Все оборудование коттеджа, в том числе и так называемое жизнеобеспечивающее, работает от электросети. То есть: не будет электроэнергии – не будет тепла или кондиционирования, света, воды и так далее. В черте города аварии обычно быстро ликвидируются работниками электропоставляющих компаний, а вот загородом дела обстоят хуже. Зимой, в период сложных метеоусловий, когда чаще всего происходят обрывы линий электропередач, до места аварии иногда добраться бывает невозможно. Поэтому, чтобы не остаться отрезанными от благ цивилизации, каждый коттедж должен быть оборудован автономной электростанцией, которая позволит переждать отключение в тепле и со светом.

Автономное электричество можно получить, используя солнечные батареи или ветрогенератор, однако пока данное оборудование все еще остается для нас экзотикой. Как-то ненадежненько, – думаем мы по поводу всяких зеленых технологий. Сейчас не стану агитировать за гелио- и ветроэнергитику, поскольку очень скоро время это сделает за меня. Разговор пойдет о мини-электростанциях, которые работают на углеводородном топливе, а именно об основных критериях выбора того или иного оборудования.

Виды генераторов

Устройство, вырабатывающее ток, превращая кинетическую энергию в электрическую правильно называется альтенатор. Генератором же называется агрегат, состоящий из двигателя и альтернатора.

Главной характеристикой генератора, которая в первую очередь интересует потребителя, является его номинальная мощность – т.е. та, которую он способен выдавать продолжительное время. Кратковременно генератор может выдавать и большую мощность, например, для погашения пусковых токов электродвигателей бытового оборудования. Кроме того, покупатель интересуется мощностью двигателя генератора, которая, как правило, указывается в лошадиных силах.

Эту цифру производители указывают крупным шрифтом на упаковке или самом оборудовании, при этом зачастую она отражает максимальную мощность, на которую способен данный двигатель внутреннего сгорания. Однако данная цифра имеет только косвенное отношение к номинальной мощности, которую генератор может поставить «в розетку». Ее смело можно делить на два, и тогда мы получим примерную номинальную мощность альтернатора. Для справки: 1 кВт = 1,36 л.с. Кроме того, нужно учесть КПД генератора, а также использовать для расчета номинальную мощность двигателя, которая, как правило, на 10-20% ниже, чем указанная на упаковке. В любом случае точная выходная номинальная мощность генератора указывается в сопроводительной документации. Если вы ищите станцию на 10 кВт, то выбирайте установки с двигателями мощностью 20-25 л.с., а уже из них ту, которая больше подходит по выходной номинальной мощности.

Двигатели автономных электрогенераторов

Самые компактные мини-электростанции мощностью до одного киловатта чаще всего оснащаются двухтактными бензиновыми моторами. Более серьезная техника от 1 до 10 кВт использует четырехтактные карбюраторные и дизельные моторы. Для минимального обеспечения среднего загородного дома электричеством подойдут генераторы, способные выработать 4-6 кВт. Если есть возможность, то можно установить станцию мощностью до 10 кВт, – в таком случае ваша семья никак не будет ограничена в пользовании домашней электросетью.

Дизельные двигатели устанавливают на генераторы мощностью от 5 кВт. Они дороже бензиновых, а их обслуживание и ремонт обходятся дороже. Зато дизельные генераторы отличаются бóльшим моторесурсом; кроме того, дизтопливо дешевле бензина. Станции с бензиновыми двигателями практически не встречаются мощнее 10 кВт.

Кроме бинзиновых и дизельных, также бывают генераторы, работающие на магистральном или сжиженном газе. Электричество, которое вырабатывают такие генераторы, стоит меньше «бензинового» или «дизельного», однако его работа зависит от наличия газа в трубе. Можно, конечно, запастись баллонами, но они занимают больше места, чем емкости с соляркой. У бензиновых моделей – свой недостаток: бензин не хранится долго, т.е. его октановое число уменьшается с каждым месяцем. Газовые электрогенераторы наиболее оправданы при гарантированном наличии магистрального газа, либо при наличии газгольдера.

Альтернатор

Этот агрегат устроен таким же образом, как и электродвигатель, но только работает в инверсионном режиме: при принудительном вращении его вала на контакты обмотки подается переменный ток. Существует два типа генераторов (альтернаторов) – синхронные и асинхронные. Первые наиболее популярны. Их обмотка базируется на якоре. Синхронные альтернаторы лучше приспособлены к кратковременным высоким нагрузкам, к переменным нагрузкам; а их блок автоматической регулировки с обратной связью по напряжению и току имеет упрощенную схему. В последнее время появились бесщеточные альтернаторы, хотя встречаются также и традиционные – со щетками.

Особый вид – инверторные генераторы, отличающиеся инверторной схемой формирования выходного напряжения. Альтернаторы предыдущих типов вырабатывают так называемый «грязный» переменный ток, который сначала выпрямляется, стабилизируется, а затем, снова преобразуется в переменный ток с потребительскими параметрами. У инверторных альтернаторов отклонения в параметрах не превышают 1%, что позволяет использовать их для питания электронной аппаратуры. У традиционных (неинверсионных) генераторов погрешность около 5%.

Некоторые генераторы имеют выход 12В, который предназначен для подзарядки автомобильных аккумуляторов. Если вы не собираетесь этого делать, то можете не обращать внимание на наличие данной опции, поскольку другое низковольтное оборудование к этому выходу подключать не рекомендуется.

Запуск генератора

Электрогенераторы, которые используются как аварийные источники бесперебойного питания, должны запускаться автоматически. Они оснащены электрическим стартером, аккумулятором и устройством, управляющим воздушной заслонкой. Разумеется, такие генераторы имеют более сложное устройство, чем те, что запускаются вручную. Электронный стартер устанавливается преимущественно на станциях мощностью от 5 кВт.

Выбор генератора

Потребление электроэнергии в режиме перехода на питание от автономной электростанции желательно ограничить только основными потребителями, обеспечивающих минимальный комфорт. Генератор, который способен покрыть потребность в электричестве в полном объеме, во-первых, стоит значительно дороже; во-вторых, потратит значительное количество, отнюдь, недешевого топлива. Однако есть случаи, когда перебои с электричеством – не редкость, и тогда генератор, который покроет потребность в электроэнергии полностью, является единственным выходом.

Итак, выбирая генератор, нужно заранее подсчитать, сколько электричества он должен производить, чтобы обеспечить нужды конкретного коттеджа. При этом берется не суммарная мощность всех электропотребителей, а только тех, которые могут быть включены в сеть одновременно. Следующий момент состоит в том, чтобы учесть нагрузки реактивного типа, которые возникают при работе электродвигателей, сварочных аппаратов и т.п. В этом случае необходимо ввести поправочный коэффициент cosφ, указывающийся в паспорте каждого подобного прибора.

И дальше, во время пуска электродвигателей кратковременно сеть нагружается мощностью потребления, примерно, втрое превышающей их собственную номинальную. Таким образом, учитывая оборудование с электродвигателями необходимо учитывать тройную их мощность. В противном случае при пуске гидрофора, холодильника, погружного насоса, двигатели которых находятся под нагрузкой и кратковременно потребляют на порядок больше номинала, возможна перегрузка в сети и срабатывание защиты.

Теперь о мощности самих генераторов. Некоторые производители указывают только полную мощность в кВА и коэффициент cosφ; другие только активную составляющую в кВт, третьи – все три параметра. Мощность, указанная в кВА является алгебраической суммой активной и реактивной составляющих, тогда, как мощность в кВт – это только активная составляющая. Ее можно вычислить, разделив показатель кВА на данный cosφ. Для большинства генераторов значение cosφ = 0,8.

Максимально допустимое время непрерывной работы зависит также и от нагрузки на генератор. Информация об этом (иногда в виде графика) присутствует в инструкции. Однако приобретать генератор со значительным запасом мощности с расчетом на то, что это продлит его моторесурс или поможет справиться с пиковыми нагрузками, не совсем целесообразно. Дело в том, что генераторы должны работать под определенной нагрузкой, иначе двигатель внутреннего сгорания не сможет нагреться до своей рабочей температуры. Необходимо подобрать такой агрегат, чтобы его номинальная мощность совпадала со средним энергопотреблением электрооборудования коттеджа, учитывая все описанные нюансы.

Бесперебойное электроснабжение без генератора

Обеспечить подачу электричества при аварийных отключениях можно при помощи нескольких АКБ. В то время, когда электричество подается из штатной сети, АКБ будут от нее заряжаться, а при отключении подачи электроэнергии, запитывать сеть. Постоянный ток от аккумуляторов преобразовывается инвертором в переменный, с параметрами 220 В/50Гц. Управляющая автоматика несложная – реле, включающее подачу электричества в сеть от аккумуляторов, инвертор и зарядное устройство. За состоянием аккумуляторов следит отдельный блок, который время от времени переключает сеть на часть аккумуляторов, чтобы давать им разрядку, и потом снова зарядить. Таким образом, аккумуляторы служат дольше и всегда наготове.