement au fur et à mesure que le régime du moteur augmente, pour un démarrage très souple des charges connectées au générateur. Ceci est particulièrement utile pour magnétiser les transformateurs élévateurs dans les installations nécessitant une tension moyenne. 

Par conséquent, il n'est plus nécessaire d'acheter des générateurs surdimensionnés simplement pour faire face à la surtension électrique initiale au démarrage. De plus, grâce au contrôle intelligent de la tension du générateur, il est possible de réduire la consommation de carburant, de réduire les coûts d'entretien et de prolonger la durée de vie de l'équipement.

2. Capacité modulaire

Même si vous commencez avec une seule unité, il est utile de demander au fabricant de l'équipement quelles mesures peuvent être prises pour mettre en parallèle un seul générateur avec d'autres afin de former une centrale électrique modulaire. Par exemple, le générateur est-il équipé de série de cette capacité ? De plus, combien de temps faut-il pour coupler deux unités ? Avec de nombreux générateurs, ce processus peut prendre moins de 10 minutes, mais tous n'ont pas cette capacité. Par conséquent, il est fortement recommandé de vérifier si cette fonction est disponible avant d'investir, au cas où cette capacité deviendrait nécessaire à l'avenir. 

Lorsqu'ils sont coordonnés par un réseau de contrôleurs, les générateurs prêts à l'emploi peuvent être mis sous tension et hors tension en fonction des besoins d'alimentation sur site à tout moment. Par exemple, un ou deux seulement peuvent être opérationnels pendant les périodes de faible charge, ce qui augmente le rendement énergétique. De même, toutes les unités peuvent devenir actives pendant les périodes de forte demande. 

La capacité modulaire présente de nombreux avantages supplémentaires. Tout d'abord, la fiabilité de l'équipement est améliorée car il est possible d'atténuer la défaillance d'une seule unité en configurant les autres unités afin d'augmenter leur puissance de sortie, de sorte à maintenir la même puissance de sortie. Deuxièmement, le coût et la durée des intervalles d'entretien sont réduits, car il n'est pas nécessaire d'interrompre toute la fourniture d'énergie pendant les opérations d'entretien essentielles.

3. Systèmes de contrôle et gestion de l'alimentation

Le système de contrôle idéal devrait offrir une variété de fonctions, telles que la possibilité de démarrer et de programmer la machine à distance, d'afficher des avertissements, par exemple en cas de niveau de carburant bas et d'autres problèmes de performances, en plus de fournir une large gamme de données d'analyse. Cela permet de mieux exploiter l'efficacité de la centrale électrique tout en offrant une vue d'ensemble précieuse du processus d'application. 

Many generators are now equipped with Power Management Systems (PMS). What makes them ideally suited for rental applications is the plug-and-play design that allows for easy and rapid configuration. PMS provides the means to optimise the fuel consumption and performance of generators in parallel with load demand, starting and stopping units with corresponding increase or decrease of load. It also helps avoid engine damage to generators from running with low load levels, thereby increasing their useful work life.

4. Rendement énergétique et autonomie

Thanks to a number of design innovations and energy efficiency improvements, today’s mobile generators now consume much less fuel than was possible five years ago. The fact that the latest equipment can run for longer and more economically has been a big driver behind the market’s growth. However, not all generators are the same and fuel can be expensive. Therefore, it is recommended to ask two or three manufacturers for a forecast on fuel consumption before making an investment. 

Furthermore, modularity also contributes to fuel efficiency. For example, taking the demand patterns of a typical industrial application as a guide, the deployment of a 1 MVA generator as a prime power source could mean up to 1.677 litres of fuel being consumed each day. That compares with approximately 1.558 litres of fuel if three 325 kVA generators were doing the same job. In this case, an estimated annual fuel saving of €30.000 makes for a compelling case, not to mention 85 tons of CO2 saved over the course of a year. 

The options for fuelling generators are expanding nowadays and now include bio-gas and natural gas. Although this market is emerging, it is important to discuss these technologies with a manufacturer before investing in a new generator.

5. Taille physique et transport

Il est utile de déterminer si les unités peuvent être remorquées ou chargées sur un camion et de vérifier les caractéristiques telles que les anneaux de levage et les passages de fourches. Lors de l'utilisation de plusieurs générateurs, il est également utile de déterminer si les unités peuvent être empilées les unes sur les autres pour un encombrement minimal et pour des questions d'accès. Ces facteurs ont une incidence sur les dépenses totales de fonctionnement et sur les efforts déployés pour réduire les coûts de carbone.

Résumons

Groupes électrogènes diesel

QAS diesel generators

Consider all the foregoing factors that affect the choice of appropriate sizing. If in doubt, apply a simple rule for estimating motor starting: 1 kW of generator set rating per ¾ to 1 hp specified on the motor nameplate. Always stay on the conservative side and remember that generators are built to work hard and the more accurate the sizing is to the application, the greater results.

It will pay to think modular because bigger is not necessarily better. Modular is not just about large installations, it can make a lot of sense with units around the 150 kVA level as well.

For users, contractors and event companies who have always rented the same size generator, now is the time to seek expert advice about the latest developments that are designed to help to match outputs to applications.
Sergio Salvador

Sergio Salvador

Responsable marketing produits - puissance