Автономное электроснабжение

 

Какие преимущества предоставит домашняя электростанция?

Как устроена домашняя электростанция?

Что следует учесть при покупке домашней электростанции?

Как определить потребности в электроэнергии для загородного дома?

Приблизительное энергопотребление электрооборудования загородного дома

На что следует обратить особое внимание при расчете потребляемой мощности автономной электростанции?

Что такое пиковые (пусковые) токи?

Как выбрать тип генератора мини-электростанции?

Что для домашней электростанции лучше: бензин или дизельное топливо?

На что следует обратить внимание, если выбирается мини-электростанция с бензиновым двигателем?

Каковы достоинства и недостатки домашней электростанции, работающей на дизельном топливе?

Что должно входить в набор автоматических функций источника автономного энергопитания?

Какие преимущества предоставит домашняя электростанция?

Автономная станция, работающая на дизеле или бензиновом топливе, позволяет дому существовать на автономной электроэнергии, не используя централизованную электросеть. В связи с этим такие электростанции часто ставят для снабжения электричеством дачных домиков и коттеджей. Такие станции занимают мало места, многие имеют систему с автоматическим запуском и переключением потребления на электрическую станцию (автозапуск). В таком случае спустя 20 – 50 сек. после того, как в электросети исчезнет напряжение, все бытовые приборы, подключенные к сети, снова оживут, получая питание от домашней станции. Если централизованное электроснабжение восстановится, то станция отключится автоматически, перерыв в подаче напряжения составит всего 2 – 5 секунд.

Как устроена домашняя электростанция?

В состав домашней станции входит двигатель внутреннего сгорания (карбюратор или дизель), от которого работает генератор, вырабатывающий электрическую энергию с напряжением 220 – 230 Вольт, частотой 50 Герц и силой тока в пределах 4 - 40 Ампер. Обычно используют синхронные генераторы, хотя существуют также асинхронные. Отдельные модели характеризуются и напряжением в 3-х фазах (400 или 380 Вольт), и постоянным напряжением в 12 Вольт (что делает возможным подзарядку аккумулятора автомобиля). Электростанции с двигателем карбюраторного типа действуют на бензиновом топливе (обычно это бензин АИ 92), двигатель дизельного типа соответственно работает на дизеле. Самым простым используемым двигателем является двигатель с одним цилиндром и охлаждением воздухом, самым сложным – четырехконтактный дизельный двигатель с двенадцатью цилиндрами и охлаждением водой.

Что следует учесть при покупке домашней электростанции?

Электростанции различают по значениям параметров работы (мощность, ресурс, экономичность и другие), по размерам и удобству управления. Мощность домашних электростанций обычно не более 20 киловатт. Но следует учитывать, что мощность электростанций, работающих на бензине, колеблется в пределах от 0,35 до 11 киловатт, а станций, работающих на дизеле – 2,5 киловатта и более. Следующий важный параметр – это тот ресурс, в течение которого электростанция будет гарантированно и безотказно работать, и по выработке которого ей понадобится капитальный ремонт. Измеряют данный параметр моточасами. По этому параметру электростанции подразделяют на три категории:

  • робуст (ресурс 1500 – 2500 м/ч) – используют исключительно для бытовых приборов и электроинструментов;
  • сезонная (ресурс 500 – 1000 м/ч);
  • с долговременным пользованием (от 3000 м/ч и больше).

Чем выше ресурс электростанции, тем она дороже.
Третий параметр станции – это то количество топлива, которое она потребляется за 1 час непрерывающейся работы ее двигателя. Измеряется данный параметр в литрах в час. Если есть все указанные данные, можно рассчитать, насколько экономичной будет станция. Экономичность оценивают посредством стоимости 1 часа работы в руб. Если используется водяное охлаждение, то станция может долго и непрерывно работать, а если воздушное – то ее необходимо регулярно останавливать (когда заканчивается каждый бак топлива).

Как определить потребности в электроэнергии для загородного дома?

Практический опыт использования домашних электростанций показывает, что дачному домику с двумя-тремя лампочками, холодильником и телевизором вполне хватит мощности 2 киловатта. Если владелец домика постоянно сталкивается с отключением электричества, то лучше купить электростанцию, мощность которой составляет 10 – 30 киловатт. Тем, кто занимается строительством и использует болгарку, бетономешалку и дрель, хватит 6 киловатт.

Если требуется мощность больше 10 киловатт, то (в случае длительных отключений электроэнергии) нужны уже не бензиновые мини-электростанции, а источники энергии, работающие на дизеле, поскольку они более надежны в длительном применении.

При необходимости проведения точного расчета количества затрачиваемой энергии следует посмотреть на цифры таблицы.

Приблизительное энергопотребление электрооборудования загородного дома

Оборудование

Длительность работы, час

Мощность,
Ватт

Потребление электричества, кВт-ч

за месяц

за сутки

Телевизор

6

100

18

0,6

Холодильник

7

150

31,5

1,1

Насос циркуляционный

24

60

43,2

1,44

Освещение при помощи энергосберегающих ламп

5

120

18

0,6

Морозильная камера

7

200

42

1,4

Электроплита с 2-мя комфорками

2

2000

120

4

Компьютер

6

100

18

0,6

Насос погружной

0,5

1200

18

0,6

ВСЕГО

 

3930

308,7

10,34

 

На что следует обратить особое внимание при расчете потребляемой мощности автономной электростанции?

Чтобы решить эту проблему надо посчитать, какой мощностью обладают те электрические приборы, которые, предполагается, будут подключены к электроэнергии. Оптимальный вариант расчета мощностей – посмотреть данные в паспортах.
Вначале надо распределить все домашние электроприборы на три следующие группы:

  • активные электрические приборы (электроплита, электронагреватель, осветительные приборы);
  • индуктивные электроприборы (пила, дрель, компрессор, насос, лазерный принтер, холодильник и т.д.).

Мощность у активных приборов считается очень просто: надо сложить потребности электричества всех тех приборов, которые подключатся в сеть, и прибавить 15-20% сверху. Таким образом, получится та мощность электростанции, которая требуется активным электроприборам.
Индуктивным электроприборам при запуске необходима большая мощность (надо учесть т.н. пусковой ток), поэтому полученную сумму мощностей таких приборов надо умножить на 2,5 – 3, чтобы обеспечить работоспособность электрической станции.

Что такое пиковые (пусковые) токи?

С рассматриваемой точки зрения – это дополнительные нагрузки на домашнюю электростанцию. Рассчитывая мощность автономной электростанции, важно принять во внимание пиковые токи того оборудования, которое будет потреблять энергию. Всего есть две разновидности электрических приборов:

  • приборы активного сопротивления (электронагреватель, электроплита, лампа накаливания);
  • приборы индуктивного сопротивления (дрель, холодильник, пила, насос, электродвигатель, лампочки дневного освещения).

В 1-ой группе пиковый ток практически не имеет различия с тем током, который они потребляют в режиме постоянной работы. Поэтому для того, чтобы определить требуемую мощность электростанции надо просто просуммировать мощности таких приборов и для некоторого запаса прибавить 15-20%. У приборов 2-й группы пиковый ток превышает на 100-200% ток в стационарном рабочем режиме. Поэтому для расчета мощности станции, требуемой для одномоментного включения всех подобных приборов, надо сначала рассчитать пиковые значения потребляемой энергии для каждого прибора, а потом уже их просуммировать. О пиковых значениях нельзя забывать, особенно, если электростанция настроена на режим автозапуска. Если все приборы начнут одновременно включаться в работу, то на электростанцию обрушится огромная нагрузка, а перегрузки для электростанции вредны – они уменьшают ее рабочий ресурс. Паспорт каждой модели электростанции содержит информацию по той максимальной мощности, при нагрузке которой станция способна работать максимум 5 минут.

Как выбрать тип генератора мини-электростанции?

Всего бывает два типа генераторов: асинхронные и синхронные. Более распространенными являются синхронные генераторы, но асинхронные также пользуются устойчивым спросом, хотя и меньшим. Синхронный генератор вырабатывает мощность с меньшей точностью. Он подходит для устройства системы аварийного питания в офисах, холодильных установках, загородных домах, дачах и на стройках.
Асинхронный генератор дает более точные параметры напряжения электричества, поэтому он лучше подходит для аппаратуры, которая чувствительно относится к сильным скачкам напряжения (компьютеры и разнообразная электроника).

Что для домашней электростанции лучше: бензин или дизельное топливо?

Если перебои в электроэнергии часты, и домашняя электростанция должна работать долго, то стоит повнимательнее присмотреться к дизельным двигателям, поскольку они более экономичные. При регулярном профессиональном использовании рекомендуют брать именно дизельные установки с небольшой мощностью (2 – 6 киловатт). Для увеличения продолжительности работы на такие установки можно поставить дополнительные баки. Но следует учитывать, что дизельные генераторы с низкой мощностью требуют квалифицированного и весьма частого обслуживания, обслуживание бензиновых установок гораздо проще.

На что следует обратить внимание, если выбирается мини-электростанция с бензиновым двигателем?

Если покупается электростанция на бензиновом двигателе, то внимание надо уделить ресурсу этого двигателя. Обычно цена станции напрямую зависит от этого параметра. Двигатели, у которых клапаны расположены сбоку, и блок цилиндра сделан из алюминия, отличаются более низкой ценой, но имеют небольшой ресурс – всего около 500 часов. Двигатели, в которых клапаны расположены сбоку, а гильза цилиндра выполнена из чугуна, характеризуются ресурсом порядка 1500 часов. Двигатели промышленного типа, в которых установлено верхнее расположение клапанов, масло к деталям подается под определенным давлением, а гильзы цилиндров выполнены из чугуна, характеризуются ресурсом в 3000 часов (у таких двигателей пониженный уровень шума и низкий расход потребляемого топлива). В связи с расходом потребляемого топлива (считается при непрерывной работе двигателя, в литрах за час) и считают, насколько экономична станция при пересчете на деньги.

Каковы достоинства и недостатки домашней электростанции, работающей на дизельном топливе?

Если перебои в системе электричества длительны и регулярны, то стоит задуматься о приобретении домашней станции, работающей на дизеле. Дизель-генераторную установку с малой мощностью (от 2 до 6 киловатт) рекомендуют покупать при регулярном профессиональном использовании. Чтобы станция работала более длительное время, можно оснастить ее дополнительными баками. Также следует уделить внимание тому, что дизель-генератор требует для себя квалифицированного и гораздо более регулярного обслуживания, нежели бензиновые станции.

Что должно входить в набор автоматических функций источника автономного энергопитания?

В источниках автономного питания есть блок автоматики и контроля, у которого существует программируемая система автозапуска. Предназначение такого блока состоит в контроле за состоянием сети питания, защите подключенного к сети оборудования от пониженного или повышенного напряжения, в автоматическом запуске электростанции в случае, когда напряжение в сети выходит за предельные значения.