Al optimizar la eficiencia operativa y la confiabilidad de los sistemas de generación de energía, la estrategia de poner en paralelo múltiples generadores supera la dependencia convencional de una configuración de generador singular. Esta metodología no sólo introduce redundancia, reforzando la confiabilidad y la adaptabilidad en los esquemas de generación de energía, sino que también resulta invaluable en escenarios que exigen un suministro de energía ininterrumpido. La integración de múltiples generadores al bus, aumenta significativamente las posibilidades de energía sostenida en medio de fallas del generador; un factor crítico en aplicaciones de seguridad humana.
Navegar a través de demandas de energía fluctuantes, se vuelve fluido con una configuración de múltiples generadores, lo que permite la optimización de generadores individuales para una gestión eficiente de la carga. El análisis de costo-beneficio a menudo favorece a varios generadores más pequeños en lugar de una sola unidad grande, especialmente cuando las limitaciones de espacio o los requisitos de energía presentan desafíos únicos. En particular, los generadores más pequeños facilitan soluciones de instalación más sencillas incluida la instalación en tejados, debido a su peso más ligero, y las operaciones de mantenimiento se realizan de forma ininterrumpida, lo que garantiza que las cargas de seguridad humana sigan alimentadas.
El paradigma de puesta en paralelo de generadores perfeccionado a lo largo de treinta años, ha experimentado avances significativos en las capacidades de control. La integración de funcionalidades complejas de paralelo, que alguna vez fueron dominio exclusivo de los controles lógicos programables (PLC), externos y personalizados, ahora es una característica estándar en ciertos controladores de generadores, lo que marca el cambio hacia el paralelo integrado. Este cambio metodológico ha obtenido una amplia aceptación, y al mismo tiempo aborda y mitiga los riesgos asociados.
Se presenta el sistema de paralelo a bordo.
Un escenario prototípico, implica la incorporación de los controladores APM603 de KOHLER, dentro de un marco de distribución de energía y conmutador de transferencia automática (ATS). El controlador APM603, organiza la carga compartida y la sincronización en hasta ocho grupos electrógenos, agilizando la gestión del generador y la carga, con la integración opcional de un panel de control maestro para el comando general del sistema.(consulte la Figura 1). El tablero de distribución de energía sirve como nexo para la conectividad del grupo electrógeno, estableciendo un bus unificado y acomodando los disyuntores necesarios para generadores individuales, y una gestión de carga adaptada a los requisitos específicos del usuario. El papel fundamental de los ATS a la hora de discernir las fuentes de energía óptimas y ejecutar transferencias de carga, se vuelve evidente en esta configuración.
Perspectivas de instalación y servicio.
Las instalaciones norteamericanas de generadores, ATS y tableros de distribución de energía, están bajo la jurisdicción del Código Eléctrico Nacional (NEC), lo que exige un enfoque de cumplimiento de todo el sistema en lugar de una certificación de equipos aislados. Las autoridades locales con jurisdicción (AHJ), encarnan la autoridad interpretativa sobre la documentación NEC, basando la aprobación del sistema en una revisión integral que abarca los componentes, la conectividad y los protocolos de instalación.
Las consideraciones de diseño óptimo se extienden a la facilitación del servicio y la resolución de problemas, enfatizando la necesidad de aislar los componentes estratégicos, para garantizar que las actividades de mantenimiento no requieran paradas extensas del sistema. La ubicación estratégica de interruptores y mecanismos de desconexión, mejora significativamente la eficiencia del mantenimiento de rutina.
Información sobre la configuración.
Conectividad directa entre generador y ATS: esta configuración minimalista, ilustrada en la Figura 2, ofrece una solución económica y ahorra espacio, a pesar de ciertas limitaciones inherentes, específicamente al adaptarse a los criterios de certificación UL1008 de ATS con respecto a las clasificaciones de amperaje de terminales y configuraciones de cableado.
Cuadro de distribución con disyuntor bus: mejorando la capacidad de servicio mediante la incorporación de disyuntor bus, esta configuración logra una conexión ágil entre generadores y ATS, simplificando así la instalación y reduciendo costos. En particular, el enfoque permite la segmentación de carga crítica a través de múltiples ATS, como se muestra en la Figura 2.1.
Múltiples ATS con su propio disyuntor significa que las cargas se pueden separar según su criticidad, especialmente cargas de emergencia versus cargas que no son de emergencia. Con cargas separadas mediante ATS y disyuntores, se puede aislar un área con una falla sin afectar otras cargas. Esto permite que el sistema continúe funcionando, suministrando energía a las cargas más críticas.
Por ejemplo, si ocurre un cortocircuito, debería dispararse el disyuntor más cercano a la fuente del cortocircuito. Si las cargas no están aisladas con un disyuntor según ATS, el disyuntor único se disparará y desconectará todas las cargas. Sin un disyuntor, no es posible aislar las cargas y todo el sistema se apagará.
Par de interruptores por generador en diseño de tablero de distribución: al ofrecer una capacidad de servicio superior, este diseño garantiza el suministro de energía ininterrumpida durante las operaciones de mantenimiento. La conexión de cada generador incluye un sistema de interruptor doble para un aislamiento máximo, lo que permite de manera efectiva el servicio de diseño N + 1 sin comprometer la integridad del sistema. Las implicaciones de este diseño se detallan con más detalle en las Figuras 3 y 3.1, destacando la flexibilidad y adaptabilidad del sistema a las demandas de energía en evolución.
Es posible aislar cada generador y evitar que la energía llegue al lado de carga de su disyuntor. Usar dos disyuntores para un aislamiento máximo es el método más seguro. No es necesario apagar todo el sistema para dar servicio a un generador; el disyuntor manual en el tablero de distribución tendría que abrirse para garantizar que no haya energía en el lado de carga del disyuntor del generador. Sin un disyuntor en el tablero de distribución, el ATS tendría que cambiarse a manual y dejarse en modo normal.
Reflexiones.
El diseño de un sistema generador que adopte el funcionamiento en paralelo, exige una consideración meticulosa de numerosos factores, entre los que destacan la seguridad, la facilidad de servicio y la rentabilidad. Lograr un equilibrio entre flexibilidad y consideraciones de costos, requiere colaborar con proveedores cuya experiencia abarque un amplio espectro de equipos, garantizando un rendimiento del sistema personalizado en diversas condiciones operativas.
