Автономное электроснабжение

Автономное электроснабжение
Частые перебои с электроснабжением вынуждают установить автономный источник
электричества. Как подобрать необходимое оборудование?
Домашняя электростанция: преимущества, основные характеристики
Автономные электростанции позволяют подавать электроэнергию без подключения к
централизованной электросети. Они не занимают много места, в некоторых моделях
предусмотрена система автоматического запуска с переключением потребителя на
электростанцию (автозапуск). В этом случае приблизительно через 20–50 секунд после
обесточивания электросети все включенные бытовые электроприборы могут быть вновь
"оживлены" домашней электростанцией, а при восстановлении централизованного
электропитания она автоматически отключится (с перерывом подачи напряжения в сеть
всего на 2–5 сек).
Домашняя электростанция состоит из двигателя внутреннего сгорания
(карбюраторного или дизельного), приводящего в действие генератор, который
вырабатывает электроэнергию (напряжение - 220 или 230 вольт; частота - 50 герц; сила
тока - от 4 до 40 ампер). Электростанции с карбюраторным двигателем работают на
бензине (обычно марки АИ 92), а с дизельным двигателем - на дизельном топливе. Самый
простой из используемых двигателей - одноцилиндровый двухтактный c воздушным
охлаждением, а самый сложный - дизельный двенадцатицилиндровый четырехтактный с
водяным охлаждением.
Электростанции различаются значениями рабочих параметров (мощности, ресурса,
экономичности и рядом других), размерами и удобством управления. Мощность их при
домашнем применении обычно не превышает 20 кВт. Нужно заметить, что бензиновые
электростанции имеют мощность от 0,35 до 11 кВт, в то время как дизельные - от 2,5 кВт
и выше.
Другой немаловажный параметр - ресурс гарантируемой безотказной работы до
первого капитального ремонта электростанции, измеряемый в моточасах. По нему
электростанции можно условно разделить на 3 группы - сезонные (с ресурсом от 500 до
1000 моточасов), робусты - только для питания бытовых электроприборов и
электроинструмента (с ресурсом от 1500 до 2500 моточасов) и долговременного
пользования (с ресурсом 3000 моточасов и более). Стоимость электростанции, как
бензиновой, так и дизельной, растет пропорционально ее ресурсу.
Третий рабочий параметр - расход топлива, выражаемый в литрах расходуемого
топлива за 1 час непрерывной работы двигателя или сокращенно - л/час. Имея эти данные,
можно подсчитать экономичность электростанции, которую оценивают стоимостью в
рублях 1 часа ее работы. При водяном охлаждении электростанция может работать без
перерыва довольно долго, а при воздушном - необходимы ее периодические остановки
после использования каждого бака топлива.
Определение потребности в электроэнергии
Изучение практического опыта использования автономных электростанций говорит о
том, что для освещения дачного домика (2-3 лампочки, холодильник, телевизор) вполне
достаточно мощности в 2 кВт. Владельцу загородного коттеджа, которого постоянно
беспокоят перебои с электроэнергией, лучше приобрести электростанцию мощностью от
10 до 30 кВт. Строителям, пользующимся дрелью, болгаркой и бетономешалкой, будет
достаточно мощности до 6 кВт.
Но сначала следует классифицировать все домашнее электрооборудование по
следующим группам:
- Активные электроприборы (электроплиты, освещение, электронагреватели);
- Индуктивная электротехника (дрели, пилы, насосы, компрессоры, холодильники,
лазерные принтеры и т.п.).
Мощность активных потребителей электроэнергии считается просто: нужно
просуммировать потребность в электричестве всех одновременно подключаемых
приборов, прибавить примерно 15–20-процентный запас. В результате получится
мощность генератора, необходимая для электроприборов активного типа.
Поскольку электротехника индуктивного типа нуждается в момент пуска в большей
мощности (требуется учесть так называемые пусковые токи), ее суммарную мощность
надо увеличить в 2,5-3 раза для обеспечения работоспособности электростанции.
Пусковой ток электроприборов первой группы незначительно отличается от тока их
работы в стационарном режиме. У электроприборов второй группы пусковой ток в 2-3
раза выше тока стационарного режима. Об этом надо всегда помнить, в особенности при
частом использовании электростанции в режиме автозапуска. Представьте, если все
холодильники и насосы начнут включаться одновременно, какая нагрузка сразу
обрушится на электрогенераторную установку.
Перегрузки электростанции сокращают ее ресурс, поэтому в паспорте отдельных
моделей указывается максимально допустимая мощность, при которой она может
работать не более 5 мин.
Выбор типа генератора мини-электростанции
Генераторы бывают синхронными и асинхронными. Чаще используются генераторы
синхронного типа, хотя нередко возникает потребность в асинхронном генераторе.
Синхронные генераторы менее точны в выработке необходимой мощности, но тем не
менее они пригодны для аварийного электропитания офисов, холодильных установок,
оборудования загородных домов, дач, строительных объектов.
Асинхронные генераторы обеспечивают поддержание напряжения в сети с высокой
точностью, поэтому позволяют подключать к ним аппаратуру, чувствительную к
перепадам напряжения (например, компьютерное оборудование, другие электронные
устройства).
Также при выборе генератора автономной электростанции нужно обратить внимание
на число фаз. Дело в том, что однофазные электростанции на 220 В применяются при
использовании однофазных электропроводок и электроприборов. Трехфазные
электростанции на 220 В могут использоваться только для освещения (между нулем и
фазой снимается 127 В, между двумя фазами – 220 В).
В случае приобретения 3-фазной мини-электростанции нужно будет "распараллелить"
выход на три 1-фазных линии по аналогии с подводкой от сети централизованного
энергоснабжения. Но такая схема таит в себе неприятность в виде перенапряжения
малонагруженных фаз ("перекос фаз") или перегрузки одной из обмоток генератора.
На синхронном генераторе разница в загрузке каждой из обмоток не должна
превышать 30 %. Генератор асинхронного типа допускает не более 60 %, что лучше, но
тоже не совсем хорошо, потому что это большое неудобство - постоянно подсчитывать,
сколько киловатт и на какую фазу (обмотку генератора) надо еще подключить или
догрузить до соблюдения примерной равномерности загрузки фаз.
Поэтому только в случае, когда в доме есть трехфазные потребители, необходимо
приобретать трехфазную мини-электростанцию.
Монтаж и подключение домашней электростанции
Электрогенератор должен быть установлен на ровной поверхности, в защищенном от
влаги помещении и имеющем хороший воздухообмен. Для стационарной установки в
доме рекомендуется сварить металлическую раму, чтобы поднять электростанцию на 300–
500 мм над полом для удобства ее обслуживания. Раму необходимо заземлить, но
"нулевой провод" генератора заземлять ни в коем случае нельзя. Желательно
предусмотреть отвод выхлопных газов, при этом длина трубы не должна превышать 3
метра. Не рекомендуется увлекаться и дополнительными глушителями.
Но лучшим будет решение, если при установке и подключении электростанции
воспользоваться услугами специалиста.
Условия безаварийной работы домашней электростанции
Правила обслуживания домашней электростанции должны быть приведены в
описании, прилагаемом к паспорту. Там перечислено все, что необходимо выполнять для
поддержания ее работоспособности в пределах ресурса.
Перед вводом в строй электростанции должны быть отключены все потребители
электроэнергии. Также нужно отключить кнопку автозапуска, затем централизованную
электросеть, чтобы не вывести из строя генератор, и только после выполнения этих мер
предосторожности включать электростанцию.
Если домашняя электростанция не имеет автозапуска, ее можно модернизировать,
купив и подключив специальный пульт, но при условии, что в конструкции использован
не механический, а электрический стартер.
Масло в двигателе электростанции надо менять с периодичностью, указанной в
инструкции по эксплуатации, используя рекомендуемые виды минеральных масел,
которые не следует смешивать с синтетическими. При долгих простоях электростанции
бензин следует менять не реже, чем через месяц.
Выходные клеммы трехфазного напряжения должны использоваться только для
подключения электроприборов, непосредственно рассчитанных на 380 В. Попытка
самостоятельно организовать отдельные цепи по 220 В может привести к выходу из строя
генератора.
При необходимости стабилизации выходного напряжения (например, при пользовании
компьютером), особенно в моменты подключения или отключения электростанции,
следует использовать бытовой стабилизатор напряжения.
В помещении, где работает электростанция, нужно быть предельно осторожным:
нельзя курить, проливать топливо, масло и другие жидкости.
Характерными признаками перегрузки мини-электростанции являются: перегрев
двигателя; сильная копоть; снижение мощности; перебои в подаче электроэнергии.