Электрогенераторы и мини-ТЭЦ. Энергосбережение дома

4.75

Строя дом своей мечты, любой человек стремится создать себе максимально комфортные условия. Дом на свежем воздухе, вдали от городской суеты, тишина — все это обеспечит Вам местоположение жилища, но, тут же, возникает множество вопросов, один из них — как стать максимально независимым от окружающего мира.

Современную цивилизацию невозможно представить без электроэнергии. Свет и тепло — необходимые атрибуты комфорта. Перебои в сети или недостаточная мощность могут стать помехой в освещении и отоплении дома. Наряду с источниками энергии, перечисленными в других рубриках, на помощь придут автономные системы, вырабатывающие электроэнергию.

Остановимся поподробнее на упомянутых системах. Вы, конечно же, понимаете, что речь пойдет о бензиновых, газовых, дизельных генераторах и других альтернативных автономных источниках электроэнергии. В первую очередь ответим на вопрос: что же такое генератор? Это устройство, вырабатывающее электроэнергию путем преобразования в нее химической энергии топлива.

На сегодняшний день компактные передвижные электростанции перестали быть чем-то необычным. Дизельные и бензиновые генераторы, обеспечивающие дом электроэнергией автономно, все чаще используются в частных загородных домах. Они не занимают много места, многие модели оснащены системами автоматического запуска с переключением на электростанцию. Переключение на генератор занимает 20–50 секунд, обратный процесс не более 2–5 секунд.

Виды электрогенераторов

Электрический генератор для дома делятся на:

• портативные генераторы (двигатель и генератор закреплены на простой раме);
• стационарные генераторы (крепление на станине).

Различаются они и по способу запуска:

• запуск шнуром;
• запуск поворотом ключа;
• автоматическое включение при падении напряжения в сети.

Долговечность приобретаемого Вами генератора зависит, в первую очередь, от надежности двигателя, но немаловажное значение имеет и качество остальных деталей (подшипники, обмотки, стабилизаторы и т. д.).

Бензиновый и дизельный генераторы — наиболее популярные виды электрогенераторов. Главное их преимущество в том, что для их настройки не нужны специалисты, а работают они довольно длительное время. Дизельгенераторы надежны в аварийных ситуациях. Бензогенератор работает по схожим принципам, но топливом является бензин, он вырабатывает меньше электроэнергии, чем дизельный генератор, но обо все по порядку…

I. Бензиновые генераторы

Бензиновые генераторы хороши в условиях, где имеется основная электросеть. Они относятся к дублирующим (резервным) системам энергообеспечения, так как не предназначены для длительных нагрузок и имеют небольшую мощность. При сбоях в работе электросети, будь то в городских условиях или загородном доме — это лучший вариант. В качестве первичного двигателя в бензогенераторах используются различные виды двигателей внутреннего сгорания. Они бывают с двухтактными и четырехтактными двигателями. Бензиновые генераторы мобильны, занимают мало места, имеют низкий уровень шума. Главное достоинство для российского потребителя состоит в том, что он работает в любую погоду, даже в сильный мороз.

Современные бензиновые генераторы делятся на три основные категории:

• бензиновые электростанции мощностью до 10 кВт. Используются, преимущественно, как основной источник энергоснабжения в местах, где требуется мощный источник электроэнергии;
• бензиновые электростанции мощностью до 6 кВт. Как правило, устанавливаются в раму или на колеса для удобства переноски. Используются и при кратковременных отключениях электроэнергии и как основной источник питания;
• бензиновые электростанции мощностью до 1 кВт. Выглядят как небольшие чемоданы, удобны в переноске, используются дома и за городом.

II. Генераторы дизельные для дома

В отличие от бензиновых генераторов, дизельные могут функционировать и как главные источники электроэнергии и как второстепенные, т. е. как резервные источники питания во время перебоев (или отключения) в электросети. Они делятся на высокооборотные и низкооборотные. Дизельные генераторы при постоянной работе вырабатывают большое количество тепла, поэтому могут использоваться для отопления помещения. Из-за дешевизны получаемой электроэнергии, это наиболее популярное устройство автономного энергообеспечения. В отличие от бензинового, дизельный генератор может бесперебойно работать длительное время. Это очень мощный (до 10 кВт и более) и надежный источник электроэнергии.

Бытовые дизельгенераторы — это портативные установки с системой воздушного охлаждения. Они легко справляются энергообеспечением бытовой техники, различных инженерных систем загородного дома, источников света, а также работой садовых электроинструментов, домашних мастерских и т. д. Размещают домашние дизельгенераторы внутри специальных помещений или контейнеров, с использованием шумоподавляющих кожухов. Можно приобрести не только стационарный, но и установленный на шасси, мобильный генератор.

Дизельные генераторы при всех достоинствах имеют ряд недостатков. Не стоит подвергать бытовые генераторы сильным нагрузкам, так как это может грозить Вам перебоями в работе. Однако им вредит и недогрузка. Если прибор рассчитан, например, на 3 кВт, то для долгой безупречной эксплуатации дизельного генератора необходимо использовать все три киловатта.

III. Газовые генераторы

С помощью газового генератора электроэнергия вырабатывается из природного газа. Такое оборудование быстро окупается за счет максимально эффективного использования газа. Газовые генераторы предпочтительнее дизельных и бензиновых, так как газ более экологически чистое и дешевое топливо. Кроме того, их моторесурс как минимум на 30% больше, чем у вышеописанных, так как при сгорании образуется меньше золы и твердых частиц, а значит снижается износ цилиндров и поршней двигателя. Они работают намного тише бензиновых и дизельных генераторов и более выгодны в хозяйстве, где для отопления используется природный газ, то есть возможно прямое подключение к трубопроводу. Если говорить о полностью автономной системе, то можно использовать и сжиженный газ, но это менее выгодно с экономической точки зрения. Прослужит газовый генератор не менее 4–10 тыс. часов. Таким образом, это прекрасная страховка на случай различных рисков. Такой электрогенератор делает Вас независимым от аварийных (плановых) отключений электроэнергии или позволяет вовсе отказаться от услуг ее поставщиков.

Газовые генераторы (электростанции) делятся на газопоршневые генераторы и газотурбинные генераторы. Газопоршневые электростанции — отличаются высоким КПД и большей эффективностью. Они более безопасные с точки зрения экологии и практически не наносят ущерба окружающей среде.
Особенно популярны модульные газовые электростанции, так как они позволяют присоединять или удалять дополнительные блоки генератора. Благодаря модульности Вы можете без особых хлопот увеличить мощность электростанции. Если сравнивать их с предыдущими двумя видами генераторов, то они имеют ряд преимуществ, а именно:

• газовые генераторы более безопасные;
• газовые генераторы более экологически чистые;
• газовые генераторы менее шумные.

IV. Инверторные генераторы

По сути, инверторный генератор — более экономная в эксплуатации разновидность дизельгенератора или бензогенератора. Агрегат работает на основе инверторной системы с регулятором широтно-импульсной модуляции. Он производит стабильный поток электроэнергии нужной частоты и напряжения. Встроенный регулятор оборотов двигателя в зависимости от нагрузки и электронная система зажигания позволяют устройству экономить топливо. Инверторный генератор может работать в различных режимах мощности. Преимущественно инверторные генераторы оправдывают себя в качестве резервного источника питания там, где используется высокочастотная электронная техника.

Обобщим все сказанное об электрогенераторах. Решив приобрести дизельный или бензиновый электрогенератор, обратите внимание на его технические характеристики, в частности на IP. Первая цифра обозначает уровень защиты от предметов и пыли, вторая — от воды и влаги. Значения бывают от 0 до 5, причем, чем выше цифра, тем выше уровень защиты. Большое значение также имеет выходная мощность электрогенератора. Так как каждый из видов генераторов имеет свои особенности, следует, перед приобретением, хорошо продумать и точно знать для чего и в каких условиях они будут использоваться.

Генератор домашней электростанции вырабатывает электроэнергию напряжением 220В или 380В частотой 50 Гц. Чаще используются генераторы синхронного типа, хотя они могут быть и асинхронными. В отдельных моделях электрогенераторов предусмотрено трёхфазное напряжение 380В или 400В, а также постоянное напряжение 12В для подзарядки аккумуляторной батареи автомобиля. 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 с воздушным охлаждением, а самый сложный — дизельный двенадцатицилиндровый четырёхтактный с водяным охлаждением.

Различаются и рабочие параметры электростанций: мощность, ресурс, экономичность и ряд других.

Мощность их может быть от 0,35 кВт до 500 кВт и более, но при домашнем применении она обычно не превышает 5–20 кВт. Нужно заметить, что бензиновые электрогенераторы имеют мощность от 0,35 до 11 кВт, в то время как дизельные электростанции — 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 три 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 увеличивается пропорционально её ресурсу.

Третий рабочий параметр — расход топлива, выражаемый в литрах расходуемого топлива за один час непрерывной работы двигателя или сокращённо — л/час. Имея эти данные, можно подсчитать экономичность электростанции, которую оценивают стоимостью одного часа её работы в рублях.

Аккумулятор и аккумуляторные батареи

Даже незначительное по времени отключение электроэнергии может вывести из строя дорогие электроприборы, поэтому целесообразно наряду с другими автономными системами энергообеспечения, рассмотреть и аккумуляторы.

Вы можете приобрести на выбор: необслуживаемый стекловолоконный (AGM), гелиевый или свинцово-кислотный аккумулятор. В автономных системах электроснабжения, или при обеспечении электроэнергией частных домов и хозяйств, все чаще используются различные аккумуляторные батареи. Помимо сохранения электричества они исполняют еще и роль стабилизаторов. При выборе аккумуляторных батарей следует точно определиться с тем, как они будут использоваться, так как от этого будут зависеть технические показатели устройства: напряжение, ёмкость, габариты, вес, а самое главное — стоимость.

Мини-ТЭЦ. Генератор для загородного дома

Мини-ТЭЦ — это теплосиловые установки, которые вырабатывают электрическую и тепловую энергию в агрегатах единичной мощностью до 25 МВт, независимо от вида оборудования.

Модуль мини-ТЭЦ включает: газопоршневой, газотурбинный или дизельный двигатель; генератор электроэнергии; теплообменник для утилизации тепла от воды при охлаждении двигателя, масла и выхлопных газов. К мини-ТЭЦ обычно добавляют водогрейный котел для компенсации тепловой нагрузки в пиковые моменты.

Назначение мини-ТЭЦ

Главное назначение мини-ТЭЦ — это выработка электрической и тепловой энергии из различных видов топлива. Мини-ТЭЦ строится в непосредственной близости к потребителю и имеет ряд преимуществ (в сравнении с большими ТЭЦ):

• не требуется строительства дорогостоящих и опасных высоковольтных линий электропередач (ЛЭП);
• исключены потери при передаче энергии;
• нет необходимости в подключении к сетям централизованного электроснабжения;
• бесперебойное снабжение электроэнергией потребителя;
• соблюдение заданных значений напряжения и частоты.

Самое существенное преимущество мини-ТЭЦ — близость к потребителям тепловой энергии. Сводятся к минимуму или вовсе исчезают с теплосетями. На основе двигателей внутреннего сгорания существует оборудование «мини-ТЭЦ», позволяющее обеспечивать электро- и теплоснабжение отдельных домов, в числе и индивидуальных домов (коттеджей).

Использование тепла мини-ТЭЦ. Подключение генератора к дому

Основная часть энергии сгорания топлива при выработке электроэнергии — это тепловая энергия.
Тепло может использоваться по-разному:

• непосредственное использование тепловой энергии;
• отопление, горячее водоснабжение;
• частичное преобразование тепла в холод (летом для кондиционирования помещений).

Топливо для мини-ТЭЦ

газ: природный газ магистральный, сжиженный газ и другие горючие газы;
жидкое топливо: мазут, биодизель, дизельное топливо, нефть и другие горючие жидкости;
твердое топливо: древесина, уголь, торф и прочие разновидности биотоплива.

Преимущества Мини-Тэц

Налицо очевидные преимущества наличия собственной мини-ТЭЦ. Во-первых, экономическая выгода: низкая себестоимость электроэнергии; быстрая окупаемость, минимальные потери тепла; получение бесплатного холода для кондиционирования помещений летом. Во-вторых, независимость от тех. состояния внешних централизованных сетей; высокое качество электроэнергии; возможность дополнительного резервирования энергетического оборудования. И, в-третьих: экологическая безопасность — минимальный выброс загрязняющих веществ, отсутствие теплотрасс и линий электропередач.

Мы привели Вам несколько примеров того, как можно автономно снабдить свой дом электричеством и теплом. Конечно же, чтобы принять решение, что лучше, выгоднее и удобнее — нужно непременно проконсультироваться со специалистами и тщательно взвесить все «за» и «против».