 Форум |  Доски объявлений |  Реклама на сайте |
|
|
| Народная библиотека на НОВОСЁЛ.РУ \ | Электрика, освещение, системы безопасности |
Генераторы энергии для загородного комфорта
Зоя Дыдынская
Многих владельцев загородных домов волнует вопрос о том, как грамотно устроить энергосистему своего жилища в отсутствие централизованного электроснабжения. По мнению специалистов, такая система должна состоять из автономных и резервных источников электроснабжения.
Как показывает практика, для нормального функционирования коттеджа среднего класса площадью 400 м² необходимо 15–25 кВт. При отсутствии централизованного энергоснабжения, а также при возможности его отключения, нестабильности напряжения используются автономные источники электроэнергии. Чаще всего в загородных домовладениях устанавливают миниэлектростанцию, то есть генераторную установку, состоящую из двигателя внутреннего сгорания (бензинового или дизельного) и генератора, который, собственно, и вырабатывает электроэнергию.
Автономное электроснабжение
Электростанция, как мы уже сказали, состоит из двигателя и генератора, соединенных соосно и укрепленных через амортизаторы на стальной раме (у портативных) или на станине (у стационарных). Долговечность работы генераторной установки зависит в основном от надежности двигателя. Классификация автономных электростанций осуществляется по целому ряду параметров.
Виды топлива. Прежде всего, автономные электростанции можно разделить по видам топлива, на котором они функционируют. Наиболее распространенными являются бензиновые и дизельные генераторы, меньшей популярностью из-за дороговизны и сложностей в установке и эксплуатации пользуются электростанции на природном или сжиженном газе.
Бензиновые генераторы. Автономные электростанции, работающие на бензине, являются наиболее простым и недорогим решением проблемы внезапного отключения электроэнергии. Бензиновые электростанции актуальны как аварийный источник электроэнергии на небольшие промежутки времени. Небольшой вес, компактность и невысокий уровень шума предопределили успех таких электростанций в качестве выгодного и практичного агрегата. Бензиновые генераторы дешевле дизельных, часто они оборудованы устройствами электростарта, позволяющими им автоматически включаться при необходимости активации альтернативного источника питания.
Бензиновые электростанции, в свою очередь, разделяются по типам двигателей внутреннего сгорания: бывают двух- и четырехтактные модификации. Плюсы двухтактных двигателей: отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения, большая мощность в пересчете на 1 литр рабочего объема, простота изготовления и дешевизна. Преимущества четырехтактных двигателей: больший ресурс, большая экономичность, более чистый выхлоп, меньший шум. Четырехтактными двигателями внутреннего сгорания с воздушным охлаждением оснащены большинство бензиновых генераторов.
Дизельные генераторы. Если вы преследуете цель использовать электростанцию в качестве постоянного бесперебойного источника электроэнергии в течение длительного времени, есть смысл обратить внимание на дизельные агрегаты. Несмотря на то, что их первоначальная стоимость выше, чем бензиновых генераторов, затраты на топливо и техническое обслуживание такого оборудования ниже, чем у бензинового «собрата».
Двигатели дизельных генераторов могут функционировать на разных оборотах. Высокооборотистые агрегаты (3000 об./мин.) отличаются меньшими размерами и весом. Впрочем, их также характеризует высокий уровень шума и меньший ресурс наработки на отказ. Для полноценной выработки электроэнергии в течение длительного времени предпочтительным представляется выбор низкооборотистых модификаций (1500 об./мин.).
Автономные дизельные электростанции, как и бензиновые, снабжаются воздушной либо жидкостной системой охлаждения. Дизельные двигатели с воздушным охлаждением занимают промежуточное положение между бензиновыми станциями и «серьезными» дизелями с жидкостным охлаждением. Маломощные дизели (до 6 кВт) мало отличаются по надежности от бензиновых, а их стоимость примерно вдвое выше. Поэтому, если нет особых причин для выбора маломощного дизеля, подумайте о бензиновой станции с хорошим двигателем, она и шумит меньше, и обслуживать ее проще. Среди маломощных дизелей явный лидер — немецкая компания Hatz. Выпускаемый ею двигатель надежен, неприхотлив, стабильно работает на отечественном дизтопливе, экономичен, наработка на отказ составляет около 5000 часов и, что немаловажно, в России поддерживается многими сервисными центрами и поставщиками запчастей. Среди более мощных дизелей (10–30 кВА) заметных лидеров нет. Приемлемый уровень качества у итальянского Lombardini, итальянского Ruggerini. Однако все они капризны к качеству топлива и не дотягивают до дизелей с жидкостным охлаждением.
Дизельные двигатели с жидкостным охлаждением наиболее надежны и долговечны (наработка на отказ 20 000–40 000 часов). Они также могут быть оснащены довольно бесшумными низкооборотистыми (1500 об./мин.) и более шумными двигателями, работающими на 3000 об./мин. «Быстроходные» двигатели дешевле и меньше по весу и габаритам, но отличаются более высоким расходом топлива и меньшим ресурсом. Самое главное: для круглосуточной работы 365 дней в году годятся только электростанции, работающие на 1500 об./мин. Для генераторов средней мощности (от 6 до 20 кВт) очень хороши дизельные моторы Mitsubishi, а для более мощных установок (от 20 до 180 кВт) — немецкие двигатели Deutz.
Количество фаз. Следующая характеристика, которую стоит рассмотреть применительно к автономным электростанциям, это количество фаз вырабатываемого напряжения. Автономные генераторные установки в основном вырабатывают одно- или трехфазное напряжение. Не все знают о том, что для бытового использования, питания небольшого количества электроприборов или освещения достаточно и одной фазы, тогда как трехфазный источник питания чаще бывает необходим в промышленных условиях. Примечательно, что трехфазные дизель-генераторные установки с выходным напряжением 400 В способны выдавать однофазное напряжение 230 В.
Синхронность и асинхронность. Асинхронные генераторы отличаются более простым устройством, они легче в обслуживании. Генераторы подобного типа часто используют для бытовых потребностей, поскольку выходное напряжение асинхронного генератора отличается полным отсутствием нелинейных искажений, что особенно важно для электронной техники вроде компьютера, кухонных приборов, элементов освещения и т. п. Асинхронные генераторы дешевле синхронных, но они совершенно не переносят пиковых перегрузок.
Синхронные генераторы более продуктивны при работе с приборами индуктивного характера потребления: сварочными аппаратами, электропилами, насосами и другими устройствами, требующими «пускового тока». Это связано со способностью синхронных генераторов в течение небольшого промежутка времени (1–2 сек.) выдавать ток, который по силе в несколько раз превышает номинальный. Синхронные генераторы отличаются более высоким качеством электроэнергии, а также способны переносить 3-кратные мгновенные перегрузки. Признанные брэнды синхронных генераторов — Mecc Alte (Италия), Leroy Somer (Франция), Newage Stamford (Китай). У этих производителей огромные объемы производства, давняя история поставок в Россию и развитый сервис.
Способ запуска. По способу запуска автономные электростанции можно разделить на модели с ручным запуском, электростартером и автоматическим запуском. Первые две разновидности отличаются друг от друга тем, что электростанция со стартером не требует никаких физических действий оператора, кроме нажатия кнопки. В случае наличия лишь функции ручного запуска придется вертеть специальную ручку или дергать шнур. Наличие электростартера необходимо, если на автономный электрогенератор нужно устанавливать систему автоматического запуска. Предназначение подобной системы — запуск и выключение в нужный момент без участия человека. Например, если в вашем загородном доме пропадет электричество, автоматика автономной электростанции поймет это и с помощью электростартера и аккумуляторной батареи запустит генератор, обеспечивая током нужные приборы.
Дополнительные опции. Для автономных электростанций предусматривается масса дополнительных опций и «довесок». Их может быть очень много, и они серьезно влияют на стоимость электростанции. Одна из важнейших дополнительных опций — специальный защитный кожух. Кожух обеспечивает защиту генераторной установки от коррозии, дает ей возможность работать при атмосферных осадках, а также позволяет значительно снизить шум двигателя. Необходимость наличия кожуха определяется предназначением автономной электростанции и сферами ее применения. Бензиновым электростанциям кожух в большинстве случаев не нужен, т. к. их собственный уровень шума позволяет не придавать проблеме шумоизоляции слишком большое значение.
Более востребованы кожухи при использовании дизельных электростанций. Если речь идет о мощных стационарных моделях, то их зачастую устанавливают в кондиционируемых помещениях, изолированных от зоны обитания людей. Если же речь идет о регулярном применении генератора в качестве автономного источника энергии и его эксплуатации на открытом воздухе, вблизи людей, то кожух просто необходим.
Что касается других дополнительных опций, то их максимальный выбор имеется у дизельных установок с жидкостным охлаждением (от 6 кВт). К ним относятся: возможность автоматического запуска генератора, контроля его параметров на дисплее и дистанционно на компьютере, увеличенные топливные баки и различные защиты (от перегрузки, от утечки тока на землю, от атмосферных явлений), оборудование для перевода бензиновых генераторов на работу от сжиженного газа, глушители, снижающие шум выхлопа и т. д.
Производители. Компании, заботящиеся о своей репутации, дают исчерпывающую и правдивую информацию о своем товаре. На фоне не всегда честных заявлений некоторых продавцов реальные цифры выглядят иногда менее привлекательно, чем красивые обещания. Если вы в поисках электростанции обратитесь в несколько компаний, то наверняка удивитесь: один и тот же агрегат в разных организациях и шумит по-разному, и мощность имеет неодинаковую, и топлива потребляет то одно, то другое количество. Что касается рынков, то (если верить продавцам на слово), там и вовсе продаются чудо-агрегаты с сотнями тысяч часов ресурса. И, главное, недорого. Но стоит ли всему этому верить? Вот несколько параметров, по которым стоит проверить добросовестность и профессионализм продавцов.
Мощность автономной электростанции. Она может измеряться в киловольт-амперах (кВА) или в киловаттах (кВт). Обычно для генераторной установки уместно соотношение 1 кВт = 0,8 кВА. Иногда продавцы выдают мощность в кВА за мощность в кВт, завышая таким образом полезную мощность агрегата. Это необходимо учитывать, так как потребляемая бытовыми электроприборами мощность обычно указывается в кВт. Европейские производители указывают номинальную мощность своих электростанций, обычно допускается перегрузка на 10% (не более 1 часа в течение 12 часов). Максимальная мощность синхронных генераторов не указана, но обычно они выдерживают двукратные пусковые токи (запуск электродвигателя) в течение нескольких миллисекунд. Японские производители указывают номинальную и максимальную мощность, которые заметно отличаются друг от друга (около 20%). При этом на максимальной мощности такой генератор может работать лишь несколько секунд, иначе будет перегрузка, поэтому обращать внимание лучше только на номинальную мощность.
Уровень шума. Измеряется в децибелах. Часто не указано, на каком расстоянии дано значение (стандартно принято измерять шум на 1, 4 , 7 и 15 м) и на какой нагрузке (на холостом ходу или на номинале). Проще всего сравнивать абсолютные единицы LWA, именно это значение указывают производители в буклетах и на самих установках. Нормальными считаются цифры около 100 LWA (72–74 дБ на 7 м) для бензиновых генераторов в открытом исполнении , 77–82 дБ на 7 м для открытых дизельных (при 3000 об./мин.), 62–69 дБ на 7 м для бензиновых генераторов в кожухе и 67–71 дБ на 7 м для мощных дизельных установок в кожухе.
Наработка на отказ. Это статистическая средняя цифра времени безотказной работы до первого капитального ремонта. Нормальные показатели для простых бензиновых двигателей — 500 часов, для полупрофессиональных — 1200 часов, профессиональных — 3000 часов. Для дизельных двигателей с воздушным охлаждением — около 5000 часов, а с жидкостным охлаждением — до 40 000 часов.
Потребление топлива. Одни производители приводят данные при нагрузке 75% от номинальной, другие — при номинальной (100-процентной) нагрузке. При эксплуатации установки на нагрузке меньше номинальной расход топлива снижается, но не более чем на 30–40%.
Резервное электроснабжение
Системы резервного (вспомогательного) электроснабжения могут быть задействованы параллельно с основным источником энергии. Если у вас неожиданно закончилось топливо для вашей генераторной установки, или ваша электростанция сломалась, настает черед работы резервных источников электроснабжения. Такие источники уместно также применять, когда в подключении нуждаются только отдельные электроприборы, и использование генератора может быть нецелесообразным. При небольшой суммарной нагрузке генератор эксплуатировать нерентабельно, более того, в ряде случаев это чревато выходом из строя его двигателя. Чтобы понять, какие источники электроснабжения в каких случаях целесообразно применять, попробуем разделить все используемые в доме электроприборы (потребители) на три категории:
К наименее ответственным потребителям относятся электроприборы, без которых можно обойтись при пропадании электричества: электрические сауны, кабельные системы обогрева полов и т. д. Все эти приборы будут работать только в том случае, если работает основное электропитание, в целях экономии и разумного соотношения необходимость/стоимость мы не будем рассматривать резервирование данного вида потребителей.
Потребители электроэнергии комфортного проживания: освещение, электрочайник, телевизор и т. д. Чтобы ваше проживание в доме оставалось комфортным, эти приборы необходимо запитать от резервного источника, в качестве которого целесообразно использовать электростанцию.
К системе жизнеобеспечения относятся потребители, без которых не обойтись даже самое короткое время: аварийное освещение, охранная и пожарная сигнализация, видеонаблюдение, электрические замки, отопление и т. д. Генераторная установка, оборудованная системой автоматики, сработает в течение 1–5 минут после пропадания основной электросети. Это время критично для компьютеризированных систем контроля и управления, системы безопасности и контроля доступа. Поэтому для обеспечения системы жизнеобеспечения используют источники бесперебойного питания. Остановимся на них подробнее.
Источники бесперебойного электропитания (ИБП) предназначены для постоянной работы различных электропотребителей вне зависимости от качества и наличия напряжения в питающей сети. ИБП обеспечивают бесперебойную работу различного электрооборудования и аппаратуры: отопительных агрегатов, бытовой техники, систем связи и телекоммуникаций, систем охраны, пожарной сигнализации, видеонаблюдения и т. п. По сравнению с резервными генераторами ИБП имеют ряд преимуществ, в том числе: более высокий коэффициент надежности; большее время наработки на отказ; высокое качество электрической энергии на выходе; бесшумность работы; отсутствие эксплуатационных расходов; простота монтажа и подключения.
Различают три схемы построения ИБП: резервный, интерактивный и он-лайн.
Принцип работы резервного ИБП заключается в питании нагрузки напряжением сети при его наличии и быстром переключении на резервную схему питания (батарея и инвертор) при его пропадании или выхода параметров (напряжение и частота) за допустимые пределы. Батарея автоматически подзаряжается при его работе от сети. Отличительной особенностью такой схемы является наличие автоматического переключателя питания нагрузки (сеть — батарея). По данной схеме построены практически все недорогие маломощные ИБП, предлагаемые на российском рынке.
Интерактивный источник бесперебойного питания работает по принципу, идентичному резервному, за исключением ступенчатой стабилизации выходного напряжения посредством коммутации обмоток автотрансформатора. Интерактивный ИБП применяют для питания персональных компьютеров и другого сложного оборудования, критичного к неполадкам в электросети.
Работа он-лайн источника бесперебойного питания построена на двойном преобразовании напряжения: входное трансформируется в постоянное с помощью выпрямителя, а затем снова в переменное путем обратного преобразователя (инвертора). Он-лайн ИБП используют для питания оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству сетевого электропитания. Схема он-лайн является совершенным решением, позволяющим полностью защитить нагрузку от всех неполадок электропитания.
Чтобы система энергообеспечения вашего загородного дома работала надежно и безотказно, стоит тщательно продумать, какой агрегат будет играть роль основного источника электроснабжения, и какие устройства возьмут на себя функции резервного источника электричества. Если серьезно отнестись к выбору и установке оборудования, то впоследствии у вас не будет проблем с работой электроприборов, к тому же вы будете менее зависимы от внешних условий.
Источник: Загородный Дом (http://www.zdspb.ru/)
Опубликовано 11.12.2008
| СНиПы по теме "Электрика, освещение, системы безопасности" | ||
 Системы автоматизации СНиП 3.05.07-85 | СНиП 3.05.06-85 Электротехнические устройства | |
  | © 2025 Новосёл |  Написать письмо |
