Электрический генератор – вещь не просто полезная в хозяйстве, но часто необходимая. Особенно, если ваш район не отличается стабильностью электроснабжения и свет может в любой момент отключиться из-за перегрузки, аварии, сильных морозов, ветра или другой нештатной ситуации. Это стандартная картина для небольших сел или дачных поселков. Кроме того, без электрогенератора не обойтись в местах, где электричество еще не провели, например на стройплощадках.
Выбор электрического генератора – это ответственная задача, к которой нужно подойти внимательно, чтобы добиться максимальной эффективности, долговечности и удобства эксплуатации.
Прежде всего, нужно определиться с топливом. Если нужен мощный стационарный генератор, то оптимальным выбором станет газ или при отсутствии доступа к газу – солярка. Если же требуется компактный и недорогой резервный источник электроснабжения с возможностью портативного использования, то имеет смысл купить бензиновую модель.
Одна или три фазы
Теперь переходим к второстепенным критериям выбора, первым из которых является количество фаз. Многие считают, что трехфазный генератор – это универсальное решение, которое подойдет на все случаи жизни. Это не так. Для маломощных генераторов это может привести к серьезным проблемам. Приведем простой пример: вы купили трехфазную синхронную модель мощностью 5 кВт. То есть на каждую фазу будет приходиться 5/3=1,67 кВт (примерно). Если вы подключите к такому генератору двухкиловаттный электрочайник или микроволновку, то в лучшем случае устройство заглохнет, а в худшем – сгорит.
Таким образом, покупка маломощного трехфазного генератора имеет смысл только в том случае, если он будет использоваться для питания трехфазного оборудования соответствующей мощности (например, насосов или компрессоров), а пиковое потребление однофазных приборов не будет превышать одной трети от данного значения. Максимальный перекос фаз не должен превышать 30%. Однако у этого правила есть исключение и имя ему – асинхронные генераторы. Они способны выдавать на каждую фазу до 70% от общей мощности. То есть к 10 кВт трехфазнику можно будет подключить однофазную нагрузку мощностью до 7 кВт.
Если же вы изначально выбираете достаточно мощный трехфазный генератор, например на 15-20 кВт и выше, то с описанными проблемами не столкнетесь. Даже одной фазы будет достаточно для питания большинства бытовых однофазных приборов, а равномерность нагрузки по фазам позволит избежать опасных больших токов.
И последний момент. Бывают случаи, когда необходимо временно подключить однофазный генератор к имеющейся трехфазной сети. Для этого следует распределить эту фазу на три, не забыв при этом отключить все трехфазное оборудование. И тогда однофазные приборы смогут работать в трехфазной сети от генератора.
Рассчитаем требуемую мощность
Если вы просто просуммируете номинальную мощность оборудования, которое должно одновременно питаться от генератора, то этого недостаточно. Дело в том, что многие приборы в момент включения потребляют дополнительную мощность из-за увеличенных пусковых токов. В качестве примера можно привести бытовую электронику с импульсными блоками питания, устройства с электродвигателями, дроссельные люминесцентные ламы и многое другое. В частности пусковой ток поливочного насоса может превышать номинальный в пять и более раз.
Как с этим бороться? Самый простой вариант – купить генератор с большим запасом по мощности (20-30%). Но это дорого и все равно может не хватить. Более надежное решение – подсоединить к резервной линии только самые критичные приборы, которые должны сразу же заработать. А остальные можно подключать вручную через небольшой временной интервал. Есть и более красивая, но сложная альтернатива – использование специального реле, устанавливающего приоритетность и задержки подключения потребителей автоматически.
Проще всего дело обстоит с устройствами, обладающими постоянной мощностью, – ТЭНовыми водонагревателями, электрическими системами теплых полов, электроплитками, тепловыми конвекторами и так далее. Их можно спокойно подключить к генератору, когда приборы с высокими пусковыми токами «выйдут на режим». Главное – не превысить максимальную мощность.
Вот несколько примеров выбора генератора по мощности для решения стандартных задач в частном доме.
- Минимум. Чтобы при отключении света запитать самое необходимое: пару светильников, газовый котел, телевизор и офисный компьютер – достаточно компактного генератора на 1 кВт.
- Расширенный минимум. Хотите включить свет во всех комнатах, холодильник и небольшой тепловентилятор? Или же нужно воспользоваться дрелью/болгаркой? Берите генератор на 2-2,5 кВт.
- Продвинутый минимум. Нужно чтобы работал маломощный (до 1 кВт) насос, добывающий воду из скважины, а также микроволновка, электрочайник и кондиционер? Понадобится 3-4 кВт.
- Оптимум. Генератор на 5-6 кВт сможет обеспечить почти привычный образ жизни. Можно включить стиралку, электроплиту и мощный насос. Или даже выполнить сварочные работы.
- Комфорт. 10-15 кВт – это практически предел для недорогих бензиновых генераторов. Но этого будет достаточно для всех приборов в доме или даже ведения строительных работ.
- Премиум. Мощные 20-40 кВт дизельные или газовые генераторы способны выполнять функцию основного источника электричества в большом частном доме или коммерческом учреждении.
- Элит. Это уже настоящие электростанции на 50 кВт и более, способные обслужить огромную частную усадьбу, торговый центр или отель. Могут использоваться на стройках и предприятиях.
кВт и кВА – в чем разница?
При выборе электрического генератора многие покупатели задаются вопросом – почему иногда в спецификациях указывают две мощности – в ваттах и вольт-амперах. Дело в том, что в электричестве, вырабатываемом устройством, синусоиды изменения амплитуды силы тока и напряжения могут не совпадать по фазе. И тогда полезная или как, ее еще называют «активная», мощность генератора будет равна:
P¬a=I*U*cos(?), где ? – это угол между основаниями синусоид.
Именно активную мощность подключенные приборы используют для выполнения полезной работы. Однако есть еще другая мощность – реактивная, которая равна:
Pr= I*U*sin(?).
Это, наоборот, «вредная» мощность, которая в бытовых условиях неприменима. На деле это энергия, перекачиваемая от генератора на реактивные элементы потребителя (индуктивности, конденсаторы, обмотки моторов), а затем возвращаемая этими элементами обратно. То есть никакой полезной работы эта энергия не выполняет.
Итак, чтобы вычислить полную мощность генератора, следует воспользоваться формулой:
P= ?(Pa2+Pr2).
Именно полная мощность указывается в Вольт-Амперах (ВА, кВА), в то время как в Ваттах (Вт, кВт) обозначается активная (полезная) мощность. В идеале хотелось бы, чтоб эти значения совпадали, но на практике хорошим показателем считается, если соотношение активной мощности к общей (Pa/P) равняется 0,8 и более. По понятным причинам при выборе конкретной модели генератора следует учитывать именно активную мощность.
Остановимся еще на одном моменте. Многие производители электрогенераторов указывают значения основной и резервной мощности (не путать с активной и общей). Соотношение между ними чаще всего составляет 0,9. Дело в том, что генераторы на протяжении небольшого промежутка времени после запуска (обычно не более часа) способны работать на повышенных мощностях. Именно этот предел и является резервной мощностью. Ее можно учитывать при расчетах электроснабжения оборудования с повышенными пусковыми токами.
Что касается основной мощности, то данное значение производительности генератор способен выдавать на протяжении длительного времени. Ее величину учитываем при расчетах максимальной нагрузки сети в установившемся режиме.
Другие критерии выбора электрического генератора
- Скорость вращения двигателя.
Не секрет, что все электрогенераторы, принцип действия которых основан на сжигании топлива, представляют собой двигатель внутреннего сгорания (ДВС). При этом в бензиновых моделях обычно используются высокооборотные моторы (3000 об/мин), а в дизельных могут устанавливать низкооборотные (1500 об/мин). Здесь придется выбирать между мощностью, компактностью и шумностью. Чтобы при тихой работе на низких оборотах получить высокую мощность, придется пожертвовать компактностью, и наоборот. - Альтернатор.
Может быть синхронным и асинхронным. Как было сказано выше, асинхронные модели хорошо себя проявляют при необходимости подключения однофазной нагрузки к трехфазному генератору. Кроме того у них очень чистая синусоида (без гармоник), что необходимо для работы чувствительной электроники. Наконец, имеется возможность синхронизации нескольких генераторов для суммирования их мощности. Отметим также, что асинхронные альтернаторы не перегреваются и могут быть герметизированы. - Регулятор напряжения.
В современных электрических генераторах могут устанавливаться электронные или емкостные регуляторы. Первый вариант характеризуется простотой конструкции и низкой стоимостью, поэтому используется в бюджетных (чаще всего китайских) моделях. Что касается емкостных регуляторов напряжения, то они выгодно отличаются своей надежностью и точностью, поэтому их можно встретить в продукции лучших японских и европейских производителей – Honda, SMO, Europower, Elemax, Genmac и т.д. - Инвертор.
Продвинутые модели электрогенераторов снабжаются выпрямительным и транзисторным (тиристорным) блоками, в которых вырабатывающийся двигателем переменный ток сначала преобразуется в постоянный, а затем после сглаживания пульсаций снова превращается в переменный. Такие генераторы называют инверторными. К их преимуществам можно отнести максимальное качество электроэнергии и экономичность. Недостатки – усложнение конструкции и высокая цена.