Андрей Кашкаров - Автономное электроснабжение частного дома своими руками
В качестве первичного двигателя используется карбюраторный двигатель внутреннего сгорания (далее – ДВС) с внешним смесеобразованием и искровым зажиганием. Часть энергии, которая выделяется при сгорании топлива, в ДВС преобразуется в механическую работу, а оставшаяся часть в теплоту. Механическая работа на валу двигателя используется для выработки электроэнергии генератором электрического тока.
Топливо для бензогенератора – высокооктановые сорта бензина (А92, А95).
Применение антидетонационных присадок, смесей бензина со спиртами и пр. возможно только по согласованию с производителем. Конкретный состав и другие характеристики топлива, используемого для работы электростанции, определяет производитель двигателя.
Бензиновый генератор – это источник электроэнергии относительно небольшой мощности. Она подойдет в том случае, если планируется осуществлять резервное, сезонное или аварийное энергообеспечение объекта.
Внимание, важно!
Подобные агрегаты обычно имеют меньший ресурс (3500…5000 моточасов в реалии, хотя эти данные еще пару лет назад производители перестали указывать в паспортных данных) и мощность по сравнению с дизельгенераторами, однако более удобны в эксплуатации за счет меньшего веса, габаритов и уровня шума при работе. Варианты использования и исполнения бензиновых электростанций: в качестве резервного источника электроснабжения малой мощности в стационарном исполнении, в качестве единственно возможного источника при проведении аварийно-спасательных и ремонтных работ, работ, выполняемых в полевых условиях и на удаленных объектах, для обеспечения электроэнергией различного рода передвижных объектов в носимом или мобильном исполнении.
Поэтому бензиновая электростанция идеальный выбор для собственников малых предприятий (бензоколонка, магазин, коммерческая палатка, автовладельцы, владельцы личного подсобного хозяйства – ЛПХ), владельцев загородных домов, туристов, строительных бригад, телекомпаний и других желающих иметь автономный источник энергоснабжения небольшой мощности. Компактная и надежная, экономичная и малошумная автономная бензоэлектростанция возьмет на себя решение проблем с энергообеспечением.
Основные средние характеристики бензоэлектроагрегата
Основные средние характеристики бензоэлектроагрегата:
Удельный расход топлива, кг/кВт/ч – 0,3…0,45
Удельный расход масла, г/кВт/ч – 0,4…0,45
КПД, % – 0,18…0,24
Диапазон мощности бензоэлектроагрегатов кВт – 0,5…15,00
Допустимое напряжение, В – 240/400
Диапазон рабочих режимов, % от ном. Мощности – 15…100
Требуемое давление газа, кг/см² – 0,02…15
Ресурс до текущего ремонта (не менее), тыс. ч. – 2,5–4,0
Ресурс до капитального ремонта (не менее), тыс. ч. – 6,0…8,0
Затраты на ремонт, % от стоимости –5…20
Вредные выбросы (СО), % – 2,55
Уровень шума на расстоянии 1 м (не более), дБ 80.
Сравним эти параметры с конкретной бензоэлектростанцией Hammer GNR 800A, в течении двух лет активно эксплуатируемой автором.
Вот эти технические характеристики
бензоэлектростанции GNR 800 A:
• Устойчивый выход напряжения
• Пониженный уровень шума
• Компактный дизайн
• Возможность зарядки 12В аккумуляторов Максимальная выходная мощность 0,8 кВА
• Номинальная выходная мощность 0,75 кВА
• Характеристики переменного тока 50Гц – 230В
• Характеристики постоянного тока (отдельный выходной разъем) 12В – 3А
• Тип генератора: бесщеточный, однофазный
• Тип двигателя 2-х тактный, одноцилиндровый, с воздушным охлаждением
• Рабочий объем цилиндра 63 см³
• Степень сжатия 8,5/1
• Топливо: автомобильный бензин АИ-92 в смеси с 2-х тактным маслом (смесь в пропорции частей масло-бензин 1/50)
• Емкость топливного бака 4,5 л
• Номинальная продолжительность работы в непрерывном режиме 6 ч.
• Пусковая система: стартер с отдачей (по тому же принципу, что и бензопила и «бюджетный» лодочный мотор)
• Масса нетто/брутто 18/19 кг
• Габаритные размеры 385×320×330 мм
Основные достоинства бензиновых электростанций
Основные достоинства бензиновых электростанций:
• относительно низкая стоимость оборудования по сравнению с дизельными и газовыми электростанциями;
• компактность и хороший показатель соотношения массы оборудования к величине вырабатываемой энергии;
• легкий пуск в условиях низких температур;
• невысокий уровень шума электростанции;
• простота эксплуатации.
3.2.2. Как выбрать генератор (электростанцию)
Рассмотрим генераторные устройства с ограниченной выходной мощность до 15кВА и обычными (бензиновыми или дизельными) моторами.
Основой любой мини-электростанции (или генераторной установки) является двигатель-генераторный агрегат, состоящий из дизельного или бензинового двигателя и электрического генератора.
Двигатель и генератор напрямую соединены между собой, и укреплены через амортизаторы на стальном основании. Двигатель оснащен системами (запуска, стабилизации частоты вращения, топливной, смазки, охлаждения, подачи воздуха и выхлопа), обеспечивающими надежную работу электростанции. Запуск двигателя – ручной или с помощью электростартера или автозапуск, работающего от стартерной 12 В аккумуляторной батареи.
В двигатель-генераторном агрегате используются синхронные или асинхронные самовозбуждаемые бесщеточные генераторы.
Электростанция также может иметь панель управления и устройства автоматики (или блок автоматики), с помощью которых осуществляется управление станцией, контроль за ее состоянием, и защита от аварийных ситуаций.
Максимально упрощенный принцип действия мини-электростанции состоит в следующем: мотор «преобразует» топливо во вращение своего вала, а генератор с ротором, связанным с валом двигателя, по закону Фарадея преобразует обороты в переменный электрический ток.
На самом деле не все так просто, и есть ряд особенностей. Зачастую происходят странные, на первый взгляд, ситуации, когда, например, при подключении обыкновенного «погружного» насоса типа «Малыш» с заявленной потребляемой мощностью 400 Вт или НБЦ-0,55 (с мощностью всего 550 Вт) к мини-электростанции 2,0 кВА, насос отказывается работать. Ниже краткие рекомендации, которые помогут правильно ориентироваться при выборе станции.
Требуемая мощность электростанции
Для решения этой проблемы сначала необходимо определить приборы, которые планируется подключить, в основном это – активные нагрузки.
Активные нагрузки
Самые простые, вся потребляемая энергия преобразуется в тепло (освещение, электроплиты, электронагреватели и другие). В этом случае расчет прост: для их питания достаточно агрегата с мощностью, равной суммарной мощности нагрузки.
Реактивные нагрузки
Все остальные нагрузки, включая телевизоры и электродвигатели. Они, в свою очередь, подразделяются на индуктивные (катушка, дрель, пила, насос, компрессор, холодильник, электродвигатель, принтер) и емкостные (блок питания с балластным конденсатором на входе).
У реактивных потребителей часть энергии расходуется на образование электромагнитных полей. Показателем меры этой части расходуемой энергии является так называемый cos. Мощность, деленная на cos, даст «реальное» потребление мощности.
Внимание, пример
Пример: если на дрели написано 500 Вт и cos=0,6, это означает, что на самом деле инструмент будет потреблять от генератора 500:0,6=833 Вт.
Надо иметь в виду также следующее: каждая электростанция имеет собственный cos, который обязательно нужно учитывать. Например, если он равен 0,8, то для работы вышеназванной дрели от электростанции потребуется 833 Вт/0,8 = 1041 ВА.
Именно по этой причине грамотное обозначение выдаваемой электростанцией мощности ВА (вольт-амперы), а не Вт (ватты).
Высокие пусковые токи
Любой электродвигатель в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в штатном режиме. Стартовая перегрузка по времени не превышает долей секунды, поэтому главное – чтобы электростанция смогла ее выдержать, не отключаясь (автоматом защиты) и, тем более, не выходя из строя.
Обязательно необходимо знать, какие стартовые перегрузки способен выдержать тот или иной агрегат. Из-за высоких пусковых токов самыми бесполезными для рачительного хозяина приборами являются те, у которых отсутствует холостой ход.
Работа сварочного аппарата с точки зрения мини-электростанции, выглядит как банальное короткое замыкание. Поэтому для их энергоснабжения рекомендуется использовать специальные генераторные установки, либо использовать «посредника» – сварочный трансформатор. У «погружного» насоса потребление в момент пуска может подскочить в 7–9 раз; поэтому маломощная бензоэлектростанция в данном случае почти бесполезна.
