Оборудование


Электричество собственного производства

 

Одним из главных отличий жизни в загородном доме от жизни в городской квартире является то, что электричество за городом есть далеко не везде и далеко не всегда.

Казалось бы, всего каких-то сто лет 14 назад по поводу отсутствия электричества никто особенно не переживал, и все наши предки как-то без него обходились и ничего, жили. Однако современная цивилизация слишком сильно завязана на электроэнергию: отнюдь не каждая хозяйка сможет сварить обед на дровяной плите; ледового погреба для хранения запасов еды у вас, скорее всего, нет, и даже банальную керосиновую лампу многие видели только на картинках или в глубоком детстве у бабушки на даче.

 

К счастью, наука придумала не только способ сделать нас зависимыми от электроэнергии, но и нашла вполне доступный способ получения ее в любое время в любом месте. Это бытовые генераторы. Вернее, так их называют в обиходе — правильнее называть такие устройства мини-электростанциями.

Работают они по такому же принципу, как и классические «большие» электростанции: за счет сжигания ископаемого

топлива вращается двигатель, который вращает генератор, который дает электричество. Только «большие» тепловые электростанции работают на угле или мазуте, а бытовые — на бензине или дизельном топливе, которое можно купить на любой автозаправочной станции.

Сегодня в России продаются десятки моделей мини-электростанций («генераторов») стоимостью от $100 до бесконечности. Давайте вместе разберемся, какой генератор оптимален именно для вашей ситуации.

Дизель, бензин или газ?

Тип используемого топлива — один из важнейших отличительных признаков генераторной установки.

Бензиновые генераторы при одинаковых параметрах обойдутся в два раза дешевле дизельных, однако при этом они имеют более высокий расход топлива (эксплуатационные расходы окажутся выше) и весьма скромный ресурс — в среднем от 500 до 4000 моточасов у лучших экземпляров при удачном стечении обстоятельств и строгом соблюдении всех инструкций по эксплуатации. Поскольку измерять время сотнями и тысячами часов непривычно, для наглядности пересчитаем эти цифры в сутки, и тогда ресурс генераторов составляет от 20 до 166 дней. Однако большинство бензиновых генераторов не рассчитано на непрерывную эксплуатацию, и надо учитывать, что после 4—5 часов работы им надо давать отдых.

Отсюда вытекает основная сфера применения бензиновых генераторов: они рассчитаны на использование в качестве источника энергии при кратковременных перебоях электроснабжения, тогда себестоимость энергии не будет иметь решающего значения, а сравнительно небольшого моторесурса хватит надолго — если у вас раз в неделю отключают электричество на час, то генератор прослужит 10 лет.

Небольшие портативные бензиновые генераторы (маломощные установки могут быть только бензиновыми) можно использовать также для питания электроинструмента во время выполнения работ на природе, да и просто для загородных пикников. Многие автотуристы сегодня, выезжая на природу с палатками, с удовольствием берут с собой компактные мини-генераторы, обеспечивая себя освещением, микроволновкой и даже проектором — на натянутой между деревьями простыне весьма неплохо смотреть фильмы.

Бензиновый генератор может иметь 2-х или 4-тактный двигатель. Двухтактными моторами оснащаются маломощные установки; особенность их эксплуатации заключается в необходимости подмешивать в бензин специальное масло — в этом отношении они ничем не отличаются от бензопил, газонокосилок или мопедов.

Дизель-генераторы могут иметь воздушное или жидкостное охлаждение. Двигатели с воздушным охлаждением требуют перерывов в работе и не рассчитаны на непрерывную эксплуатацию, поэтому их лучше применять в качестве аварийных, когда требуется поддерживать большую мощность.

Несмотря на то, что сейчас дизельное топливо по цене практически не отличается от бензина, расход топлива у дизельных генераторов примерно на треть ниже, что при более частом использовании позволит окупить разницу в цене генераторов за счет экономии на топливе.

Дизельные генераторы с жидкостным охлаждением предназначены для продолжительной работы и имеют большой ресурс — 20—40 тыс. моточасов (то есть почти 5 мотолет), поэтому их можно использовать не только в качестве аварийных, но и в качестве постоянных источников электроснабжения. В отдаленных районах прокладка к участку линии электропередач может оказаться на несколько порядков дороже, чем приобретение и эксплуатация дизель-генератора, способного обеспечить энергией целый дом и прилегающее хозяйство. Да и в относительно цивилизованных местах можно просто «не договориться» с энергетиками.

По сравнению с бензиновыми генераторами дизельные имеют гораздо более высокий уровень шума, поэтому вопрос их размещения потребует отдельной проработки. Кроме того, дизельный двигатель может иметь проблемы с запуском в сильные морозы из-за того, что топливо на морозе густеет.

Газовые генераторы отличаются от перечисленных выше в первую очередь низкими эксплуатационными расходами. Сжиженный газ (не говоря уже о магистральном) чуть ли не в два раза дешевле бензина, при этом расход топлива у газовых генераторов ниже, чем, например, у бензиновых. Из последнего свойства вытекает возможность более длительной работы без дозаправки в случае с сжиженным газом и отсутствие этой проблемы в принципе в случае с использованием магистрального газа. Моторесурс у газового генератора примерно на треть выше по сравнению с бензиновыми аналогами. Ну и наконец, газовые генераторы более экологичные, проще в обслуживании, менее шумные в сравнении с дизельными и не так вибрируют, как их жидкотопливные собратья.

Если к вашему дому подведен магистральный газ или у вас на участке есть свой газгольдер, то при частом использовании газовый генератор будет идеальным решением. Однако газовые генераторы при одинаковой мощности имеют большие габариты в сравнении с бензиновыми или дизельными.

Газовые генераторы бывают предназначены как для работы только на пропан-бутане, так и только на природном газе, есть также модели, работающие на обоих типах топлива.

Отдельным классом генераторов являются бензиновые или дизельные генераторы инверторного типа (иногда их также называют «цифровыми»). Их главные отличия: относительно небольшие габариты и вес, внешнее исполнение, напоминающее большую канистру или чемодан, а также выработка энергии более высокого качества. Сначала переменный ток преобразуется в постоянный. Затем до минимума стабилизируются колебания электроволн. После этого постоянный ток опять преобразуется в переменный. Колебания электроволн на выходе близки к идеальной синусоиде, что позволяет использовать такие генераторы для электропитания «точной» техники (например, компьютеров). Также они интересны тем, что способны вырабатывать постоянный ток 12 В.

За счет электронной системы зажигания и регулирования оборотов мотора достигается снижение расхода топлива на 20—40 % в сравнении с классическими дизельными и бензиновыми генераторами.

Однофазный или трехфазный генератор

Если у вас нет критически важных для вас приборов, требующих трехфазного подключения, то проще сосредоточить свое внимание на однофазных генераторах, то есть тех, к которым можно подключать приборы, предназначенные для питания от сети напряжением 220 В.

Трехфазные генераторы могут обеспечивать энергией как устройства, рассчитанные на 360 В, так и на устройства, рассчитанные на 220 В. Но в трехфазных генераторах распределение нагрузок по фазам должно быть равномерно сбалансированным, для чего служит устанавливаемый на выходе генератора авторегулятор напряжения. Без установки авторегулятора напряжение на выходе недогруженных фаз может возрасти в несколько раз выше номинала, что приведет к выходу из строя подключенных к генератору электроприборов.

Как рассчитать мощность?

Выбор оптимальной мощности генератора — дело весьма тонкое, поскольку простая математика здесь не действует, и требуется хорошее знание физики. Конечно, проще всего купить самый мощный генератор, которого наверняка хватит на все приборы в вашем доме, однако вряд ли стоит переплачивать за то, что вам никогда не потребуется. Главное — не купить генератор слишком низкой мощности, использование которого доставит вам немало головной боли.

При расчете нагрузки нужно в первую очередь сложить суммарную потребляемую мощность всех электроприборов в доме (она указана на шильдах или в паспорте). Здесь есть один важный момент. Каждый электроприбор может представлять собой активную или реактивную нагрузку. Активная нагрузка возникает у электроприборов, в которых вся полученная электроэнергия превращается в тепловую. Это лампы накаливания, электроплитки, электрочайники, утюги, радиаторы, бойлеры и т.п. С ними проще всего: заявленная мощность строго соответствует требуемой, то есть, например, электроплита мощностью 3 кВт, чайник мощностью 1 кВт и 10 лампочек по 100 Вт при одновременном включении потребуют генератора мощностью 5 кВт.

Реактивная нагрузка возникает у электроприборов, в которых энергия тратится не только на нагрев, но и на создание электромагнитных полей. К ним относятся все приборы, имеющие в своем составе электродвигатель (холодильник, пылесос, насос, электроинструмент), трансформатор (электронные приборы, например, телевизор), а также микроволновые печи. Для таких устройств помимо мощности указывается еще и мера реактивности, называемая «соs φ». Заявленную мощность нужно разделить на меру реактивности, то есть 600-ваттная болгарка с мерой реактивности 0,8 потребует генератора мощностью не менее 600/0,8=750 Вт. Более того, сам генератор тоже имеет собственную меру реактивности, поэтому, если она далека от 1, то ее также нужно учитывать. Например, если cos φ генератора = 0,8 то для работы нашей болгарки он должен иметь мощность 750/0,85 = 880 Вт.

Но и это еще не все. Приборы с реактивной нагрузкой имеют еще и такую характеристику, как пусковой ток.

Проще говоря, в момент включения они кратковременно потребляют мощность в несколько раз выше номинальной, и здесь важно учитывать не номинальную, а пиковую мощность генератора. Если она близка к номинальной, то прибор с реактивной нагрузкой от такого генератора у вас просто не запустится (при его включении будет срабатывать предохранитель генератора). Генератор с большой пиковой мощностью в этом отношении предпочтительнее, однако при малой номинальной мощности в момент запуска реактивной нагрузки выходное напряжение будет заметно «просаживаться», что сделает неудобным использование электронных приборов (например, компьютер в этой ситуации самопроизвольно перезагрузится с потерей всех данных). При использовании генератора небольшой мощности потребуется перед включением реактивной нагрузки отключать активную и после запуска подключать ее снова.

Выход — генератор, имеющий мощность, достаточную для запуска нагрузки с большим пусковым током. Однако не стоит складывать пиковые мощности всех реактивных приборов — вы же не будете включать их в один и тот же момент, достаточно заложить запас для одного прибора с самым большим пусковым током. Таким прибором может быть, например, погружной насос (он при запуске потребляет мощность в 7 раз выше номинальной).

 

РАСХОД ТОПЛИВА

для моделей генераторов, работающих на разных видах топлива, с сопоставимой выходной мощностью.

Виды генераторов

Номинальная выходная мощность

Расход топлива (средний)

Стоимость часа работы

Бензиновый генератор Honda EG-4500-СХ RG

4,0 кВт

2,5 л/час (бензин АИ92, АИ95)

65 руб. (при стоимости 26 руб. за литр)

Дизельный генератор Gesan L 6 MF

4,8 кВт

1,1 л/час (дизтопливо)

28,6 руб. (при стоимости 26 руб. за литр)

Газовый генератор Green Power (G1) CC5000-NG/LPG

4,2/4,6 кВт

1,47 (кг/час) сжиженный газ

23,52 руб. (при цене заправки газгольдера газом пропан-бутан 16 руб. за кг.)

41,6 руб. (при цене заправки баллона 50 литров* - 600 руб.)

1,47 (м³/час) природный газ

5,6 руб (при цене 3805,78 руб. за 1000 м³)

*Стандартный газовый баллон 50 литров, содержит 21.2 кг сжиженного газа.

 

Из таблицы наглядно видно, что самая интересная цена получается при использовании газогенератора, работающего на магистральном газе. Второе место делят газовый генератор с питанием сжиженным газом из газгольдера и дизель-генератор. На третьем месте газовый генератор с питанием из газового баллона, самое же дорогое электричество у бензинового генератора. Дорого это или дешево, можно понять, сравнив тарифы на электричество в Санкт-Петербурге, который в этом году составляет — 2,8 руб./кВт. ч. То есть получается, что, если нагрузка будет идеально соответствовать выходной мощности генератора, то стоимость кВт.ч у газового генератора на магистральном газе может составить 1,33 руб. (цена часа работы, деленная на выходную мощность

Где поставить?

При выборе генератора необходимо учитывать место, где он будет установлен: на улице, в гараже, в подвале, в отдельном помещении и т.д., а также сезонность. Важнее всего ответить на вопрос — будете ли вы пользоваться генератором зимой? В этом случае вам понадобится генератор со встроенным предпусковым подогревателем или возможностью дополнительной установки такового.

Бензиновые генераторы можно устанавливать в подвалах, при этом генератор должен иметь возможность надежного крепления шланга для соединения с выхлопной трубой, которую нужно будет вывести максимально высоко; часто бензиновые генераторы устанавливают в небольших будках на краю участка.

Дизельные генераторы из-за высокого уровня шума и вибрации часто размещают в отдельно стоящих будках или в специально оборудованных ямах, в которых предусмотрены качественная гидроизоляция от грунтовых вод и атмосферных осадков, хорошая вентиляция во избежание перегрева, максимально возможная шумоизоляция. При всем этом яма должна иметь достаточные размеры для обеспечения удобного доступа к агрегату.

Как подключить?

Самые простые генераторы имеют на выходе лишь обыкновенные розетки, что делает их удобными лишь для прямого подключения электроинструмента. Соединение их с домашней электросетью весьма опасно и рискованно, хотя многие владельцы таких генераторов самостоятельно делают провод с двумя вилками на конце и при отключении центрального электроснабжения просто соединяют выход генератора с ближайшей розеткой.

Это опасно по нескольким причинам. Во-первых, проводка к одной розетке и сама розетка не рассчитаны на ток всех потребителей в доме, поэтому при использовании генератора мощностью более 1,5—2 кВт такое подключение приведет к перегреву проводки и пожару. Во-вторых, требуется полная изоляция домовой сети от центральной; при случайном включении рубильника кем-то из домочадцев и последующей подаче электричества из центральной сети ваш генератор с большой долей вероятности выйдет из строя и станет причиной пожара.

Поэтому, если вы приобретете такой генератор, использовать его для аварийного питания можно будет только в экстренных случаях, и относительно безопасно будет лишь протянуть удлинители к наиболее важным потребителям (холодильник, насос).

Для комфортного использования генератора необходимо будет осуществить его правильное подключение на вводном щите через ручные или автоматические реле.

Запуск

Самые простые генераторы запускаются вручную шнуром, более продвинутые — электростартером. Покупая генератор с электростартером, разумно обеспечить автоматический запуск его при пропадании электричества в сети и автоматическую остановку при его появлении. Для этого на щите устанавливается дополнительный управляющий автомат; однако следует учитывать, что любой генератор имеет определенное время запуска и выхода на рабочий режим — обычно в пределах 30—60 секунд. В течение этого времени электричества у вас не будет совсем, поэтому для питания критически важных потребителей необходимо предусмотреть источники бесперебойного питания.

 

 

 


© 2014. Все права защищены.

Публикация материалов сайта разрешена при условии ссылки на Сельская жизнь