La unidad de potencia, el corazón del sistema greendök XRGI
La microcogeneración necesita de un elemento principal que se encargue de producir energía mecánica y térmica a partir de un combustible primario. Posteriormente, se necesita que esta energía mecánica se transforme en energía eléctrica para consumirla en la instalación donde se encuentre. Ésta es la función de la unidad de potencia del Sistema XRGI.
Esta unidad es un bloque compacto como podría ser una caldera de gas tradicional y tiene unas dimensiones contenidas para la potencia que encierra en su interior. Los elementos principales que componen esta unidad son los siguientes:
- Motor a gas de origen TOYOTA.
- Generador eléctrico refrigerado por agua.
- Sistema de lubricación por aceite.
- Catalizador
- Silenciador
- Filtros de aire y aceite.
La parte de estudio en este artículo serán los motores TOYOTA que incorporan todos los modelos en sus diferentes potencias.
Las unidades de potencia de 6 y 9 kw eléctricos están equipados con un motor de origen TOYOTA DE 3 cilindros en línea y una cilindrada total de 952 cm3. De toda la potencia calorífica del combustible (100%) este sistema es capaz de generar un 31-33% de energía mecánica en el eje que va unido al generador.
Por otro lado, el sistema es capaz de aprovechar un 63% de energía térmica del combustible que, en caso de que se tratara de un grupo electrógeno sin más, se desperdiciaría totalmente. Estos datos nos aportan un rendimiento total de la unidad de potencia del 96% aproximadamente pudiendo ser incluso mayor si incluimos el sistema opcional de condensación de los gases de escape.
Por otro lado, las unidades de 15 y 20 kw eléctricos están equipados con un motor de origen TOYOTA pero esta vez tienen 4 cilindros en línea y una cilindrada total de 2.237 cm3. Los datos de rendimiento son iguales e incluso mejores en el caso del modelo de más potencia de toda la gama.
Las diferencias entre la potencia generada por los motores vienen dadas por la presión media efectiva con la que trabajan. Los motores XRGI 6 y XRGI 15 van más relajados que sus versiones de mayor potencia que cuentan con refuerzos interiores para soportar sin problemas la mayor presión de trabajo.
Otros parámetros que son de interés al estudiar el funcionamiento de los motores son los siguientes:
- Velocidad media del pistón: 3.9 y 4.3 m/s según modelo.
- Relación carrera/diámetro: 78/72 y 86/91 según modelo.
- Relación de compresión: 12 y 10.5 según modelo.
- Presión media efectiva: entre 5 y 7.8 bar según modelo.
- Sistema de distribución OHV (over-head valve) con 2 válvulas por cilindro.
- Velocidad nominal: 1.500 rpm.
La conclusión que se puede sacar de estas características es que se trata de un motor estacionario poco exigido. Para hacernos una idea comparativa un motor actual de automoción suele funcionar entre 1.500 y 4.500 rpm con velocidades medias del pistón de hasta 14-16 m/s y presiones medias bastante superiores a las que se tienen en estos motores, lo cual les asegura una larga vida útil. Estas características permiten que el sistema funcione las 8.760 horas del año para maximizar la rentabilidad con unos periodos de servicio de entre 6.000 y 10.000 horas según modelo. Es el equilibrio perfecto entre producción de energía y fiabilidad.
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