Qu’est-ce qu’un générateur ?
Un générateur est un appareil qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique. Il s’agit d’une définition technique et s’applique à tous les générateurs à l’exception d’un générateur solaire, qui fonctionne très différemment de toute autre méthode de production d’électricité.
Qu’est-ce Qu’un Générateur ?
Cet article explique les générateurs d’une manière facile à comprendre. Voyons d’abord quelle est la définition la plus courante de générateur. Les génératrices ne sont pas les grandes centrales électriques qui fournissent l’électricité dont nous avons besoin dans nos maisons, nos entreprises et nos infrastructures. Lorsque nous parlons de générateurs, la plupart des gens parlent de générateurs portables et de secours. Quand quelqu’un demande ce qu’est un générateur ? C’est ce que je suppose qu’ils recherchent. Ces générateurs sont disponibles à l’achat. C’est le sujet principal de l’article. Cet article se concentrera sur le sujet. Je vais d’abord répondre à la question en détail, puis la décomposer en différents générateurs que nous pourrions utiliser tous les jours.
À l’exception des générateurs solaires, tous les générateurs utilisent un moteur interne pour alimenter un alternateur. Le moteur utilise du gaz comme carburant, mais peut également être entraîné au diesel ou au gaz naturel. Ces moteurs sont des versions plus petites des moteurs utilisés pour propulser les voitures. Ils ressemblent aux moteurs trouvés dans les tronçonneuses et les tondeuses à gazon.
Le composant clé du générateur est l’alternateur. C’est ce qui génère l’AC que nous utilisons dans nos maisons. Tous les générateurs aux États-Unis sont capables de produire une puissance de 120 V, 60 Hz. C’est la même puissance que vous obtenez à partir d’une prise électrique domestique ordinaire. Les grandes unités peuvent générer des courants de 120 V et/ou 240 V, ce qui nous permet de les utiliser pour alimenter de plus gros appareils et machines. De nombreuses unités auront une prise 12V DC, et parfois des prises USB. Les générateurs peuvent produire un courant de 240 V 50 Hz en dehors de l’Amérique du Nord. Certains générateurs peuvent également produire un courant triphasé de 380V. En effet, les générateurs fournissent la même électricité que le service public d’électricité, mais sans avoir besoin d’être connectés.
Quel Est Le Principe De Fonctionnement D’un Alternateur ?
Nous savons maintenant que l’alternateur fournit l’électricité que nous utilisons. Comment un alternateur y parvient-il ? Un alternateur est un aimant électromagnétique qui crée un champ électromagnétique. C’est un appareil cylindrique avec un stator à l’intérieur. Le stator est constitué d’une série d’enroulements en cuivre.
Le centre du stator est traversé par un rotor. Il y a un petit espace entre eux pour permettre au rotor de tourner librement. Des enroulements en cuivre se trouvent également autour de l’arbre du rotor, qui est relié à un moteur. Le moteur fait tourner le rotor à grande vitesse lorsqu’il tourne. La rotation provoque l’excitation des électrons dans les enroulements de cuivre du moteur. Entre le rotor, le stator crée un champ électromagnétique. Le champ magnétique crée des électrons chargés qui sont puisés entre deux points. C’est ce qu’on appelle une tension alternative. Le courant est ensuite transféré aux prises de courant du générateur au moyen d’un conducteur.
Les watts sont l’unité de puissance produite par un alternateur. Un générateur peut produire théoriquement des watts illimités. Bien qu’un petit alternateur avec un petit moteur produise 1000W, il ne pourra pas alimenter de nombreux petits appareils. Une centrale nucléaire aura plusieurs générateurs qui produisent des mégawatts d’électricité. Ces générateurs sont connectés au réseau national avec beaucoup d’autres. Ce réseau de sous-stations et de centrales électriques est contrôlé par des ordinateurs et fournit une énergie constante et fiable à toutes les villes et villages.
La puissance de sortie d’un générateur portable est limitée par la taille de l’alternateur. Il générera rarement plus de 15000W par heure. Les générateurs de secours peuvent fournir jusqu’à 60 000 W de puissance et sont généralement plus gros. Tous les appareils et machines pouvant fonctionner à partir d’un générateur ne doivent pas dépasser la puissance de sortie maximale du générateur. Si un générateur a une puissance nominale de 10 000 W, il n’est pas autorisé à dépasser cette limite de puissance.
Les générateurs portables sont proposés avec deux puissances nominales : watts constants ou de fonctionnement ou watts de pointe ou de démarrage. La puissance nominale constante du générateur fait référence à la quantité d’énergie qu’il peut produire en continu. Nous pouvons utiliser le générateur jusqu’à la puissance de fonctionnement constante aussi longtemps que nous en avons besoin. La puissance de crête du générateur, ou puissance de démarrage, est la puissance maximale qu’il peut produire pendant une brève période de temps. Cela dépassera toujours les watts de fonctionnement. La puissance nominale du générateur lui permet de fournir une puissance supplémentaire à l’équipement électrique qui a besoin d’un coup de pouce supplémentaire. De nombreux appareils électroménagers et machines utilisent des moteurs électriques inductifs. Cela inclurait les climatiseurs et les réfrigérateurs. Les ballasts sont utilisés pour démarrer des équipements comme les lampes fluorescentes et les micro-ondes. Les moteurs inductifs utilisent des condensateurs,et les ballasts nécessitent une puissance de démarrage plus élevée que le courant qu’ils consomment pendant leur fonctionnement.
Un régulateur est utilisé pour maintenir une puissance de sortie constante. Un régulateur est une commande d’accélérateur mécanique qui ajuste automatiquement la puissance du moteur pour répondre à la demande de puissance de sortie. Les générateurs doivent fonctionner à des vitesses constantes. C’est ce qui maintient la fréquence de sortie et la tension constantes. Le générateur n’aura pas besoin d’autant de carburant pour fonctionner si la demande de puissance est inférieure. Il aura besoin de plus de gaz à mesure que la demande d’électricité augmentera. Le régulateur régule le rapport entre la puissance de sortie et la position du papillon.
L’accélérateur fonctionne de la même manière que nous l’utilisons lorsque nous conduisons une voiture. Pour maintenir la vitesse à l’approche d’une montée, vous devrez utiliser l’accélérateur pour accélérer. La voiture ralentira si nous ne le faisons pas. Les générateurs n’ont pas le même avantage que les voitures. Le générateur peut détecter l’approche de la pente et accélérera vers l’avant. Le générateur n’ouvrira pas la manette des gaz si la charge supplémentaire est ajoutée. Cela signifie qu’il y a un délai entre le moment où la charge augmente et le moment où le régime moteur augmente. La tension chutera temporairement. La quantité d’énergie nécessaire pour provoquer la chute de tension déterminera l’amplitude exacte. La chute de tension sera plus importante si plus de puissance est nécessaire. Cela peut provoquer des distorsions dans les ondes sinusoïdales et est dangereux pour les équipements électroniques.
Qu’est-ce Qu’une Onde Sinusoïdale ?
Une onde est une impulsion générée par un courant alternatif. C’est la même chose que les ondes sonores. C’est ce qu’on appelle une onde sinusoïdale. La tension est le pic de l’onde et la fréquence est la largeur. La forme de l’onde changera s’il y a un changement de fréquence ou de tension. Il peut se déformer. La distorsion d’une distorsion harmonique à onde sinusoïdale est (HD). Des niveaux élevés de HD peuvent endommager les équipements électroniques tels que les téléviseurs, les chaînes stéréo et les ordinateurs utilisant un microprocesseur. La limite recommandée pour la distorsion harmonique totale (THD) ne doit pas dépasser 3,3 %. C’est pourquoi les générateurs à onduleur sont si importants.
Générateur conventionnel vs générateur à onduleur
Différents Types De Générateurs
Bien que le principe de base de tous les générateurs soit le même, il existe de nombreux types de générateurs qui peuvent être utilisés à des fins différentes. Il existe trois catégories principales de générateurs que nous pouvons acheter en tant que consommateurs.
- Générateurs portables
- Générateurs de secours
- Générateurs solaires
Qu’est-ce qu’un générateur portable ?
Un générateur portable est un générateur qui peut être transporté. Ces générateurs sont les plus populaires. Les générateurs portables peuvent être petits et légers. Les générateurs portables qui produisent environ 1000W peuvent facilement être transportés dans une seule main. Les gros générateurs portables qui peuvent fournir suffisamment d’énergie pour la plupart des besoins des ménages, s’avéreront trop lourds pour être transportés par une seule personne. Un générateur portable qui produit plus de 10 000 W peut peser plus de 91 kg. Ces générateurs sont équipés de roues et de poignées afin qu’ils puissent être déplacés sans avoir besoin d’être transportés.
Un cadre ouvert est la conception traditionnelle d’un générateur. Le moteur et l’alternateur sont fixés sur un châssis métallique. Cela nous permet de voir les parties mécaniques du générateur. Les générateurs à cadre ouvert sont les plus économiques, mais ils peuvent être bruyants. Les générateurs plus gros produiront plus de bruit.
Les générateurs traditionnels présentent de nombreux inconvénients. Les plus évidents sont la distorsion harmonique et les niveaux de bruit. La technologie moderne a résolu ces problèmes et offre de nombreuses alternatives au générateur traditionnel à cadre ouvert. Les générateurs portables dotés d’une nouvelle technologie ont tendance à être plus chers.
Générateurs Silencieux
En raison de leurs niveaux de bruit élevés, un générateur portable traditionnel à châssis ouvert peut poser problème dans les zones résidentielles ou les campings. Les gros générateurs portables peuvent générer des niveaux de bruit dépassant 100 dBA. C’est pourquoi une voix normale peut produire des niveaux de bruit de 65 dBA. Selon les règles de sécurité sanitaire, une protection auditive doit être portée si le niveau de bruit est supérieur à 85dBA.
La plupart des fabricants de générateurs fournissent des générateurs silencieux. Bien que les générateurs ne soient pas complètement silencieux, ils peuvent produire une réduction significative du bruit.
Générateurs Onduleurs
Presque tous les appareils électriques ont des composants électroniques de nos jours. Un microprocesseur peut être utilisé dans n’importe quel climatiseur ou micro-ondes doté de commandes à bouton tactile. Un générateur qui génère une onde sinusoïdale propre avec une faible HD est très demandé. Un onduleur, un appareil à commande électronique qui convertit le courant continu (CC) en courants alternatifs (CA), utilise des résistances et des condensateurs.
La technologie Inverter présente également l’avantage de réduire le régime moteur lorsque la demande de puissance est faible. Il utilise moins de carburant. De nombreux générateurs à onduleur ont des ports de connexion parallèles. Cela permet à plusieurs générateurs d’être connectés simultanément.
Générateurs hybrides ou bicarburants
La demande de moteurs à combustion plus propre a augmenté à mesure que la sensibilisation à l’environnement s’est accrue. Un carburateur peut brûler à la fois de l’essence standard (propane) et du gaz naturel (propane). Une génératrice à double carburant ou hybride peut utiliser de l’essence ou du propane comme source de carburant.
Le propane est non seulement bénéfique pour l’environnement, mais il présente également de nombreux avantages pratiques. Le propane est plus sûr à stocker et peut être stocké dans des réservoirs de propane. Ils ne sont pas capables de fuir ou de libérer des fumées comme les bidons d’essence. Il n’est pas nécessaire de transférer du propane dans un réservoir d’essence. Le réservoir de propane se connecte directement à la soupape d’admission afin qu’il n’y ait aucun risque de déversement de carburant. Le propane peut durer des années, tandis que le gaz se détériore avec le temps. Le propane a un plus petit volume car il est comprimé. Le propane peut être stocké dans un état compressé, ce qui signifie qu’il a un volume inférieur. Cela rend le propane plus pratique car vous n’avez pas besoin de transporter de grandes quantités de carburant.
Qu’est-ce Qu’un Générateur De Secours ?
Un générateur de secours fonctionne de la même manière qu’un générateur portable. Une génératrice de secours utilise un moteur au propane ou au gaz pour entraîner un alternateur. Cela fournit une alimentation CA qui peut être utilisée dans les maisons et les entreprises. Un générateur de secours produit plus d’électricité et est plus gros qu’un générateur ordinaire, ce qui est suffisant pour alimenter une maison entière. Un gros générateur de secours fournira suffisamment de puissance pour alimenter tout un immeuble, une usine ou un centre commercial.
Il existe de nombreuses options pour les générateurs de secours à domicile. Ils peuvent fournir une puissance de 15KW à 60KW. Le commutateur de transfert automatique est également utilisé, de sorte que l’utilisateur n’a pas besoin de couper l’alimentation électrique ou de démarrer le générateur. Le commutateur de transfert automatique allume le générateur lorsque l’alimentation secteur est coupée. Il transfère ensuite l’alimentation électrique du service public au générateur. Le commutateur de transfert arrêtera le générateur lorsque l’alimentation électrique principale sera rétablie.
Ces générateurs sont plus chers que les générateurs portables car ils sont plus gros. Ils sont également résistants aux intempéries et disposent d’un commutateur de transfert automatique. Il s’agit d’un coût supplémentaire car un générateur de secours doit être installé par un électricien conformément aux codes électriques locaux. Ce sont tous des facteurs qui rendent les générateurs de secours moins populaires.
Un générateur de secours est une option rentable qui offre de nombreux avantages. Ils produisent suffisamment d’énergie pour faire fonctionner toute la maison sans aucun compromis. Le générateur peut également être installé loin de la maison afin qu’il n’y ait pas de perturbation. Ils sont beaucoup plus faciles à utiliser que les générateurs portables qui doivent être démarrés manuellement et connectés à l’alimentation électrique de la maison. Seul l’utilisateur doit s’assurer qu’il y a suffisamment de gaz dans le générateur et que le générateur est entretenu à intervalles réguliers par un professionnel. Les réservoirs de gaz des groupes électrogènes de secours sont grands et nécessitent rarement un ravitaillement.
Qu’est-ce Qu’un Générateur Solaire ?
Techniquement parlant, un générateur solaire n’est pas considéré comme un générateur. Un onduleur hybride est le terme correct pour un appareil générateur de soleil, mais il est le plus souvent appelé générateur solaire.
Ces générateurs, contrairement aux autres générateurs, utilisent des panneaux solaires et non un moteur. Le photovoltaïque est un procédé que les panneaux solaires utilisent pour produire de l’électricité à partir de l’énergie solaire. L’électricité est stockée dans une ou des batteries à utiliser selon les besoins. L’alimentation secteur peut charger les batteries si l’énergie solaire n’est pas disponible. Pour charger les batteries, vous pouvez brancher un générateur solaire sur une prise 120V.
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Un générateur solaire présente de nombreux avantages. Les générateurs solaires n’ont pas besoin de moteur et sont presque silencieux. À l’exception du bruit des ventilateurs de refroidissement, vous les entendez à peine fonctionner. Un générateur solaire n’émet pas de fumées toxiques, ce qui est un autre avantage. Un générateur solaire peut également être utilisé à l’intérieur. Ils sont calmes et sûrs.
Le coût initial d’achat d’un générateur solaire est l’un de ses inconvénients. Pour générer suffisamment d’électricité, vous aurez besoin de plusieurs panneaux solaires. De plus, plusieurs batteries sont nécessaires pour stocker l’énergie. Cependant, le coût du générateur, des panneaux et des batteries est payé. Votre pouvoir est presque gratuit. Un générateur solaire ne nécessite pas d’entretien régulier et vous n’avez pas besoin de stocker du gaz. Les faibles coûts de fonctionnement du générateur solaire compenseront à terme le coût de son achat. Un onduleur est un générateur qui produit une énergie propre à basse tension.
Un générateur solaire présente l’inconvénient de ne pouvoir stocker qu’une quantité limitée d’énergie et de ne pas en produire suffisamment. Même si vous utilisez plusieurs batteries, la puissance de sortie du générateur est limitée. Les batteries doivent être rechargées toutes les quelques heures si elles tombent à plat. Cela peut prendre un certain temps. Les générateurs solaires portables produisent rarement plus de 2000W. Cela limite le nombre d’appliances pouvant être exécutées à partir de celles-ci. Les générateurs solaires qui produisent 5 kW ou plus sont trop gros pour être transportés. Ils auront également besoin de beaucoup de batteries et de panneaux solaires.
