Вибір потужності генератора
Для того щоб правильно вибрати потужність генератора, потрібно визначитися, які ви перед ним будете ставити завдання. Потужність генератора виробник насправді вказує не в кіловатах (кВт), а в вольт-амперах (VA). Яка між ними різниця? Вольт-ампер вважається простим множенням видаваної сили струму генератора (вказується в амперах, напр. - 21 А) на вихідну напругу. Таким чином, якщо на генераторі написано 21А, 220В, то він видає 4620 ВА, або 4,6 кВА. Як співвіднести цю цифру із звичними нам кіловатами? Справа в тому, що в кВА вказується повна потужність активного навантаження, а в кВт фактично споживана.
Всі використовувані нами побутові електроприлади можна розділити на 2 типи - з активної і реактивної навантаженням. Перші, по суті, перетворять електрику в тепло, в той час як у других електроенергія, крім нагріву, витрачається на створення електромагнітних полів.
Активні і реактивні навантаження
Прикладом активного навантаження є лампа розжарювання, праска, чайник, обігрівач. Якщо прасці для роботи потрібно 1000 Вт, то його повне навантаження буде 1 кВА або 1 кВт.
Реактивна потужність обчислюється за допомогою коефіцієнта потужності (позначається як cos ф), який вказується на приладах з реактивної навантаженням. Це все прилади з електродвигуном, мікрохвильові печі і т.п. Для кожного такого приладу в інструкції або на сайті виробника вказується свій cos ф.
Наприклад, на пилососі вказано, що він споживає 1200 Вт (1,2 кВт) і його cos ф = 0,8. Для того, щоб дізнатися реально споживану їм потужність, потрібно розділити вказану потужність на cos ф. Таким чином, пилососа для роботи від генератора буде потрібно 1200: 0,8 = 1500 ВА. Слід пам'ятати, що в залежності від типу застосовуваного генератора, електростанція має свій власний cos ф. Якщо він дорівнює 0,85 то, отримані 1500 ВА знову ділимо на 0,85 і отримуємо для нашого пилососа 1764 ВА = 1764 Вт або 1,75 кВт. Це і буде реальною його споживаної потужністю при роботі від генератора.
Розглянемо приклад вибору потужності для забезпечення резервного живлення невеликого заміського будинку.
Наші головні споживачі електрики:
• освітлення: лампочки розжарювання 10 * 60Вт = 600 Вт;
• водопостачання: насосна станція 450Вт: 0,75 = 600 Вт;
• опалення: циркуляційні насоси 2 * 120: 0,8 = 300 Вт; котел - 300 Вт;
• кухня - холодильник: 360 Вт: 0,75 = 480 Вт; разова навантаження - чайник: 1800 Вт;
• «розваги» - телевізор, комп'ютер, радіо - 800 Вт
Всього отримуємо 600 + 600 + 300 + 300 + 480 + 800 = 3080 Вт Якщо хочемо користуватися електрочайником, то +1800 Вт і отримуємо 4880Вт = 5 кВт. Додаємо до цього 10% «про запас» і купуємо електростанцію номінальною потужністю 5.5 кВА за умови, що її cos ф = 1 Така електростанція швидше за все буде мати максимальну потужність близько 6 кВА - вона буде вказана в паспорті.
У рекламних цілях виробник часто вказує максимальну потужність, тоді як номінальна на 10% -15% нижче. На максимальній потужності генератор здатний пропрацювати від декількох десятків секунд до декількох хвилин, не слід його перевантажувати.
Є ще один момент - такі споживачі, як насос водопостачання або компресор холодильника, в момент старту споживають в 4-6 разів більший струм, ніж під час роботи. Для цього наша електростанція повинна мати можливість витримувати короткочасні стрибки споживання. Це залежить від типу застосовуваного в ній електрогенератора.
Синхронні та асинхронні генератори (альтернатори)
Не вдаючись в технічні подробиці, просто скажемо, що перші більш складні конструктивно, а другі більш надійні і, зазвичай, дешевше.
З точки зору побутового споживача синхронний генератор краще, т.к. видає правильну синусоїду напруги, дозволяючи живити комп'ютер, сучасну побутову техніку і складні прилади, обладнані імпульсними блоками живлення.
Також, перепади напруги у синхронного генератора менше, воно практично не «скаче». Однак, це також залежить від якості двигуна, який повинен підтримувати постійні обертів при будь-якому навантаженні на генератор.
Синхронні генератори в силу конструктивних особливостей легше переносять високі пускові струми. До речі, у насоса або компресора пусковий струм буде набагато вище, ніж у пилососа або дрилі - адже у них немає холостого ходу і двигун відразу повинен споживати повну навантаження.
Асинхронні генератори спрощено представляють собою маховик в закритому корпусі, знайомий нам по генератору зі шкільного кабінету фізики. Такі генератори стійкі до коротких замикань. Перепади напруги тут, як правило, компенсуються пристроєм автоматичного регулювання напруги - AVR (automatic voltage regulator). Це не відноситься до генераторів з инверторной технологією - вони мають найвищу стабільність напруги, коливання не перевищують 1-2%.
Асинхронний генератор Honda
Такі генератори предпочтительней використовувати для електрозварювання (яка для генератора виглядає як ... коротке замикання!) І харчування активних навантажень.
Однофазні та трифазні електростанції
Призначені вони для живлення однофазних або трифазних споживачів відповідно. Однофазні - це всі прилади, для роботи яких необхідний змінний струм напругою 220В, а трифазні вимагають 380В. До однофазних генераторів можна підключати тільки однофазні навантаження, а до трифазних - будь-які з двох.
Генератор з однофазним виходом
Потужність однофазного генератора відповідає тій кількості однофазних споживачів, яких він здатний «нагодувати». З трифазними при харчуванні трифазних споживачів ситуація аналогічна. Однак, при підключенні до трифазного генератору однофазних навантажень все набагато складніше.
Сумарна потужність трифазного генератора вказана для всіх трьох фаз одночасно, в той час як максимальне навантаження на одну фазу не повинна перевищувати 1/3 від цієї потужності! Це значить, що якщо ви купили трифазний генератор на 9 кВА і підключили до однофаз висновку обігрівач 4 кВт, то генератор його не потягне - просто спрацює аварійний запобіжник (якщо він є).
Генератор з трифазним виходом
Щоб цього уникнути, необхідно рівномірно розподіляти навантаження по фазах, різниця в однофазному навантаженні в ідеалі не повинна перевищувати 1/3 від навантаження на кожній фазі. Якщо в будинок заведений трифазний кабель, то ваші розетки і лампи освітлення можуть бути підключені до різних фаз - для правильного користування трифазним генератором доведеться з'ясувати, де яка фаза, щоб випадково не перевантажити його.
бензинові двигуни
Найбільш доступними і поширеними є генератори з бензиновим двигуном. Вони забезпечують легкий і швидкий запуск практично в будь-яку погоду, не вимогливі до якості обслуговування, а паливо для них завжди є в наявності на будь автозаправці. Правда, бензинові двигуни володіють і найбільшою кількістю недоліків. Термін служби мотора і його ККД завжди нижче, ніж у дизельного двигуна, витрата палива на 1 годину роботи вище на 10-30%, вартість бензину вище, ніж інших видів палива.
Серед наявних у продажу генераторів з бензиновим ДВС слід розрізняти генератори з двотактним і з чотиритактним двигуном. Не будемо вдаватися в конструктивні особливості, а зупинимося на їх споживчі властивості.
Генератори, оснащені двотактними ДВС, як правило, розраховані на невеликий період безперервної роботи, а часто - і на невеликий термін служби пристрою в цілому. Це пов'язано з конструктивними особливостями двигуна, від якого вимагається лише простота, потужність і малу вагу.
Недорогий двотактний генератор
Основні споживчі властивості таких двигунів в контексті застосування на переносних електростанціях:
• конструктивна простота і малу вагу, що забезпечує мобільність самої електростанції;
• низька ціна;
• в двигуні відсутня система змащення, а значить, спеціальне «двотактне» масло потрібно купувати і додавати безпосередньо в бензин (перед заправкою, тобто попередньо «готувати» паливо, або у спеціальний резервуар);
• більш висока витрата палива і відносно шкідливий сизуватий вихлоп з характерним запахом, т.к. в ньому присутні частинки згорілого разом з паливом масла, та й саме паливо згорає не цілком;
• підвищений рівень шуму;
• короткий час безперервної роботи від однієї заправки (не більше 10 годин), що пов'язано з розмірами ДВС і малої ємністю бака для палива (не більше 5 літрів);
• низький моторесурс (не більше 600 годин роботи за весь термін служби), т.к. двотактні ДВС швидко зношуються.
Такі двигуни, як правило, ставлять на невеликі переносні електростанції з номінальною потужністю не вище 2 кВт. Мета таких електростанцій - забезпечити харчування одного або декількох малопотужних електроприладів на вулиці. Це може бути електродриль або перфоратор на будівництві, або холодильна вітрина з морозивом і прохолодними напоями у парку.
Мала вага і габарити дозволяють взяти мініелектростанцію на природу: на риболовлю, полювання або просто тривалий пікнік - живити освітлення, телевізор або музичну систему (заглушаючи звук роботи!), Зарядки для телефону або ноутбука. З їх допомогою можна заряджати автомобільні або човнові акумулятори або навіть кип'ятити воду кип'ятильником. Ціни на електростанції з двотактними двигунами починаються від 900 грн.
Такі електростанції знаходяться в захисному кожусі (для захисту від вологи і пилу і для зниження шуму), однак, практично не мають виступаючої частини вихлопної труби. У зв'язку цим застосування даних пристроїв у закритих приміщеннях неприпустимо.
Для цілей автономного електропостачання будинки такі генератори, як правило, не підходять, тому що мають малу потужність і термін служби, короткий час автономної роботи, а так само можуть бути встановлені тільки на вулиці. Втім, якщо живити тільки освітлення і телевізор в невеликому літньому будиночку, то і такий генератор краще, ніж сидіти в темряві і тиші.
Бензинові електрогенератори, оснащені чотиритактним ДВС, є найбільш поширеними товарами такого роду для приватного використання. Це пов'язано з тим, що такі генератори забезпечують тривалий термін служби, прийнятний витрата палива і практично будь-яку вихідну потужність пристрою при порівняно невисокій ціні.
Основні споживчі властивості чотиритактних бензинових ДВС в контексті застосування на автономних електростанціях:
• порівняно висока вихідна потужність, від 1.5 до 30 кВт, можуть бути однофазними і трифазними;
• меншу витрату палива, у порівнянні з двотактним ДВС аналогічної потужності;
• легко заводяться в холодну погоду;
• більший моторесурс (до 5-6 тисяч годин) і тривалий час безперервної роботи від однієї заправки (до двох діб), безпосередньо пов'язане з обсягом бака (до 40 літрів);
• більш складна конструкція (мається своя система змащення й охолодження), більший загальна вага установки;
• у більшості випадків - низька мобільність, такі двигуни, як правило, стаціонарні;
• більш «чистий» вихлоп і рівень шуму, проте вихлопні гази дуже отруйні;
• можливість як ручного запуску, так і за допомогою електростартера або автоматики управління.
В цілому, головне правило при виборі електростанції з таким двигуном, крім необхідної потужності (про неї пізніше) - це час безперервної роботи від однієї заправки. Тут слід одне цікаве уточнення, прямо пов'язане з якістю двигуна. Справа в тому, що виробники випускають на ринок так звані «аматорські» і «професійні» електростанції.
Перші, володіючи всіма необхідними користувачеві якостями, комплектуються двигунами, які не розрахованими на тривалу експлуатацію - їх ресурс складає не більше 600 мотогодин, а термін служби всього пару років. Другі ж, навпаки, розраховані на тривалі періоди роботи і зроблені на порядок якісніше. Зовні, без розбирання двигуна та огляду його компонентів відрізнити їх складно, з цього, тут діє просте правило - чим більше ємність паливного бака (або хоча б є можливість підключення зовнішнього бака), що йде з таким двигуном, тим він кращий.
Пояснення просте - якщо виробник комплектує двигун баком на 20-30 літрів, значить, він передбачає тривалу безперервну роботу такого двигуна і закладає в конструкцію відповідний моторесурс. І навпаки, якщо перед вами установка на 3-6 кВт, яка має бак ємністю в 4-6 літрів, слід задуматися (якщо це не спеціалізований потужний будівельний генератор). Втім, ціна таких генераторів теж значно нижче.
Ще один спосіб виявити надійний двигун - подивитися в інструкції інтервали зміни масла. У хороших двигунів масло міняється після кожних 50-100 годин роботи, у поганих - після 15-25 годин. Масло використовується точно таке ж, як і в автомобілі, в інструкції вказані в'язкість і необхідний обсяг: 1-2 літри для установок вихідною потужністю до 10 кВт. Зміна масла проводиться або за пробігом (напрацюванні годин), або за графіком - наприклад, раз на рік.
