Выбираем генератор электроэнергии для дома

Мало кто обращает внимание на основу человеческого быта, развлечения и удобства. А ведь если подумать, и представить ситуацию, когда исчезнет электричество из окружения и жизни людей. Мгновенно все окажутся в каменном веке. Захочется поесть — нужно разжечь костер, на который еще и требуется собрать топливо. Помыться и постирать — нести воду. Стемнело — строгать лучины, и изготавливать свечи для освещения. Кроме того, продукты перестанут долго хранится — холодильники то не работают. То есть потребуется ежедневное нахождение пищи, и консервация ее в случае избытка. Да и уборка станет проблематичной, особенно в отношении предметов, создающих уют в помещениях — ковров, шкур, велюровых тканей и прочего, для ухода за чем используется пылесос.

Никаких ТВ, телефонов и компьютеров. Даже любимую передачу не посмотреть или новости. И все делать руками, никакой автоматики в случае отсутствия тока в розетке. Из этого следует простой вывод — основа комфортной жизни человека — электричество. Оно используется везде, от отопления домов до производства космических кораблей или иных материальных ценностей.

Конечно, в наше время особой проблемы с электроэнергией нет. По большей части жилого фонда, особенно городах, раскиданы снабжающие энергией бытовые и промышленные устройства сети передачи тока. С малонаселенными деревнями в глуши, дачными участками или отдельно стоящими домами все немного сложнее. Если линии и есть к такому загородному жилью, то они довольно-таки старые, часто ломаются, создавая промежутки, когда отсутствует электричество. В некоторые районы вообще нет подвода тока от центральных линий энергоснабжения.

Вот для таких случаев и становятся нужны отдельные генераторы тока. От них, на временной или постоянной основе, можно снабжать электроэнергией жилые строения, производства различного размера или оборудование критичных служб, включая медицинские и спасения.

Сам процедура получения тока выполняется многими методами, в основе которых лежат физические законы преобразования энергии одного вида в другую. Именно этим процессом и занимаются генераторы. Сейчас существуют устройства, конвертирующие энергию тепла, взаимодействия химических элементов, солнца или кинетики в электрический ток. К сожалению, генераторы первых двух видов обладают слишком низким коэффициентом полезного действия, чтобы их на данный момент, можно было принимать всерьез и использовать в качестве основы энергоснабжения. Хотя, в сравнении с остальными, они выигрывают в плане долговечности и экологической безопасности.

Последний тип генераторов более выгоден в плане исходных затрат на получение каждого киловатта электричества. Обладая высоким КПД, при дешевизне горючего, необходимого для их работы, и изначальной относительно не высокой цены самого оборудования, они полностью завоевали практически все ниши производства энергии. В сущности, кинетики, преобразующие движение в электроэнергию, применяются повсеместно. И даже генераторы, использующие силу ветра, движение воды или давление пара работают на той же основе.

Что касается получения электроэнергии в нуждах потребления своего, отдельно стоящего дома, — здесь можно воспользоваться как экологически чистыми методами ее производства, так и применением обычных генераторов, работающих на натуральных источниках горючего. В качестве последних, имеются в виду — газ, бензин, соляр или их комбинации. Именно этот вариант наиболее прост в запуске и подготовке к работе, к тому же обладает изначально не настолько высокой стоимостью, как экологически чистые аппараты генерации, преобразующие в ток тепло или свет.

Прежде чем делать выбор генератора для частного дома, рассмотрим все нюансы относительно их использования и необходимые характеристики.

Устройство генератора

Основа преобразования кинетической энергии в электричество была заложена еще в 1827 году, и впервые использовалась в аппаратах, созданными венгерским физиком Йедлик Аньош Иштваном. Принцип остался неизменен и в наше время, хотя технически, конечно, используются более продвинутые решения. Суть самого физического процесса — в магнитном поле происходит перемещение провода, на концах которого и образуется напряжение.

Для подъема частоты движения, а соответственно и увеличение генерации тока, разработали более продуктивные способы преобразования магнитной энергии в электрическую.

Проводник собирается в катушку со многими оборотами. Она сама размещается на подвижный шкив, с направлением своих полюсов на постоянные закрепленные магниты всей системы. При вращении, каждая обмотка, много раз проходит через магнитное поле, производя на своих концах электроэнергию.

В генераторах, предназначенных для домашнего или промышленного устройства движение вала задается бензиновым, дизельным, газовым, ветряным или турбинным двигателем.

Фазы питания

Исторически сложился переход с постоянных токов питания на переменные для снабжения энергией всей бытовой электроники. Такой вид выработки уменьшает сопутствующие расходы на изначальную стоимость топлива используемом в генераторе, и дальность передачи напряжения без потерь. Для переменных токов она больше, чем у постоянных.

В любом генераторе существует три фазы напряжения. Каждая из которых, по частоте повтора повернута, как бы на 120 градусов относительно других. Естественно, напряжение между нулем и каждой фазой — 220 В. А вот между двумя питающими контактами оно составит целых 380 В.

Зачем вообще нужны три фазы? Для подключения более мощной нагрузки, вплоть до промышленного оборудования. В случае использования одной, подключение мощностей более 10 кВт нецелесообразно. Связано это непосредственно с требуемой толщиной фазовой линии. Для 15 кВт она должна быть диаметром 10 мм, при том что состоять из чистой меди. Запредельную стоимость такого проводника можно прикинуть исходя из его требуемой длины. Что касается трехфазового питания, — оно ограничивается только пиковой мощностью генератора. Единственное, чем руководствуются при монтаже таких схем — распределением нагрузки приблизительно равными частями на каждую из фаз. В реальности, для частного домовладения это выглядит так: на одну фазу закрепляют отопление, на вторую свет во всем жилище и тэны, обеспечивающие снабжение горячей водой, на третью розетки и кухонное оборудование.

Расчет потребления

Ответ на вопрос как выбрать генератор, непосредственно зависит от характеристик устройства и конкретных запросов в питании его потребителей. Что касается последнего, — для расчета берется пиковые запросы энергетической сети. Или говоря по-другому — сумма ватт всех ламп, холодильников, печек, водонагревателей, отопительных систем, и других часто используемых электроприборов. Распишем пример для небольшого дома с двумя комнатами, прихожей, кухней и ванной.  Не забудем электрическое отопление, тэны, стиральные машины, уличное освещение, насосы водоснабжения и подвал. Расчет будет проводиться в разрезе экономичных ламп, как наиболее дешевых источников освещения. Кроме того, в приведенной таблице количество ватт указано в объеме, затрачиваемом за час работы. И так:

Для снабжения энергией среднестатистического небольшого дома, в котором включены абсолютно все электроприборы, генератор должен выдать мощность 17–18 КВт/час. Подобное оборудование выработки тока, хоть и покрывает полностью все энергетические потребности владельца, тем не менее стоит очень дорого. Цена порядком доходит и до трети миллиона рублей.

Как экономить

Здесь есть маленький фокус, который может порядком уменьшить изначальную стоимость оборудования генерации. Он заключается в совместном использовании системы выработки энергии с емким аккумулятором. Все дело в том, что высчитанные результаты касаются единовременного пикового потребления, которого практически никогда не бывает. Холодильники, тэны, утюги, печки, чайники работают какое-то время, затем отключаются. В эти моменты генератор для дома свободен от нагрузки и может снабжать энергией других потребителей. К примеру, аккумулятор. Который, в свою очередь, включится в работу и начнет отдавать накопленный заряд, в моменты пикового включения устройств в электрическую сеть.

Такая система даст и экономию топлива. Часто можно заметить, что в период большой нагрузки, двигатель внутреннего сгорания находящийся в генераторе, добавляет оборотов, чтобы компенсировать потери мощности. Соответственно и быстрее расходуется горючее. Предложенная система будет сглаживать скачки за счет накопленного заряда в периоды простоя, уменьшая износ техники и снижая трату топлива.

Для расчета нужной мощности в данном случае, будет использоваться суточный расход энергии каждого устройства домашней сети электропитания.

Результат был бы ужасен, если забыть, что речь идет о полноценных сутках. В часовом понимании требуемая мощность генератора составила бы (достаточная для подзарядки аккумулятора и снабжения того, что требуется на текущий момент) — 1758 Вт, или с учетом потерь и возможной срочной необходимости — +15–25% — 2200 Вт/ч. Вот, приобретение такого аппарата, уже выглядит более похожим на реальность. В среднем, можно подобрать такую модель стоимостью до 15000 рублей.

Конечно, в случае применения аккумулятора, цена запуска содержит покупку его самого, конвертера тока и контроллера заряда соответствующих требуемым запросам мощности. Но в результате сумма будет намного меньшей, чем при приобретении полноформатного генератора.

Что касается генераторов для дачи, — их использование само по себе экономно. Здесь не нужны дополнительные системы, высокие мощности или длительное время работы. Достаточно взять самое простое и маленькое устройство генерации тока 220 В, с бензиновым двигателем.

Важные характеристики

Самые распространенные бытовые генераторы используют для своего питания дизельное топливо, бензин и газ. Есть и комбинированные их варианты. Главное между ними различие — в цене полученного киловатта и времени работы, которые непосредственно зависят от используемого топлива. Если брать за основу бензиновый генератор, который изначально более дешев, чем остальные их виды, то он, в среднем тратит 0.5 литра горючего для выработки каждой тысячи ватт. То есть, если судить по текущим ценам — 1 КВт обойдется, при использовании Аи-80, в 20 рублей. С газовыми или комбинированными, для генерации киловатта, потребуется чуть более 21 рубля. Если вопрос звучит, как выбрать дизельный генератор для уменьшения стоимости выработки, то ничего не получится. Цена кВт/ч находится в тех же пределах и составляет 23 р.

Основная разница в генераторах, кроме цены и вырабатываемых фаз, заключается в системе охлаждения и времени беспрерывной работы. На последнюю характеристику обязательно нужно обращать внимание при покупке его для системы энергоснабжения дома. Более простые, имеют ограничение на длительность непрерывного функционирования. По окончании отведенного времени, такой генератор нужно заглушать и давать ему остыть. Этого минуса лишены чуть более дорогие системы, оснащенные вентилятором, который в принудительном порядке обдувает устройство, охлаждая его. Кроме воздушного применяется и жидкостный отвод тепла, но цена таких генераторов намного выше.

Еще один нюанс касается частого включения в описания моделей аппаратов, производящих энергию, такого названия, как «инверторный генератор». В сущности, на выходе он дает такой же переменный ток, как и все остальные виды. Но есть маленькая разница. Внутри устройства, специальный блок производит изначальное выпрямление напряжения, идущего от электрогенератора, потом сглаживает пики и скачки тока, и в конце через блок преобразования контролируемого микропроцессором, выдает точные 220 В/50 Гц с синусоидой правильной формы.

Важной характеристикой, кроме перечисленных, при выборе служит система запуска. Есть и ручные и автоматические стартеры. Последние позволяют запустить генератор нажатием всего одной кнопки.

Не лишним будет обратить внимание на наличие звукоизоляционного и защитного от условий внешней среды корпуса. От этого параметра непосредственно зависит то место, где можно разместить генератор. Бескорпусные монтируются только под крышей и в достаточно звукоизоляционном помещении.

В таких случаях, при всех их плюсах придется дополнительно придумывать хорошую вентиляцию вокруг генератора и систему вывода отработанных газов. Если корпус присутствует на устройстве, то размещать его можно и на улице, связав проводами с потребителями. Единственный вопрос в таких случаях встает насчет уровня шума. В документации к генератору всегда указана эта характеристика, при работе аппарата, в децибелах.  Для лучших бензиновых, дизельных или газовых генераторов значение не превышает 60–75 дБ. Оценить уровень шума поможет сравнение. Нормальный разговор идет с силой 45 дБ. Крик и хохот — 75 дБ. Уровнем 90–100 дБ можно охарактеризовать звук, издаваемый вагонами железной дороги, слышимый при нахождении от них не далее, чем в 7 метрах. 110 дБ — вертолет, 120 дБ — отбойный молоток (вблизи). Если громкость генератора выше, то нужно проверить, а не взлетающий самолет ли это? Дело в том, что большая сила звука уже превосходит болевой порог человека.

Рекомендации по выбору

Сложно дать конкретные рекомендации по генераторам. Все представленные на рынке качеством, вне зависимости от страны производства, достаточно хороши. Если обратить внимание на рейтинг дизельных генераторов, и почитать отзывы о них, то оборудование славится своей надежностью. С другой стороны, цена на них намного больше, чем на газовые и бензиновые. Последние два вида дешевле, но некоторые из них работают только ограниченное время. Беря во внимание все вышесказанное, ответить на вопрос какой генератор лучше бензиновый, газовый или дизельный сложно. Конкретная рекомендация будет звучать так — хорош тот, на который хватит денег. Более дорогие имеют и лучшее качество сборки, и поддержку производителя. В случае более дешевых — как повезет.

К примеру, лучшим среди бензиновых до 5 кВт по мнению людей считается CHAMPION GG6500, который при должном уходе считается «не убиваемым». Его цена не слишком кусается — 32100 рублей, за спокойствие и наличие света в доме.  Для большей мощности подойдет Daewoo Power Products GDA 8500E, но и он не лишен недостатков. Цена находится в районе 64000 рублей.

Если ваш взгляд упал на инверторную модель, то Patriot 3000i подойдет в самый раз, его даже можно брать с собой в поход, данная модель считается самой экономичной, но каждые 5–6 часов требуется его отключать, чтобы охладить. Данный аппарат можно забрать себе за 45300.

Для тех, кто любит дизель больше, а подключаемая нагрузка у них ниже 3 кВт DDE DDG3300E станет настоящим спасением, идеально подходит для дачного домика, а на полном баке спокойно проработает 10 часов. Цена доходит до 32500 рублей.

Тем, кто все-таки любит помощнее, то Daewoo Power Products DDAE 10000DSE-3 и тут смог стать лучшим, выбор фаз, низкий шум, встроенное зарядное устройство обязательно порадует автолюбителей, которые хотят зарядить севший аккумулятор. Но и цена с таким монстром не маленькая до 119000 рублей, конечно, если вас не интересует самое лучшее, есть модели и попроще до 62000.

Так что, если со всеми параметрами вы определились, то можно спокойно выбирать, тот генератор, который будет подходить вам и вашему дому по финансам.

Что касается всего остального, — запчасти доступны для всех моделей, с топливом тоже проблем нет. Здесь, наверное, главной рекомендацией станет наличие принудительного воздушного или водного охлаждения, возможность круглосуточной работы и автоматическая система запуска. Последняя не только выручит при старте самого генератора, но и позволит интегрировать его в качестве резервного питания к основной сети снабжения электроэнергией. Что касается количества исходящих фаз, — для домовладения с отоплением на основе угля, газа, дров или иного натурального горючего — достаточно и одной шины питания. Если для обогрева используется электричество, тогда нужен трех фазовый генератор. Правда, в случае его использования возникнет иной минус — если применять агрегат вместе с системой аккумуляторной поддержки, описанной ранее, то понадобится такую конструкцию утроить. То есть использовать отдельные инверторы, контроллеры и аккумуляторы, для каждой исходящей линии.

Монтаж и подключение к дому

Ну и наконец, практическое подключение к жилому фонду. Вначале выбирается расположение генератора, с учетом особенностей его конструкции — на улице, в служебных зданиях (сараях, подвалах, пристройках) или в самом доме. От этого зависит расположение контактных проводов, идущих к потребителям. В случае внешней дислокации, кабель от генератора протягивают от места размещения, до уровня перехода самого дома в крышу. И уже оттуда, спускают шины до щитка, от которого и идет разводка к всем потребителям.

При расположении генератора в доме, монтаж проводки до распределительной коробки выполняют внутри помещений. В обязательном порядке для последнего случая, необходимо предусмотреть вентиляцию служебной комнаты и удлинение вывода выхлопной системы самого аппарата до улицы. Не выполнение этого правила, может привести к потере сознания человеком при работе двигателя, от скопившихся в воздухе углекислого и угарного газа, с последующим летальным исходом.

Схема подключения трех фазового генератора:

Номиналы автомата отключения выбираются в зависимости от планируемой нагрузки, рекомендуется 40–63 А. Желательно вместо него выбирать УЗО с соответствующими характеристиками, обеспечивающее лучшую защиту.

Подключение однофазного проще в том, что надобности в соединении множества проводов нет. Вот только про толщину кабеля силовой линии забывать не нужно — она должна соответствовать пиковой нагрузке, иначе есть шанс возгорания или оплавления канала движения тока.

Автомат, как и в предыдущем случае, нужно выбирать по характеристикам в зависимости от подключаемых потребителей.

Ну, и наконец, схема с использованием вспомогательного аккумулятора, подключаемого к бензогенератору, дизелю или газовому производителю электроэнергии.

Емкость аккумулятора рассчитывается согласно суточной потребности в энергии. Применяются батареи на 12 или 24 В. Характеристики инвертора и контроллера должны соответствовать используемому напряжению резерва. Кроме того, первый из них, обязан выдерживать прохождение токов той мощности, на которую в общем ориентирована вся система.

Видео по теме