Brève description du moteur thermique d'un groupe électrogène

Les moteurs thermiques utilisés pour entraîner un alternateur produisant de l’électricité peuvent être actionnés soit avec des combustibles liquides soit avec des combustibles gazeux. Les porteurs d’énergie les plus importants sont le gaz naturel et le gasoil. Les exigences principales en matière de moteurs thermiques stationnaires sont les suivantes :



• faibles frais d’investissement ;
• degré d’efficacité effectif élevé
• faibles émissions de gaz d’échappement (en particulier NOx) ;
• durée de vie élevée, faible frais d’entretien (environ 40.000 heures de fonctionnement jusqu’à une révision à fond).

Le choix approprié du concept du moteur pour l’application respective est d’une importance cruciale pour la rentabilité d’une installation. Pour répondre aux exigences souvent contraires par rapport aux frais d’exploitation et d’investissement, du degré d’efficacité de la production d’électricité et de la qualité des gaz d’échappement, de multiples concepts réduisant les rejets de polluants et améliorant l’efficacité du moteur ont été élaborés.

Pour les différentes procédures de combustion des moteurs thermiques stationnaires, une distinction est faite entre les moteurs à gaz et les moteurs diesel.

Les moteurs à gaz fonctionnent, soit selon la procédure à allumage commandé, soit selon le principe du moteur à injection pilote. Dans les deux cas, un mélange de combustible (air/gaz) est aspiré et comprimé. En ce qui concerne les moteurs à allumage commandé, l’inflammation est provoquée par une étincelle électrique jaillissant entre les électrodes d’une bougie.

Une variante constructive du moteur à gaz à allumage commandé représente la chambre de précombustion. Pour enflammer efficacement le combustible dans une grande chambre de combustion avec un excédent élevé d’air, l’énergie d’étincelle d’une bougie ne suffit pas. Le concept de la chambre de précombustion a résolu ce problème. Une bougie enflamme un mélange gras de combustible dans la chambre de précombustion, le mélange maigre est ensuite allumé dans la chambre de combustion principale.

Pour les moteurs à gaz à injection pilote, le mélange (combustible/air) est allumé à l’aide d’une faible quantité de carburant diesel laquelle est injectée sous une pression élevée dans la chambre de combustion où elle s’allume. Un dimensionnement adéquat du système d’injection permet l’alimentation d’un moteur gaz à injection pilote avec du gasoil, sans arrêt du moteur.

Les moteurs diesel utilisés dans les installations de production d’énergie stationnaires se basent sur le principe d’une injection directe, c.-à-d. le combustible est injecté directement, comme chez les véhicules utilitaires, dans la chambre de combustion où se trouve l’air hautement comprimé par le piston. Suite à la température élevée de l’air comprimé, une partie du combustible s’allume presque en même temps à des différents endroits. Les flammes y résultant, saisissent toute la chambre de combustion. Pendant la combustion, du carburant est injecté, grâce à quoi la combustion peut être réglée. La consommation peut être influencée par une optimisation des pressions d’injection.

Dans le cas des moteurs gaz à allumage commandé, une grande énergie d’allumage devient nécessaire lors d’une augmentation de la pression d’allumage. Ceci conduit à une usure accrue des bougies et donc à un raccourcissement indésirable des intervalles d’entretien.

Des systèmes d’injection électronique permettent l’orientation de la combustion par une formation ponctuelle du cours d’injection. Ils permettent en outre pour les moteurs à injection pilote d’optimiser le degré d’efficacité et la consommation du carburant diesel injecté pour l’allumage. Avec l’application de ces mesures une augmentation du degré d’efficacité mécanique des moteurs est atteinte.