Автономия с генератором

Для автономного или резервного электроснабжения в загородных домах используются в основном бытовые электрогенераторные установки с бензиновым, дизельным или газотурбинным двигателем. Менее распространены другие виды электрогенераторов – ветровые и с солнечными батареями, а также с гидравлической турбиной.

а где описание Работоспособность всех систем загородного дома – отопления, водоснабжения и канализации – зависит от энергоснабжения. Если дом не подключён к линии центрального электроснабжения или существуют проблемы с бесперебойной подачей последнего (а они, чаще всего, существуют), тогда необходимо приобретать прибор, который преобразует в электричество различные виды энергии и который способен работать в стационарном режиме – электрогенератор.

Централизация экономически более целесообразна, нежели автономия. Применительно к электроснабжению – подключение к электросетям для рядового потребителя и проще, и выгоднее любой самой совершенной электростанции. Но пока темпы загородного домостроения значительно опережают процессы реорганизации системы централизованного электроснабжения, проблемы резервной «подстраховки» или автономной альтернативы будут актуальны.
– Перспектива развития загородного электроснабжения всегда была и будет за централизованным электроснабжением, так как в большинстве случаев – это более эффективный и дешёвый способ обеспечения домов электроэнергией, – считает Филипп Юрьевич Врацких, генеральный директор Энергетической Компании «Бриз Моторс». – В некоторых случаях применяется автономное энергоснабжение. Это связано, в первую очередь, с невозможностью подключения к городским сетям после окончания строительства и сдачи домов в эксплуатацию. Бывают случаи, когда электроэнергия в принципе недоступна в регионе застройки, в таких случаях также применяются системы автономного электроснабжения – на дизеле или на газе.

Для «авто», света и тепла

На современном рынке оборудования для электроснабжения представлено множество различных моделей. Тип двигателя – определяющий критерий в выборе электрогенератора.
Бензиновая генераторная установка состоит из двигателя внутреннего сгорания и присоединённого к нему через ось генератора. Благодаря небольшому весу и размерам бензогенераторы очень удобны для использования в загородных домах, но только при непродолжительных отключениях электроэнергии или для подключения различных бытовых приборов и электроинструментов. На генераторах такого типа в основном используется воздушное охлаждение, и в процессе эксплуатации возможен перегрев двигателя при слишком долгой непрерывной работе. Уход за бензогенератором несложен и не требует регулярного техобслуживания. Нужно только проверять уровень и менять масло, да подзаряжать аккумулятор. Бензогенератор лучше эксплуатировать в помещении, даже при наличии защиты от осадков. Частый запуск двигателя при 30-40-градусном морозе приводит к его быстрому износу.

Бензиновые генераторы могут оснащаться двухтактным или четырёхтактным двигателем. В двухтактных двигателях бензин необходимо самостоятельно перемешивать с маслом. При дискретной работе электрогенератора по 2–3 часа моторесурс таких двигателей не превышает 500 часов. Они подойдут для небольшого дома при скромных «запросах» по мощности. Для продолжительной ежедневной эксплуатации (около 8 часов при 100% -й нагрузке) необходимо использовать электрогенераторы с четырёхтактным двигателем. Они оснащены системой автоматической остановки при понижении уровня масла. При нагрузке в 75% генератор может работать круглосуточно. Для резервного или аварийного питания среднего загородного дома без особых электроёмких «изысков» достаточно генератора мощностью 5–6 кВт. В качестве основного источника питания и при требуемой мощности свыше 10 кВт используют дизельные варианты двигателей.

Дизельные электрогенераторы дороже бензиновых аналогов, но экономичнее их в эксплуатации и обладают большим ресурсом. В сравнении с бензогенераторами «дизели» менее пожаро- и взрывоопасны. При этом дизельный мотор требует более тщательного обслуживания и культуры эксплуатации, иначе дорогой ремонт сведёт на нет всю его экономичность.

Энергетическая компания "Бриз Моторс" Дизельные электрогенераторы могут быть оснащены высокооборотными (частота вращения около 3000 оборотов в минуту) и низкооборотными двигателями (порядка 1500 оборотов в минуту). Первые – более шумные, имеют повышенный расход топлива и обладают меньшим моторесурсом, поэтому и стоят недорого. Период безостановочной работы этих двигателей не превышает двух дней. Охлаждение двигателя дизельгенератора бывает воздушным или водяным. Маломощные (до 10 кВт) резервные источники питания имеют воздушное охлаждение. Оно позволяет агрегату не перегреваться, не выходить из строя, однако он более шумный. Бензогенератор сравнимой мощности издаёт меньше шума и дешевле.

Низкооборотные двигатели обладают большой мощностью и, соответственно, высокой ценой. Генераторы, оснащённые подобными двигателями, способны работать круглосуточно. Охлаждение такого аппарата воздушным способом чревато перегревом, а вот использование антифриза обеспечивает меньший уровень шума и более расширенный диапазон рабочих температур.

А у нас на даче – газ!

Газовый электрогенератор обладает повышенным моторесурсом, поскольку при сгорании газа образуется меньшее количество твёрдых частиц и золы, которые вызывают износ двигателя, также газ почти не вызывает коррозию металла.

Газовые электрогенераторы могут работать на природном магистральном газе и на сжиженном (пропан-бутан). Преимуществом, безусловно, будет наличие централизованного газоснабжения, но в любом случае производимая электроэнергия имеет низкую себестоимость. Стоимость вырабатываемой электроэнергии при использовании сжиженного газа в 1,5–2 раза ниже, чем при использовании дизельного топлива, и в 2–2,5 раза ниже, чем у бензиновых генераторов. А в случае подключения электрогенератора к магистральному газопроводу отпадает необходимость в специальных ёмкостях для хранения топлива.

Продолжительность работы газового генератора на одной заправке гораздо дольше, чем у бензиновых или дизельных электрогенераторов. Единственный минус – первоначальные траты на дорогостоящее оборудование, расходы по монтажу и вводу в эксплуатацию. Нивелирует «сожаление» по этому поводу когенерация газопоршневых установок – процесс производства генератором одновременно электрической и тепловой энергии. То есть генерирование электроэнергии сочетается с утилизацией тепла, выделяемого при работе электрогенераторов.

Сделаем двигатель лучше!

Что касается различных дополнительных опций, с помощью которых совершенствуется работа генераторной установки, то следует учитывать связанную с этим стоимость электростанции. В случае использования электрогенератора в качестве источника питания возможны различные способы запуска аппарата в работу.

При ручном запуске используется трос и механический стартер. Генераторы с ручным запуском стоят дешевле, но это не всегда удобно. Электростарт – запуск ключом зажигания посредством электрического стартера. Оба вида максимально надёжны и гарантируют успешный пуск даже в холодное время. Электрогенераторы также могут быть оснащены системами автоматического запуска: при отсутствии напряжения в сети система автоматически запускает генератор, а когда подача электроэнергии возобновляется снова – отключает.
Ручной режим управления генератором требует постоянного присутствия домовладельцев или обслуживающего персонала. Система автоматического управления даёт возможность осуществить включение и отключение электрогенератора без участия человека. Так, скажем, особые качества газовых двигателей – полностью электронные системы управления и регулирования оборотов, что гарантирует пониженный расход топлива и количество вредных выбросов газогенератора, благодаря более точному управлению регулировкой и длительностью впрыска.

Дополнительные опции для электростанции можно сравнить с дополнительными опциями для автомобиля (например, отопитель WEBASTO используется как на автомобилях, так и в дизельгенераторах), – дополняет Ф. Ю. Врацких, генеральный директор Энергетической Компании «Бриз Моторс». – Всё дело в уровне комфорта, на который вы готовы потратиться. Но есть обязательные опции – это сепаратор топлива, очищающий дизель от примесей, он сэкономит деньги клиента и продлит срок службы электростанции. Без подогревателя охлаждающей жидкости – запуск в зимнее время может быть проблематичным, особенно в холодные зимы, поэтому эту опцию мы также рекомендуем для электростанций в кожухе, которые планируется эксплуатировать на улице.

Системный подход

В целях экономической целесообразности нередко монтируют целую энергосистему, когда несколько генераторов меньшей мощности объединяют в единую сеть. Принцип работы такой системы – во время режима низкого электропотребления будет работать один генератор, при повышении нагрузки включится второй, а затем и третий.

Дело в том, что оптимальная нагрузка на генератор колеблется в пределах 70–90%, снижение её до 50% нежелательно, и совершенно недопустимой является загрузка по мощности ниже 30%. В то же время многие производственные процессы предполагают существенные колебания потребляемой мощности даже в течение суток. Синхронизация двух и более генераторов в единую установку даёт возможность работы в параллельном режиме на общую нагрузку. Очевидно, что в этом случае включение и отключение генераторов производится автоматически, в зависимости от изменения величины потребляемой мощности. Управление генераторами осуществляется с помощью программируемых контроллеров.

Lombardini, Honda, Subaru, Isuzu, Ford?

На современном рынке представлено множество генераторов различных производителей. Среди существующего разнообразия фирм самый высокий ресурс у двигателей Honda, Robin Subaru и Briggs&Stratton. Менее распространены Yamaha и Kubota, поэтому эти компании не имеют развитой сервисной базы. Перечисленными двигателями оснащаются и бензиновые, и газовые электрогенераторы (к примеру, Russian Engineering Group). В то же время ряд отечественных производителей конструирует двигатели с системой инжекторного впрыска топлива. Двигателями Isuzu, Ford и General Motors комплектуются газопоршневые электростанции FG Wilson.

Лидер среди производителей маломощных дизельных электрогенераторов – японская компания Yanmar, а более мощные генераторы производят Lombardini, Hatz и Ruggerini. Недостатком этих брендов можно считать прихотливость моторов к качеству топлива. А ведь у нас, зачастую, низкое качество бензина и ГСМ.
Известны также двигатели Mitsubishi, John Deere, Perkins, SDMO и Pramac. К сожалению, и в мире генераторов есть китайские и турецкие подделки, качество сборки которых дискредитирует марку. В то же время турецкая компания GenPower оснащает свою продукцию двигателями тех же Perkins и Briggs&Stratton. Есть и качественные «китайцы» – ZenSheng, Кipor, Loncin, Lifang, Changfa, Kama, Lautop.

Ветер знает, где его искать...

Ветровой генератор представляет собой конструкцию, закреплённую на бетонном фундаменте и состоящую из генератора с лопастями на мачте. Преобразование напряжения осуществляется с помощью контроллера и инвертора. Вращение ротора генератора происходит под действием подъёмной силы, возникающей при обтекании ветром лопастей. При этом генератор вырабатывает переменный нестабильный ток, который выпрямляется в контроллере. Постоянный ток контроллера предназначен для заряда аккумуляторов. Одновременно к аккумуляторам подключено другое устройство – инвертор, которое преобразует постоянное напряжение аккумуляторов в переменное однофазное напряжение 220 В 50 Гц или трёхфазное – 380/220 В.

Возможны различные варианты использования ветрогенератора: автономная работа с аккумуляторами, автономная работа плюс резервный дизельный (газовый или бензиновый) генератор, а также параллельная работа с централизованной сетью.

– Сегодня доля гидро- и ветрогенераторов на российском рынке энергетики крайне низка, так как данные источники требуют определённых условий эксплуатации, воды и ветра соответственно, – говорит генеральный директор Энергетической Компании «Бриз Моторс». – Газовые и дизельные электростанции отличаются большей автономностью и являются сегодня самыми востребованными автономными источниками питания. В обозримом будущем вероятность их вытеснения крайне низка, в том числе потому, что потребитель не готов к данному продукту и его проработка недостаточна для повсеместного использования. С экономической точки зрения окупаемость ветрогенераторов для загородных домов в центральном регионе РФ на сегодняшний день составляет 10 лет по сравнению с централизованным энергоснабжением.

Текст: Эдуард Доминов
Консультанты: Энергетическая Компания «Бриз Моторс», ООО «Север Энерго»

«Энциклопедия частного застройщика» 2011-2012