Автономные электростанции

Отопительное оборудование и инженерные системы | №2 (57) '2012

Перебои в электроснабжении, к сожалению, не являются редкостью в сельской местности на территории нашей страны. Оперативно восстановить освещение в доме, спасти продукты в холодильнике или помочь досмотреть телепередачу — на все это и многое другое способен автономный электрогенератор.

  • © Fubag

  • © SDMO

Электрогенератором называется агрегат, преобразующий какую-либо энергию в электрическую. При значительных масштабах, то есть необходимости обеспечения автономного электропитания, например, для коттеджного поселка или предприятия, работающего вахтовым методом, помимо мощных дизельных электростанций могут применяться газопоршневые — разумеется, только там, где есть магистральный или хотя бы сжиженный газ в необходимых количествах. В бытовых же условиях наибольшей популярностью пользуются дизельные генераторные установки (ДГУ) и их бензиновые аналоги (БГУ).

Рассматриваемые генераторы удобны тем, что могут работать как простой, компактный и мобильный резервный (реже — постоянный) источник электропитания в населенных пунктах, где централизованное энергоснабжение является нестабильным и осуществляется с перебоями. Единственным необходимым условием их функционирования является наличие достаточного количества топлива.

Характеристики

  • © Honda

  • © Honda

  • © Hitachi

Основным узлом ДГУ и БГУ выступает двигатель внутреннего сгорания (ДВС), вращающий ведущий вал генератора, который преобразует механическую энергию в электрическую. В качестве соединительного элемента здесь применяется виброизолирующая муфта, гасящая взаимную несоосность упомянутых компонентов устройства. Соответственно в бензиновых агрегатах топливом для ДВС служит бензин (в четырехтактных моделях) или его смесь с машинным маслом (в двухтактных аналогах), а в дизельных — солярка.

ДГУ и БГУ, которые нередко называют дизельными или бензиновыми электростанциями, различаются еще и по вариантам исполнения. Они могут быть открытыми, то есть все их узлы монтируются на раме без использования кожухов, капотов и навесов, — эта компоновка характерна для маломощных устройств. Их рекомендуется размещать в сухих, хорошо проветриваемых помещениях, на твердом ровном (например, бетонном) основании, вдали от легковоспламеняющихся предметов и материалов.

Установки другого типа оснащаются шумозащитными кожухами, благодаря которым автономные генераторы (как правило, обладающие высокой мощностью) становятся заметно более тихими в работе. Однако основная роль в системе шумоподавления всех подобных агрегатов все же отводится глушителям.

В соответствии с техническими характеристиками, определяющими вес, габаритные размеры и способ монтажа электростанции на месте ее эксплуатации, выделяют портативные (переносные либо мобильные) и стационарные модели. Многие крупные производители ДГУ и БГУ выпускают подобные устройства в контейнерном исполнении.

Мощные, в большинстве случаев дизельные, электрогенераторы помещаются в специальный контейнер, который не только обеспечивает шумоизоляцию, но и защищает агрегат от осадков, повышая безопасность его эксплуатации. Конструкция оборудуется системами вентиляции и пожаротушения, а также соответствующей автоматикой, помимо всего прочего предусматривающей возможность дистанционного управления установкой и ведения электронного протокола ее работы.

Различаются генераторы и по способу включения. Существует несколько вариантов: вручную при помощи троса («пускача»), посредством электрического стартера (он работает от аккумулятора) — нажатием на кнопку либо поворотом ключа, или за счет контроллера, который отслеживает наличие напряжения в сети и при его исчезновении отдает команду на запуск агрегата. Выбирая между бензиновой или дизельной моделью генератора, следует учитывать, что оба типа приборов обладают определенными особенностями, преимуществами и недостатками.

В чем различия

  • © Briggs & Stratton

  • © SDMO

  • © SDMO

  • © Honda

По сравнению с дизельными аналогами бензиновые генераторы, представленные на рынке, обладают меньшими габаритами, массой и, что немаловажно, стоимостью. Правда, легкость и компактность обуславливают более низкую (до 15 кВт) мощность установки.

Существенное преимущество БГУ перед ДГУ — в открытом исполнении: в холодное время года их запуск проходит намного проще даже при минус 20°C, в то время как возникновение проблем с дизелем не исключено уже при минус 5°C. Работа бен­зинового генератора сопровождается меньшим шумом, причем он может функционировать с минимальной электрической нагрузкой, тогда как для ДГУ она должна составлять не менее 40%. К слабым сторонам БГУ относят их относительно невысокий ресурс, составляющий до 4–5 тыс. моточасов, и необходимость довольно частого проведения технического обслуживания. Колебания напряжения на выходе этих электростанций составляют 10%, а частоты — 4% от номинального значения.

Как уже отмечалось, бензиновые генераторы комплектуются двух- или четырехтактными двигателями. Первый вариант характеризуется наиболее низкой стоимостью: такие установки работают в среднем по 1000 часов, после чего ДВС нуждается в капитальном ремонте, а их надежность напрямую зависит от точности соблюдения пропорций при смешивании бензина со специальным маслом для двухтактных двигателей. Однако указанный ресурс выглядит вполне достаточным, если агрегат будет использоваться в качестве резервного источника питания на случай отключения централизованного энергоснабжения, то есть сравнительно редко и недолго. К примеру, если он применяется 10 раз за год по 2 часа, то теоре­тически сможет прослужить порядка 50 лет.

В свою очередь, бензиновые генераторы с четырехтактным двигателем более долговечны и рассчитаны на 2500–5000 моточасов. Кроме того, здесь не нужно добавлять масло в бензин, хотя надежность и стабильность работы установки также зависят от качества топлива.

Масса однофазной БГУ на 1,5–2,5 кВт составляет всего 20–50 кг (в зависимости от наличия и состава шумозащитных приспособлений), ее будет несложно транспортировать на легковой машине при выезде на еще не электрифицированную дачу. Как правило, мощности такого агрегата достаточно для удовлетворения бытовых нужд, в том числе питания электрических газонокосилок, водяного насоса либо других маломощных электроприборов. Аналогичная установка на 4–5 кВт весит уже 60–110 кг и обладает более крупными размерами, однако и она остается вполне мобильной. Помимо перечисленного такое устройство в состоянии обеспечить работу большинства электроинструментов, в том числе сварочного аппарата с электродом сечением до 3 мм.

Большие возможности

  • © Honda

  • © Honda

  • © SDMO

Дизельные генераторы, как правило, мощнее бензиновых аналогов. Портативные аппараты этого типа работают в диапазоне 3–25 кВт, а стационарные — 5–40 кВт и даже выше. К их неоспоримым достоинствам также относятся более стабильная работа и значительный эксплуатационный ресурс, у разных моделей составляющий от 4 тыс. до 40 тыс. часов. Отклонения величины выходного напряжения у ДГУ в среднем составляют всего 1%, частоты тока — 2,5%, а еще такие устройства менее пожаро­опасны, чем бензиновые.

Все дизельные генераторы построены на базе четырехтактных ДВС, различающихся системой охлаждения, которая бывает воздушной или жидкостной, и частотой вращения вала двигателя. Низкооборотные (1500 об/мин.) силовые агрегаты выигрывают у высокооборотных (3000 об/мин.) по надежности, ресурсу работы и уровню шума, при этом потребляя меньшее количество топлива. Все это позволяет использовать их даже для постоянного энергоснабжения дома.

Воздушная система охлаждения предус­мотрена в портативных маломощных (до 10 кВт) дизельных и бензиновых установках. Они не отличаются высокой износо-стойкостью, а эксплуатационный ресурс в данном случае составляет порядка 4 тыс. моточасов. Мощные (20–180 кВт и более) стационарные модели охлаждаются за счет жидкости, циркулирующей по специальным каналам внутри ДВС. Даже в круглосуточном режиме эксплуатации их хватает в среднем на 40 тыс. часов, что делает подобные устройства наиболее пригодными для обеспечения полной энергонезависимости как отдельных коттеджей, так и целых поселков.

Ведущие производители

На российском рынке можно найти множество марок бензиновых и дизельных генераторов: «Вепрь», «Энерго», «Калибр» (Россия), FG Wilson (Великобритания), Endress, Fubag, Eisemann, Geko (Германия), Hitachi, Honda, Makita (Япония), SDMO, Pramac (Франция), Gesan (Испания) и др. Большинство производителей не делают ДВС сами, а закупают их у других компаний, специализирующихся на подобной продукции, — например, Briggs & Stratton, Honda, Mitsubishi, Subaru-Robin и Perkins.

Отечественные дизельные электростанции комплектуются двигателями Ярославского моторного завода (ЯМЗ), Тутаевского моторного завода (ТМЗ), Заволжского моторного завода (ЗМЗ) и ГК «КамАЗ».

Согласно ГОСТ 305-82, на территории Российской Федерации вырабатывается дизельное топливо следующих марок: «Л» — летнее, «З» — зимнее, «А» — арктическое. Для летней разновидности солярки там же указывается температура вспышки, а для зимней — застывания.
К примеру, надпись «Л-0,2-40» обозначает летнее топливо с содержанием серы 0,2% и температурой вспышки 40°C, а «З-0,2-35» — зимнее горючее с таким же содержанием серы, застывающее при минус 35°C.

Газовый метод

В газифицированных районах для автономного энергоснабжения можно использовать электростанции на основе газопоршневых двигателей внутреннего сгорания, работающих на смеси газа с небольшим (в пределах 10%) количеством дизельного топлива. Подобные генераторы находят применение в качестве резервных и дополнительных источников энергии в загородных домах. К слову, установки небольшой (1–5 кВт) мощности могут работать даже от баллона со сжиженным газом, подключенного через редуктор. По аналогии с прочими рассмотренными типами газопоршневые агрегаты имеют одно- или трехфазную генераторную часть, которая может быть синхронной либо асинхронной.

Синхронные устройства обладают более высоким потенциалом мощности по сравнению с технически сложными, тяжелыми, весьма капризными и довольно дорогостоящими асинхронными, однако при определенных условиях и способах эксплуатации про­игрывают тем по качеству вырабатываемой электроэнергии. И все же в подавляющем большинстве стационарных установок применяются именно синхронные бесщеточные генераторы.

Одним из главных преимуществ газопоршневых агрегатов по сравнению с бензиновыми и дизельными аналогами является не ограниченное расходом топлива время работы при подсоединении к газовой магистрали. Служат такие генераторы на четверть срока дольше, чем БГУ и ДГУ, так как при сгорании голубого топлива образуется меньше твердых частиц нагара, вызывающих повышенный износ цилиндров и поршней двигателя. Окупаются данные установки достаточно быстро благодаря дешевизне горючего, в качестве которого может применяться природный, сжиженный, пиролизный, коксовый, попутный или рудничный газ, биогаз, а также топочный мазут, сырая нефть и др.

Газопоршневые генераторы выпускаются как в модульном исполнении — для стационарной установки в помещении, так и в контейнерном варианте — в качестве резервного, вспомогательного или основ­­ного источника энерго- и теплоснабжения небольших предприятий, отдельно стоящих зданий, дачных поселков и даже более крупных населенных пунктов.

Текст: Александр Преображенский

Поделиться:

Смотрите также

  • Дымоходы, дефлекторы, дымососы Отопительное оборудование и инженерные системы | №2 (57) '2012 Дымоходы, дефлекторы, дымососы

    Дымоходы — такие же важные составляющие тепловых установок, работающих на органическом топливе, как сами котлы, камины или печи. Поэтому совершенствование источников тепла, повышение требований к их техническим и потребительским качествам не могли не затронуть системы дымоотвода...

  • Перспективы производства и применения биотоплива Отопительное оборудование и инженерные системы | №1 (56) '2012 Перспективы производства и применения биотоплива

    Человечество привычно использовало биотопливо на протяжении всей своей истории. Но в последние десятилетия, столкнувшись с последствиями масштабного сжигания ископаемых энергоносителей и осознавая ограниченность их запасов, люди по-новому взглянули на этот ресурс. Биотопливо заняло свое место среди возобновляемых источников энергии наряду с солнцем, ветром, теплом недр земли...

  • Ошибки при сооружении дымоходов Отопительное оборудование и инженерные системы | №4 (54) '2011 Ошибки при сооружении дымоходов

    Часто при возведении дымоходов совершаются ошибки, которые могут стоить очень дорого и даже привести к непоправимым последствиям. Причем домовладелец замечает огрехи порой слишком поздно, когда начинает испытывать определенные неудобства при использовании печи или камина...