Автономное электроснабжение частного дома своими руками - Андрей Кашкаров

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.