Comment fonctionne un générateur diesel ?

Comment fonctionne un générateur diesel ?

Les générateurs diesel sont des sources d'énergie fiables qui convertissent l'énergie chimique stockée dans le carburant diesel en énergie électrique. Ils sont largement utilisés dans diverses applications, depuis la fourniture d'une alimentation de secours en cas d'urgence jusqu'à l'alimentation de sites éloignés où le réseau électrique n'est pas disponible. Comprendre le fonctionnement d'un générateur diesel implique d'examiner ses composants de base et les processus qui s'y déroulent pour produire de l'électricité.

Composants de base d'un générateur diesel

Un système de générateur diesel se compose généralement de deux composants principaux : un moteur (en particulier un moteur diesel) et un alternateur (ou générateur). Ces composants fonctionnent en tandem pour produire de l’énergie électrique.

1. Moteur diesel : Le moteur diesel est le cœur du système générateur. Il s'agit d'un moteur à combustion qui brûle du carburant diesel pour produire de l'énergie mécanique sous forme de mouvement de rotation. Les moteurs diesel sont connus pour leur durabilité, leur efficacité énergétique et leurs faibles besoins d’entretien.
2. Alternateur : L'alternateur convertit l'énergie mécanique produite par le moteur diesel en énergie électrique. Pour ce faire, il utilise un processus appelé induction électromagnétique, dans lequel des champs magnétiques rotatifs créent un courant électrique dans un ensemble de bobines enroulées autour d'un noyau de fer.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d’un groupe électrogène diesel peut se décomposer en plusieurs étapes :

1. Injection de carburant et combustion : Le moteur diesel fonctionne selon le principe de l'allumage par compression. L'air est aspiré dans les cylindres du moteur par les soupapes d'admission et comprimé à une très haute pression. Au pic de compression, le carburant diesel est injecté dans les cylindres sous haute pression. La chaleur et la pression provoquent l’inflammation spontanée du carburant, libérant de l’énergie sous forme de gaz en expansion.
2. Mouvement du piston : Les gaz en expansion poussent les pistons vers le bas, convertissant l’énergie de combustion en énergie mécanique. Les pistons sont reliés à un vilebrequin via des bielles et leur mouvement vers le bas fait tourner le vilebrequin.
3. Transfert d'énergie mécanique : Le vilebrequin en rotation est connecté au rotor de l'alternateur (également appelé induit). Lorsque le vilebrequin tourne, il fait tourner le rotor à l’intérieur de l’alternateur, créant ainsi un champ magnétique tournant.
4. Induction électromagnétique : le champ magnétique rotatif interagit avec les bobines stationnaires du stator enroulées autour du noyau de fer de l'alternateur. Cette interaction induit un courant électrique alternatif (AC) dans les bobines, qui est ensuite fourni à la charge électrique ou stocké dans une batterie pour une utilisation ultérieure.
5. Régulation et contrôle : la tension et la fréquence de sortie du générateur sont régulées par un système de contrôle, qui peut comprendre un régulateur de tension automatique (AVR) et un régulateur. L'AVR maintient la tension de sortie à un niveau constant, tandis que le régulateur ajuste l'alimentation en carburant du moteur pour maintenir une vitesse constante et, par conséquent, une fréquence de sortie constante.
6. Refroidissement et échappement : Le moteur diesel génère une quantité importante de chaleur lors de la combustion. Un système de refroidissement, utilisant généralement de l'eau ou de l'air, est essentiel pour maintenir la température de fonctionnement du moteur dans des limites sûres. De plus, le processus de combustion produit des gaz d’échappement qui sont expulsés par le système d’échappement.