Che cos’è e a cosa serve un gruppo elettrogeno? Quali sono i settori di applicazione dei generatori elettrici

Che cos’è un gruppo elettrogeno e quali sono i suoi settori di applicazione? Un gruppo elettrogeno è una macchina elettromeccanica portatile o fissa che genera elettricità. Può essere alimentati da una varietà di carburanti, quali benzina, diesel o gas (GPL o metano). 

I suoi componenti fondamentali sono: il motore, l’alternatore, la centralina di controllo, il serbatoio, la struttura portante.

Il motore

1) il motore ovvero la fonte di energia meccanica, che può essere appunto benzina, diesel o gas. Nel caso di gruppi elettrogeni per attacco al trattore, il motore è quello di un trattore esterno, che viene collegato tramite la presa di forza al giunto a cardano del generatore. Esempi di marche di motori molto utilizzati nel settore dei gruppi elettrogeni sono Honda per i generatori a benzina, mentre per i motori diesel citiamo Kohler/Lombardini, Yanmar, Iveco, Perkins, Deutz, Doosan, Baudouin.

Il numero di giri compiuti dal motore nell’unità di tempo è un parametro molto importante nella scelta del generatore: infatti i generatori regolati a 1.500 giri al minuto sono più adatti ad un uso continuativo anche per 24h al giorno e per molti giorni consecutivi e sono quasi sempre raffreddati a liquido. I generatori a 3.000 giri sono invece più adatti ad un uso meno intensivo, con un numero di ore di lavoro al giorno inferiore e sono solitamente raffreddati ad acqua.

L’alternatore

2) l’alternatore, che è la macchina elettrica che viene accoppiata al motore e trasforma l’energia mecccanica in energia elettrica. Primarie marche per gli alternatori sono Mecc-Alte, Stamford, Lintz e Marelli Motori.

Un componente che viene considerato come una parte dell’alternatore, ma che per importanza potrebbe essere considerato un componente del generatore a se stante, è il regolatore di tensione. E’ il componente che permette la stabilità della tensione fornita e può essere elettromeccanico o elettronico. Il regolatore di tensione elettromeccanico garantisce solitamente una stabilità della tensione del +/- 5%, mentre un regolatore di tensione elettronico (solitamente detto AVR o DSR) permette una stabilità del +/- 1%.

In termini pratici, considerando la tensione standard fase-neutro di 230V, con un regolatore di tensione elettromeccanico la nostra tensione potrà variare tra 218,5 Volts e 241,5 Volts. Con regolatore di tensione elettronico AVR potrà variare tra 227,7 Volts e 232,3 Volts.

L’AVR non è da confondere con l’inverter, cosa che invece capita non di rado da parte dei clienti neofiti. I gruppi elettrogeni a inverter sono dei particolari generatori, di piccola potenza (sotto gli 8kW), nei quali la tensione non è presa in uscita dall’alternatore ma da un dispositivo a semiconduttori detto appunto inverter, che è lo stesso che si trova nei sistemi fotovoltaici e nei gruppi di continuità/UPS.

La centralina di controllo

3) una centralina di controllo, che permette l’accensione e verifica costantemente i parametri di funzionamento del motore, dell’alternatore e della tensione di uscita. Questa centralina è molto importante perché permette al gruppo elettrogeno di non andare in avaria creando danni a se stesso e alle persone e all’ambiente nel quale si trova: pensiamo a una sovratemperatura, a un valore anomalo della tensione o al basso livello di olio.

La centralina viene detta manuale (e quindi si parla di gruppo elettrogeno manuale), se l’accensione del generatore viene effettuata con una chiave o con un normale tasto di accensione. La centralina viene detta automatica, se il generatore è pensato per lavorare in backup alla rete di distribuzione elettrica o a qualsiasi altra fonte di energia e si avvia quando rileva la mancanza di tensione di rete (blackut). In questo caso si parla di gruppo elettrogeno automatico.

E’ importante far notare, perché nella nostra esperienza è spesso causa di confusione, che la centralina si occupa del solo riconoscimento della presenza di tensione e dell’avvio del generatore, ma per far sì che il carico da alimentare venga commutato sul generatore è necessario un quadro esterno di potenza che effettua lo switch, detto infatti, quadro automatico di commutazione o ATS (Automatic transfer switch).

Il serbatoio interno o esterno

4) un serbatoio, dal quale il motore attinge il carburante. Questo componente è quasi sempre presente, ma nei casi nei quali è necessaria una lunga autonomia, il generatore viene collegato direttamente a delle cisterne per gasolio esterne. Il generatore in questo deve disporre di una valvola a tre vie, che permette di selezionare l’alimentazione di carburante dal serbatoio interno o dal serbatoio esterno.

La struttura portante e la cofanatura

5) una struttura portante, sulla quale sono montati e assemblati motore, alternatore, serbatoio e centralina di controllo. Nel caso dei generatori portatili a 3.000 giri al minuto, questa struttura è spesso un tubolare, accompagnato da una calottina che protegge meccanicamente il motore e l’alternatore ed effettua una prima schermatura del rumore. Nei generatori più grandi, invece, sia a 3.000 giri ma soprattutto a 1.500 giri, la struttura portante è costituita da un basamento con vasca di raccolta del carburante (per prevenire danni da sversamento) e, nei gruppi elettrogeni silenziati, di una cofanatura in materiale metallico ricoperta internamente da materiale fonoassorbente.

In questa pagina abbiamo raccolto una carrellata di possibili applicazioni dei generatori elettrici nelle quali ci siamo imbattuti in oltre 10 anni di attività (la ENG Service opera infatti in questo settore dal 2013). Li abbiamo ordinati in ordine alfabetico, cliccando sul relativo link potete trovare alcune forniture che abbiamo realizzato per nostri clienti del settore, sia con la formula del noleggio che con la formula dell’acquisto.

Abitazioni – backup per blackout

Nel settore civile e dei privati, l’applicazione più comune è certamente l’uso come gruppo elettrogeno di emergenza in caso di blackout per l’abitazione. Per chi abita in montagna o in luoghi isolati, per gli anziani e le persone non autosufficienti, è una priorità irrinunciabile.

Ma anche chi abita in città e pensa di poter resistere facilmente senza energia elettrica per un periodo prolungato, può doversi ricredere: se il blackout è prolungato pensate a cosa significhi stare per molte ore o addirittura giorni senza telefono cellulare, connessione internet, gestione del riscaldamento, congelatore e frigorifero con conseguente avaria dei cibi che vi erano conservati.

Ne abbiamo avuto ad esempio esperienza nel blackout dell’Abruzzo del 2016, il più lungo della storia italiana e nel quale siamo riusciti, con i nostri servizi, ad alleggerire il disagio di tante famiglie che sono rimaste fino a una settimana senza elettricità.

Altra triste esperienza della quale siamo stati testimoni e fornitori, è la recente guerra in Ucraina del 2022, durante la quale la popolazione civile è stata costretta a reperire generatori in tutta Europa per sopperire alla distruzione delle infrastrutture energetiche dovuta ai bombardamenti.

Abitazioni civili – impianti in isola e rinnovabili

Ci sono poi abitazioni che, per scelta o per necessità, non possono proprio usufruire della connessione alla rete di distribuzione elettrica. Pensiamo ad esempio alle baite o ai rifugi in alta montagna.

In altri casi, privati cittadini hanno deciso di combinare l’uso di fonti rinnovabili come fotovoltaico ed eolico per disconnettersi completamente dalla rete ENEL. Sono i cosiddetti “impianti in isola” o “rete in isola”. In particolari condizioni, però, l’impianto fotovoltaico e il suo sistema di accumulo non sono in grado di garantire l’autonomia necessaria e allora subentra il gruppo elettrogeno.

Agricoltura e irrigazione

Altro campo di applicazione nel quale la rete non arriva o non è sufficiente/conveniente sono i sistemi di irrigazione. Spesso la fonte idrica è collocata in un campo isolato e stendere un impianto per elettrificare il punto di prelievo a partire dall’impianto elettrico può essere meno conveniente che acquistare o noleggiare un gruppo elettrogeno dedicato in via esclusiva al sistema di irrigazione.

Spesso, inoltre, l’irrigazione è limitata a un determinato periodo dell’anno (qualche settimana o qualche mese) e le pompe sono carichi induttivi che, come abbiamo ampiamente spiegato in questa guida, a causa del fattore di spunto possono richiedere potenze anche 3-4 volte superiori alla potenza nominale. Anche qualora la pompa si trovasse in prossimità dell’azienda agricola servita dall’impianto elettrico, questo richiede la sottoscrizione di un contratto per una potenza molto superiore a quella utilizzata per il resto dell’anno e la potenza impegnata ha un costo.

Inoltre, come per le abitazioni civili, anche le aziende agricole possono non tollerare interruzioni di corrente che comprometterebbero la produzione: pensiamo ad esempio alla conservazione dei prodotti agricoli che richiedono temperature basse o alte (incubatori) o alla ventilazione negli allevamenti intensivi durante il periodo estivo, che metterebbero a repentaglio la sopravvivenza stessa degli animali.

Le aziende agricole, inoltre, hanno di solito un vantaggio non indifferente rispetto alle altre aziende: posseggono un trattore con presa di forza, che può sostituirsi al motore del generatore come fonte di energia meccanica.  Resta quindi solo da accoppiare l’alternatore per trasformare energia meccanica in energia elettrica e questo è svolto da appositi generatori detti generatori elettrici con attacco a cardano.

Lo svantaggio di questo approccio, anche qualora venga usato nell’irrigazione come descritto nel paragrafo precedente, è che il trattore dovrà essere riservato alla sola produzione di energia elettrica per tutto il tempo dell’alimentazione, sottraendolo ad altri impieghi. La scelta tra gruppo elettrogeno a cardano e gruppo elettrogeno con motore autonomo spetta quindi all’azienda, in base ad una valutazione costi/benefici.

Agriturismi

Anche gli agriturismo sono particolari aziende agricole che non possono permettersi interruzioni dell’alimentazione elettrica. Dovendo accogliere degli ospiti, il danno in caso di assenza di corrente elettrica potrebbe portare disagi, lamentele e danni di immagine (comprese le temute recensioni negative) che potrebbero avere costi superiori a quelli dell’acquisto di un gruppo elettrogeno. Anche gli agriturismi, spesso, hanno a disposizione almeno un trattore per poter utilizzare i generatori elettrici a cardano.

Datacenter, servizi informatici e telecomunicazioni

I datacenter, le aziende di servizi informatici e di telecomunicazioni sono applicazioni che non possono tollerare interruzioni dell’energia elettrica e infatti sono sempre dotate anche di un gruppo di continuità/UPS, che garantisce che la tensione non venga a mancare neanche per una frazione di secondo.

Il gruppo elettrogeno si rende necessario al prolungarsi del blackout: infatti garantire molte ore di autonomia attraverso gli UPS può essere molto costoso perché richiede l’impiego di armadi batteria supplementari che possono essere molto costosi. L’ideale è garantire la continuità tramite UPS nei primi minuti di blackout e avviare il generatore se il blackout si prolunga, garantendo che le batterie dell’UPS restino cariche.

Distacchi ENEL programmati

I distacchi programmati dell’ente distributore dell’energia elettrica, per interventi sulla rete, sono eventi piuttosto frequenti e che possono a capitare a qualsiasi azienda, dal piccolo negozio, all’ufficio, all’industria.

Vengono solitamente preannunciate con qualche giorno o settimana di anticipo e il noleggio di un gruppo elettrogeno è in questo caso la soluzione migliore: avendo il necessario preavviso, l’azienda potrà chiedere preventivi di noleggio e valutare, in base a alla valutazione costo/beneficio , se ricorrere al noleggio o se interrompere l’attività per la durata del distacco .

Edilizia civile – industriale

L’edilizia è un altro di quei settori nei quali la fornitura di energia elettrica attraverso la rete può non essere disponibile o non conveniente. Se infatti si apre in un cantiere non ancora edificato ed elettrificato, bisognerà chiedere all’ENEL un contatore temporaneo per tutta la durata del cantiere e posare i cavi per la potenza necessaria potrebbe avere un costo inferiore a quello del noleggio di un gruppo elettrogeno.

Più favorevole può essere il caso delle ristrutturazioni o dell’avvio di nuovi cantieri in aree già edificate e servite dalla rete elettrica. Anche in questo caso, comunque, va considerato che spesso la fornitura elettrica richiesta dal cantiere può essere diversa da quella che sarà poi utilizzata dall’immobile edificato: pensiamo al caso dell’uso di cantiere trifase per la costruzione di abitazioni civili che invece richiederanno, una volta ultimate, solo contatori elettrici monofase.

Eventi

I gruppi elettrogeni vengono utilizzati per alimentare anche eventi, come concerti, festival, eventi sportivi, fiere ed espoosizioni. Sono infatti applicazioni nelle quali è necessaria una fonte di alimentazione temporanea, che non sempre è presente con la potenza necessaria nel luogo dell’evento.

Altre volte l’evento può essere organizzato in un luogo remoto non servito dalla rete elettrica. 

Infine, l’evento presenta quasi sempre la caratteristica di avere molte persone concentrate per un periodo di tempo limitato e l’interruzione, anche per poco tempo, può comprometterne il successo (pensiamo a un concerto,  uno spettacolo o un evento sportivo) e pertanto è quasi sempre necessaria la ridondanza del gruppo elettrogeno: o un gruppo elettrogeno di emergenza o, ancora più importante, un bigruppo cioè due gruppi elettrogeni che lavorano contemporaneamente attraverso un quadro di parallelo.

In condizioni ordinarie la potenza viene equamente divisa tra i due gruppi elettrogeni in parallelo (che quindi dovranno avere la stessa potenza), mentre nel caso di guasto ad uno dei generatori, l’intero carico verrebbe commutato sull’altro generatore, pertanto è importante che siano entrambi di potenza sufficiente.

Industria – nuovi impianti e volture contratto elettrico

Una situazione in cui un’industria o un’impresa di produzione può trovarsi a necessitare di un gruppo elettrogeno è il caso di avvio di una nuova attività, in un nuovo impianto di produzione o nella rimessa in funzione di un impianto produttivo che aveva terminato l’attività o, infine, nella voltura del contratto di fornitura di energia elettrica da un cliente ad un altro.

In questi casi, infatti, l’ente distributore può avere tempi di fornitura lunghi, non compatibili coi piani aziendali di produzione, per non parlare del caso in cui la voltura riguardi il subentro al posto di un cliente moroso o insolvente, che può avere tempi molto lunghi. In tal caso utilizzare il gruppo elettrogeno come fonte di energia elettrica può diventare indispensabile.

In questo caso va anche considerata la possibilità di noleggiare anche un serbatoio per gasolio esterno, che può andare dai 1.000 litri ai 9.000 litri , per aumentare l’autonomia del generatore rispetto a quella garantita col solo serbatoio interno. Per capacità superiori ai 9.000 litri è necessario invece passare ai serbatoi interrati, che risultano difficili da noleggiare perché sono più adatti ad una installazione fissa.

Industria – aumenti di potenza

Un caso molto simile a quello dei nuovi impianti di produzione e delle volture è quello dell’aumento di potenza: un’impresa può avere necessità di aumentare la potenza disponibile, per mutate esigenze produttive che possono essere permanenti o temporanee, per aggiungere un macchinario o una linea di produzione o per testare qualche apparecchiatura particolarmente potente che supera la fornitura elettrica standard dell’azienda.

Se l’aumento richiesto è tale che l’ente distributore debba posare nuovi cavi o, caso ancora peggiore, richieda il passaggio da una fornitura in bassa tensione ad una fornitura in media tensione con costruzione della cabina di trasformazione MT/BT, i tempi possono essere lunghi e il gruppo elettrogeno può essere la soluzione tampone fino all’avvenuto ampliamento.

Invece, nel caso di aumenti temporanei, va fatta un’analisi costi benefici tra quanto richiesto dall’ente distributore per l’aumento temporaneo di potenza e il preventivo di noleggio di un gruppo elettrogeno di pari potenza.

Industria – processi non interrompibili

Ci sono industrie che impiegano processi produttivi nei quali un fermo dell’impianto può provocare danni economici importanti o rischi per la sicurezza degli operatori: pensiamo alla siderurgia, agli altoforni, a tutti quei settori che richiedono la produzione e conservazione a temperature elevate o molto basse (catena del freddo).

In tutti questi casi i danni causati dal fermo produttivo sono di gran lunga superiori al costo di un gruppo elettrogeno di backup e quindi è bene prevedere un generatore di emergenza che si avvii automaticamente, tramite un quadro ATS, alla mancanza della tensione di rete.

Infrastrutture

Nell’edilizia stradale e delle infrastrutture la necessità del gruppo elettrogeno è ancora più pronunciata che nell’edilizia civile e industriale: se l’area si estende infatti per chilometri o anche solo per diverse centinaia di metri, la fornitura di elettrica tramite il sistema contatore e linee di distribuzione in cavo diventa molto scomoda e costosa. 

Al crescere delle distanza cresce il prezzo del cavo, le sue difficoltà di posa e spostamento, la sua sezione che (a parità di corrente richiesta) dovrà essere tanto più grande quanto più lunga è la tratta, per evitare cadute di tensione. Un gruppo elettrogeno carrellato risolve questo problema in modo molto più efficace.

Hotel e ristorazione

In tutti quei settori che riguardano l’ospitalità va fatta un’attenta valutazione costi/benefici su cosa comporterebbe lasciare gli ospiti senza corrente elettrica.

Se una trattoria o una mensa aziendale può permettersi di chiudere i battenti per qualche ora in caso di blackout, rischiando al massimo che gli avventori trovino ristoro presso un proprio concorrente, ben altra cosa è per un hotel che ha posti letto occupati lasciare i suoi ospiti senza tensione, una SPA o un centro benessere lasciare i propri clienti al freddo o un ristorante per cerimonie dover interrompere il servizio nel bel mezzo di un matrimonio o di un banchetto importante. 

Nautica e gruppi elettrogeni marini

Il settore nautico/navale è un altro classico esempio di luogo nel quale non c’è collegamento alla rete elettrica, per ovvie ragioni. Le navi sono quindi sempre dotate a bordo di gruppi elettrogeni che permettano di rifornire di energia elettrica gli strumenti di bordo e le varie utenze.

Spesso nelle navi si utilizzano particolari generatori detti gruppi elettrogeni marini, dove il motore viene raffreddato con uno scambiatore di calore acqua/aria. Sono inoltra caratterizzati da trattamenti anticorrosione, viste le condizioni di lavoro. In alcuni casi, però, per alimentare la nave viene semplicemente utilizzato un gruppo elettrogeno terrestre adattato all’uso sulla nave.

Ospedali, case di cura e case di riposo

Il settore della salute e della cura della persona è uno di quelli nei quali il gruppo elettrogeno d’emergenza deve essere presente. In particolare, negli ospedali il gruppo elettrogeno deve essere ridondante, con la presenza di un gruppo elettrogeno secondario che lavora in emergenza o in parallelo rispetto al gruppo elettrogeno primario, e a monte delle applicazioni che non possono tollerare neanche frazioni di secondo di interruzione va sempre previsto un gruppo di continuità/UPS/soccorritore.

Protezione civile, emergenze e calamità naturali

Protezione civile e vigili del fuoco si trovano spesso ad operare in luoghi impervi, non serviti dalla rete elettrica, o peggio ancora in ambienti nei quali a causa di eventi avversi come terremoti, incendi, alluvioni, slavine e nevicate straordinarie, l’energia elettrica è stata interrotta.

Si capisce quindi perché i servizi di protezione civile siano quasi sempre dotati nei loro mezzi di gruppi elettrogeni e torri faro per l’illuminazione mobile.

Servizi di sicurezza e forze dell’ordine

Polizia, carabinieri e servizi di sicurezza/vigilanza/portavalori privati sono un altro esempio di settore nel quale l’energia elettrica non può essere interrotta senza conseguenze. Carabinieri, polizia, polizia penitenziaria devon poter intervenire anche in caso di blackout causati da calamità o da situazione critiche.

I sistemi di sicurezza privati, invece, potrebbero essere facilmente vulnerabili agli attacchi dei malintenzionati se fosse sufficiente interrompere l’energia elettrica per far venire meno le protezioni.