Perda de potência por temperatura e altitude

A potência indicada na placa do gerador é válida em determinadas condições de referência. Com temperatura ambiente elevada, por exemplo 48 °C à sombra, um grupo com 500 kVA na placa pode dar o alarme de temperatura elevada da água com uma carga de 420 kVA e rejeitar a carga. A causa não é uma avaria, mas o facto de a temperatura do local não ter sido tida em conta na escolha.

O mesmo acontece em altitude elevada. À medida que o ar se torna mais rarefeito, o motor aspira menos ar, pode queimar menos combustível e produz menos potência. Esta redução de potência chama-se derating. Para escolher o gerador correto, é necessário conhecer a temperatura máxima e a altitude do local e, depois, consultar os dados de derating do fabricante.

Em que condições é válida a potência indicada na placa?

As potências dos motores são indicadas para condições de referência normalizadas. As condições de referência normalizadas da ISO 3046-1 (a que a ISO 8528-1 também faz referência para grupos geradores) são:

Parâmetro	Valor de referência
Pressão barométrica total	100 kPa
Temperatura do ar	25 °C
Humidade relativa	30%

Além disso, os fabricantes indicam na ficha técnica até que temperatura e altitude a potência pode ser fornecida sem redução. Por exemplo, um motor pode fornecer a potência total até 40 °C e 1000 m, enquanto outro pode começar a perder potência a partir de um limite inferior. Quando o limite é ultrapassado, aplica-se a curva ou tabela de derating.

As três origens da perda de potência

• Motor: Com ar quente e rarefeito, a massa de ar que entra no cilindro diminui. Os motores turbocomprimidos compensam este efeito até certo ponto; a partir daí, a potência diminui. Como o sistema de turbocompressão, o sistema de combustível e a regulação de emissões diferem de motor para motor, a perda também é diferente.
• Arrefecimento: O radiador é dimensionado para uma determinada temperatura ambiente. Em altitude elevada, como a densidade do ar diminui, a massa de ar movimentada pelo ventilador também diminui. Se o arrefecimento for insuficiente, o alarme de temperatura limita o grupo antes da sua potência.
• Alternador: Os alternadores são geralmente avaliados segundo as condições da IEC 60034-1, ou seja, ar de arrefecimento a 40 °C e 1000 m de altitude. Acima destes valores, os enrolamentos funcionam mais quentes e o valor em kVA diminui de acordo com a tabela do fabricante do alternador.

A potência que o grupo pode fornecer no local é limitada pelo mais restritivo destes três fatores.

Como ler uma tabela de derating de exemplo?

A tabela abaixo é totalmente hipotética; foi preparada para ilustrar o método e não corresponde a nenhum motor ou marca. Os valores reais constam da ficha técnica de cada motor.

Altitude / Temperatura	25 °C	40 °C	45 °C	50 °C
≤ 1000 m	100%	100%	96%	92%
1500 m	97%	95%	91%	87%
2000 m	93%	90%	86%	82%
2500 m	88%	85%	81%	77%

Leitura: identifique a temperatura máxima e a altitude do local; a percentagem na interseção é a relação entre a potência que o motor pode fornecer nessas condições e a potência da placa.

Exemplo de cálculo (com valores hipotéticos)

Local: 1500 m de altitude, máxima de 45 °C no verão. Potência necessária: 400 kW (500 kVA).

1. Motor: Percentagem na tabela 91% → potência de placa necessária ≈ 400 ÷ 0,91 ≈ 440 kW.
2. Alternador: Na tabela do fabricante do alternador, para estas condições, por exemplo 94% → potência do alternador necessária ≈ 500 ÷ 0,94 ≈ 532 kVA.
3. Resultado: Um grupo que satisfaça as duas condições em simultâneo, ou seja, neste exemplo, da classe de cerca de 550 kVA, é considerado como pré-seleção.
4. Arrefecimento: Confirma-se separadamente que o radiador é suficiente num ambiente de 45 °C e a 1500 m.

Fórmula geral:

Potência de placa necessária = potência necessária no local ÷ percentagem de derating

Para calcular de raiz a necessidade de potência, pode utilizar a ferramenta de cálculo de potência e o nosso artigo de quantos kVA deve ser o gerador.

Erros frequentes no terreno

• Escolher com base na temperatura média. O cálculo não é feito com a média anual, mas com a tarde do dia mais quente.
• Esquecer a temperatura na entrada de ar. O ar dentro da canópia ou da sala do gerador pode estar alguns graus mais quente do que no exterior e, com má ventilação, muito mais. O que conta é a temperatura do ar que entra no filtro de ar e no radiador. Ver sala do gerador e instalação e canópia do gerador.
• Recirculação de ar quente. Se o ar quente que sai do radiador voltar a ser aspirado, o grupo funciona com ar muito mais quente do que a temperatura ambiente.
• Considerar apenas o motor. O alternador e o radiador também podem ser limitativos.
• Confundir a frequência. As curvas de derating do mesmo motor a 50 Hz e a 60 Hz podem ser diferentes; ver diferença entre geradores de 50 Hz e 60 Hz.
• Ignorar a classe de potência. O derating aplica-se à classe de potência escolhida (standby ou prime); ver diferença entre potência standby, prime e contínua.

Lista de verificação

• A altitude do local é conhecida?
• O cálculo foi feito com a temperatura máxima do período mais quente?
• Foi estimada a temperatura real do ar na entrada do filtro de ar e do radiador?
• Foi verificada a tabela ou curva de derating da ficha técnica do motor?
• Foi verificado o valor de derating do alternador?
• Foi confirmada a capacidade do radiador a essa temperatura e altitude?
• O cálculo foi feito com base na classe de potência (standby/prime) e na frequência corretas?

Próximo passo

Ao escolher um gerador para climas quentes e locais de grande altitude, partilhe com a equipa da Terex Diesel a altitude do local, a temperatura máxima e a informação sobre as cargas. Avaliaremos em conjunto a combinação adequada de motor e alternador com base nas fichas técnicas: contacte-nos.