Мы давно привыкли к электричеству в нашем доме, на нем завязаны все бытовые приборы, освещение, теплоснабжение, средства коммуникации и многое другое. Вот почему мы напрямую зависим от электроэнергии, и для нас необходимо поддерживать ее постоянно, даже при нечастых сбоях. Использование миниэлектростанций в загородных домах и коттеджах стало давно распространенным явлением. Осталось только правильно выбрать генератор.
При покупке миниэлектростанции стоит учесть несколько факторов, например: цена, мощность электрогенератора, которая зависит от суммарной мощности нагрузки и ее типа, количество фаз, тип двигателя и другие.
Начать стоит с определения мощности вашего генератора. Будет ли он полноценным источником питания или только снабжать самые необходимые приборы: освещение, холодильник, система отопления, сигнализация, водяной насос и т.д.? Соответственно нужно определить номинальную мощность электростанции, поняв какое количество потребителей будет подключено одновременно.
Нагрузка на миниэлектростанцию может быть активной и реактивной. Активная нагрузка у приборов, потребляемая энергия которых превращается в тепло (утюги, чайники, лампочки накаливания, электроплиты, обогреватели и т.п.) Реактивной нагрузкой обладают остальные приборы, у которых в конструкции присутствуют катушки индуктивности (двигатели) и/или конденсаторы, например дрель или холодильник. В реактивных нагрузках часть энергии превращается в тепло (активная составляющая), а часть в образование электромагнитных полей (реактивная составляющая).
Приборы, подключаемые к генератору бывают трех типов:
Резистивные приборы: потребители тока с активной мощностью, например, лампы накаливания, нагревательные приборы, кухонные плиты. Для таких приборов может использоваться любая миниэлектростанция, так как в них происходит полное преобразование потребляемой мощности в теплоту и или свет. Указанная полезная мощность (ватты)— это как раз и будет мощность, вырабатываемая миниэлектростанцией.
Индуктивные приборы: группа приборов, которая работает от электрического двигателя, например, отбойный молоток, циркулярная пила, компрессор, водяной насос. Что касается индуктивных приборов, то потери в обмотке и потери на трение приводят к тому, что только 70% потребляемой мощности могут быть использованы в качестве полезной.
Емкостные приборы: пример: лампы-вспышки и разрядные лампы профессионального назначения. Из-за того, что речь идет о накоплении заряда, в данном случае мы имеем дело с самыми чувствительными потребителями тока. Такие приборы можно подключать только с синхронным генератором со специальным оборудованием.
Определить мощность генератора для активных нагрузок достаточно просто. При нагрузке пяти лампочек накаливания по 100 Вт, мощность генератора должна быть 0,5 кВт.
Однако особое внимание надо обратить на индуктивные приборы, например на такие как пылесос, микроволновая печь, насосы, электроинструменты, стиральные машины и другие. Это связано с тем, что при пуске электромотора, который присутствует в их конструкции, кратковременно возникают пусковые токи. Появляются они на доли секунды, но могут в несколько раз превышать номинальную мощность прибора. Лучше смотреть величину пускового тока в техпаспорте устройства, так как у каждого прибора собственное значение пускового тока и может достигать трехкратного размера. А иногда пусковые токи могут достигать девятикратного значения, если это погружной насос. Это связано с тем, что у него нет фазы холостого хода, то есть он начинает качать воду сразу, в отличие от той же самой дрели или пылесоса, которая имеет сначала холостой ход при запуске. Именно поэтому есть понятие максимальной и номинальной мощности. Максимальная мощность – это мощность, которую генератор выдает на некоторое время, как правило, для того чтоб справляться с пиковыми нагрузками, а номинальная мощность – это та мощность, которую станция выдает на протяжении всей работы.
Для примерного подсчета мощности выбираемой миниэлектростанции возьмите утроенное значение номинальной мощности потребителя с наибольшим электромотором, прибавьте к нему мощности всех остальных активных электроприборов (освещение, электроплита, чайник и т.д.), но это ещё не всё. Полученную мощность надо умножить на коэффициент единовременного использования (или коэф-т спроса, или мера реактивности, или cos φ) равный 0.6-0.8 — это и есть мощность необходимого вам генератора. В паспорте прибора или на шильдике обычно указывают «тепловую» потребляемую мощность и cos φ. Например если cos φ равен (указан в паспорте прибора) 0,8 – это значит, что 80% потребляемой энергии – активная, 20% — реактивная. Значит если на дрели указано Р=600 Вт, cos φ=0,8, то при расчете используют формулу Р/cos φ. Полная мощность рассчитывается: 600/0,8=750 Вт.
Подключить электроприборы к генератору возможно несколькими способами. Первый неэкономичный, когда включаются одновременно несколько реактивных нагрузок. В таком случае вам необходимо суммировать все реактивные нагрузки с учетом их пусковых токов. Либо так называемым экономичным способом, когда потребители подключаются к электростанции последовательно. Сначала самый мощный реактивный, затем в убывающей последовательности остальные реактивные нагрузки, и после этого активные нагрузки. Этот способ позволит оптимизировать выбранную мощность генератора.
Также генераторы бывают синхронными и асинхронными. Асинхронные генераторы плохо переносят пиковые перегрузки. Устойчивы к короткому замыканию. Рекомендованы для питания активных нагрузок (лампы накаливания, электроплиты, теплотехника и т.п.). При подключении реактивной нагрузки (электродвигатели) необходим запас по мощности в 3-4 раза. Перегрузка генератора чревата выходом из строя. У синхронных электростанций более высокое качество электроэнергии. Они способны выдерживать трехкратные кратковременные перегрузки. Используются для питания реактивных нагрузок с высокими пусковыми токами.
Ещё один немаловажный фактор, о котором вы должны знать – это сколько фаз должно быть у вашего генератора. Одна фаза (230 В) или три (400 В). Если в вашем доме (стройке, предприятии) нет трёхфазных потребителей и к вашему дому подведена однофазная сеть, то, безусловно, однофазная. Если в вашем доме отсутствуют трехфазные потребители, но к дому подведена трехфазная сеть, то вам все равно необходима однофазна миниэлектростанция, т.к. приобретя трёхфазную, вам нужно будет «распараллелить» выход на три однофазных линии по аналогии с подводкой от внешней сети. Однако такая схема чревата перенапряжением малонагруженных фаз («перекос фаз») или перегрузки одной из обмоток генератора. Горит генератор и как правило снимается с гарантии. В случае если ваш генератор синхронный, то разница в загрузке каждой из обмоток не должна превышать 30%. Если генератор асинхронного типа, то не более 60%, что лучше, однако не совсем хорошо, так как это большое неудобство — постоянно подсчитывать, сколько киловатт и на какую фазу (обмотку генератора) надо еще подключить или догрузить до соблюдения примерной равномерности загрузки фаз. И только в случае, когда есть трехфазные потребители, необходимо приобретать трехфазную электростанцию.
Для нормальной работы электростанции требуется точная оценка направления и частоты источника питания (50 Гц с точным переходом через ноль). Только автоматические устройства регулирования, например, автоматический регулятор напряжения или циклоконвентор (регулирование с помощью тиристоров), а так же инверторные регуляторы, обеспечивающие на сегодняшний день самое стабильное напряжение и частоту, могут надежно и безопасно управлять электронными приборами любого типа, в том числе и медицинскими. Циклоконвенторные и инверторные системы регулирования защищены многими патентами и используются исключительно на миниэлектростанциях Honda.
У некоторых генераторов присутствует электрозапуск двигателя с ключа. Это очень удобно, особенно если электростанцию будет включать девушка (например домработница), к генератору с электростартером можно подключить систему аварийного запуска, которая автоматически будет заводить миниэлектростанцию при падении напряжения в сети. В таком случае участие в процессе запуска генератора сводится к минимуму, а нужно будет только следить за уровнем топлива в баке.
