Бензиновый генератор: устройство, назначение и принцип работы

Самые тихие дизельные генераторы

Дизельный генератор редко используется в бытовых целях. Среди них нет компактных установок, выдающих всего киловатт. Как правило, это мощные машины, где минимальный порог это 3 кВт. В крайнем случае два. Мотор, работающий на солярке, считается более экономичным, практичным и долговечным. При прочих равных характеристиках он способен выдавать куда больше энергии по сравнению с бензиновым аналогом. Но и уровень звука у него будет выше. Наиболее малошумные модели имеют значение в районе 70-80 единиц. Ну а бесшумный генератор — это пока фантастика.

Принцип работы электрогенератора

В основу работы агрегатов, преобразующих энергию, положен закон Фарадея об электродвижущей силе (ЭДС). Учёный открыл закон, который объяснил природу появления тока в металлическом контуре (рамке), вращающемуся в однородном магнитном поле (явление индукции). Ток возникает также при вращении постоянных магнитов вокруг металлического контура.

Простейшая схема генератора представляется в виде вращающейся металлической рамки между двумя разно полюсными магнитами. На оси рамки помещают токосъёмные кольца, которые получают заряд электрического тока и передают его дальше по проводникам.

В действительности статор (неподвижная часть прибора) состоит из электромагнитов, а ротором служит группа рамных проводников. Устройство представляет обратный электромотор. Электродвигатель поглощает электрический ток и заставляет вращаться ротор. Электрический генератор, преобразовывающий кинематическую энергию механического вращения в ЭДС, называют индукционным генератором.

Самые тихие бензиновые генераторы

В большинстве случае бензогенератор работает тише дизельного аналога, но и здесь уровень шума не опускается ниже 55 дБ. И то, такой показатель имеют только инверторные установки, изначально более тихие. Способствует этому корпус инвертора. Полностью закрытый, он частично скрадывает издаваемые звуки, хотя шум выхлопа никуда не уберешь, а именно он является основным источником звука. В нашем рейтинге мы рассмотрим аппараты мощностью до 3 кВт, но наиболее тихие имеют значение 1 кВт и ниже.

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.

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.

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.

Важность запаса мощности

Чтобы мини-электростанция функционировала в оптимальном режиме, нагрузка на альтернатор должна составлять не более 80% от номинальной мощности. Длительное использование генераторной установки на пределе возможностей отрицательно сказывается на времени её эксплуатации (оно попросту сокращается). Поэтому важно создать запас мощности.

Рассчитывая производительность мини-электростанции, нужно не только учитывать, сколько кВт будет составлять суммарная мощность техники, функционирующей не менее 5 минут, но и прибавить к этому числу 10–30%. Если генератор задействуется как резервный источник питания для дома, то запаса в 10–20% будет достаточно. А вот, к примеру, для дизель-альтернатора, обеспечивающего электроснабжением крупный строительный объект, запас мощности лучше увеличить.

Если не учесть этот момент, то можно столкнуться с перегрузкой генераторной установки и выходом из рабочего состояния её конструктивных элементов. Если будет хороший запас по мощности, то это позволит владельцу дома подключить к альтернатору дополнительную технику, которая не была предусмотрена.

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.

Определение наилучшего источника энергии

Выбор альтернативного источника энергии для автономного электрообеспечения жилого дома – очень важный и ответственный момент, требующий серьезного подхода.

К самым популярным и наиболее распространенным вариантам относятся:

• генераторы, работающие на дизельном топливе или бензине;
• солнечные батареи;
• аккумуляторы большого объема и мощности;
• гидроэлектросистемы;
• преобразователи ветряной энергии.

Каждый источник имеет собственные уникальные характеристики и особенности. Владельцам следует заранее с ними ознакомиться и на основании этой информации определить оптимальный вариант системы, способной удовлетворить все электрические нужды частного жилого дома.

Локальные системы гидроэнергии

Использование гидротурбины для обеспечения жилого дома электричеством – вполне реальный и выгодный вариант, но лишь в том случае, когда вблизи строений располагаются речка или озеро. Небольшая система, работающая на энергии воды, абсолютно безопасна как в экологическом, так и в социальном плане, очень проста в эксплуатации и имеет хороший КПД.

Малые гидротурбины полностью автоматизированы и не требуют участия в своей работе человека. Качество вырабатываемой ими энергии соответствует всем требованиям ГОСТа как по частоте, так и по уровню напряжения

Срок полноценной работы миниатюрной гидроэлектростанции превышает 40 лет. Для корректного функционирования система не нуждается в крупных водохранилищах и не требует затопления больших территорий.

Галерея изображений

Фото из

Вариант использования энергии воды

Самодельная турбина из колесных ободов

Принцип работы мини гидроэлектростанции

Шнек в устройстве гидроэлектростанции

Перед установкой необходимо составить проект монтажа и получить соответствующие разрешительные документы.

Советы

При выборе генератора следует учитывать следующие критерии:

• тип двигателя — агрегаты снабжаются двух- и четырехтактными двигателями, преимущество вторых в обеспечении более длительной работы генератора;
• фазность — для подачи энергии бытовой технике и электроинструментов достаточно однофазного генератора, трехфазные необходимы для более мощных устройств (сварка, насосы и т.д.);
• мощность двигателя — есть бытовые устройства мощностью до 5,5 кВт, полупрофессиональные на 10 кВт профессиональные на 30 кВт;
• длительность работы — зависит от размера топливного бака, генераторы с вместительностью 20 литров работают до 13 часов без дозаправки;
• вес устройства — от него зависит удобство использования и транспортировки;
• пусковое устройство — есть модели с ручным запуском и с электростартером, вторые запускаются автоматически при отсутствии центрального электроснабжения;
• охлаждение — большинство мини-электростанций оснащены вентилятором воздушного типа;
• уровень шума — комфортным считается показатель до 72 дБ;
• защитный кожух — определенные модели снабжаются специальным кожухом, который защищает корпус и панель управления от механических воздействий.

Аккумуляторы для автономных систем

Принцип работы аккумулятора понятен и несложен. Пока в центральной сети имеется электричество, батареи заряжаются от розетки и накапливают в своих блоках ресурс. Аккумуляторы для солнечных батарей функционируют аналогичным образом.

Когда поставки энергии прекращаются, модули через специальную инверторную установку отдают электрику бытовым приборам и различным домашним системам.

Выбирая аккумулятор для создания резервной электросистемы в жилом доме, стоит определить, какие приборы и модули бытовой техники обязательны к подключению в случае отсутствия света. Сложив вместе их базовую мощность, можно получить число, обозначающее емкость аккумулятора, способного обеспечить энергией самые необходимые устройства

Для постоянного обеспечения жилого помещения электричеством они не подходят, зато с ролью резервного комплекса справятся на отлично.

С лучшими разработками для организации альтернативной энергетики загородного дома ознакомит следующая статья, полностью посвященная этому интересному вопросу.

Варианты управления устройством

• Ручной пуск. Этот вид пуска чаще всего используется в генераторах малой мощности. Для того чтобы запустить агрегат понадобится сильно дёрнуть шнур/ покрутить ручку/ нажать педаль стартера. Нужно признать, что это достаточно неудобно и потребует немалых физических усилий.
• Электростарт. При таком исполнении для запуска будет достаточно просто нажать кнопку на панели.
• Автозапуск. В этом случае при исчезновении напряжения в сети генератор запустится автоматически без участия оператора, а затем отключится при возобновлении питания с установленной временной задержкой. Единственное, что необходимо учитывать для такого варианта исполнения, автоматика не сработает, если температура будет составлять меньше +5 ˚С, поэтому требуется либо установка оборудования в подогреваемом контейнере, либо в отапливаемом помещении.