Независимая электроэнергия. Проблемы выбора, установки и эксплуатации электроагрегата

Рис. 1   Современный загородный дом оснащен множеством сложных систем, обеспечивающих его нормальную жизнедеятельность, - отоплением, водоснабжением, кондиционированием, видеонаблюдением и т. д.
   Перебой в подаче электроэнергии может обернуться настоящей катастрофой. Решить эту проблему позволяет система резервного (автономного) энергоснабжения. Выбор генератора электроагрегата - дело непростое. Если вы решили строить загородный дом, то позаботиться о его резервном энергоснабжении следует уже на этапе проектирования, что позволит выбрать оптимальный вариант размещения установки и включить ее в общую электрическую схему дома. На сегодняшний день в России работает достаточное количество профессиональных компаний, занимающихся комплексным решением проблемы электроснабжения. Здесь вам помогут и с выбором той или иной модели, и с вариантами комплектации, и с техобслуживанием. Однако прежде чем обратиться в такую фирму, следует составить для себя предварительное представление о требуемом электроагрегате. Рис. 2
   Первое, что следует сделать, это рассчитать суммарную мощность резервируемых электроприборов, от нее будет зависеть мощность необходимого вам генератора.
   Суммарная мощность нескольких электроприборов складывается не чисто арифметически, а с учетом индуктивности некоторых из них. Приборы индуктивного типа в момент запуска требуют в несколько раз больше электроэнергии, чем в процессе работы. А это и холодильники, и насосы и многие другие приборы, входящие в список <потребителей первой категории>. Если несколько таких приборов включаются одновременно, то потребление электроэнергии резко возрастает. Помимо этого следует учесть разницу между максимальной и номинальной мощностью электрогенератора. Разумнее всего не использовать его <на полную катушку> и тем самым увеличить срок эксплуатации. Важной особенностью электроагрегатов <коттеджной мощности> (от 5 до 15?кВт) является то, что за границей их используют меньше, поскольку меньше проблем с перебоями в электроснабжении. Поэтому некоторые модели, попадающие на российский рынок, просто не соответствуют нашим условиям эксплуатации. Нужно также учитывать, что в большинстве случаев производством самих генераторов занимаются электротехнические компании, а моторы к ним приобретаются у машиностроителей. <Состыковка> удается далеко не всем производителям. Наконец, за рубежом нет практики автоматизации бензиновых моторов, а некоторые отечественные двигатели из-за своих качеств и вовсе не могут быть автоматизированы. Рис. 3
   Два основных компонента генераторной установки (поэтому она, собственно, и называется агрегатом) - двигатель и альтернатор. Двигатель нередко называют <сердцем> электрогенератора. Именно он определяет моторесурс всего агрегата, поскольку среднее время наработки на отказ у альтернатора значительно выше, чем у мотора. Проблему, какой выбрать электроагрегат - бензиновый или дизельный, нельзя свести к простому суммированию тех или иных достоинств и недостатков. Разумеется, и тот, и другой типы имеют свои достоинства и недостатки. Так, уровень пожароопасности (особенно у работающих на автоматике) бензиновых двигателей считается более высоким, зато, например, среди открытых двигателей с частотой вращения 3000 об/мин более шумный - дизельный. В любом случае выбор в пользу того или иного агрегата делается, в первую очередь, исходя из того, какие именно задачи он призван решать. В качестве аварийного источника на небольшой промежуток времени вполне подойдет бензиновая установка небольшой мощности. Запускаться она будет редко и ненадолго, следовательно, небольшой расход топлива при низкой цене самого оборудования даст существенную экономию средств. В этом случае вполне подойдет агрегат с бензиновым двигателем, который серьезные производители ставят только на самые маломощные и компактные установки. В переносных станциях мощностью до 1?кВт, как правило, используются компактные 2-тактные двигатели (наработка на отказ - 500 часов). На более мощных, от 2?кВт, - 4-тактные двигатели. Из них надежнее (и, соответственно, дороже) - двигатели с верхним расположением клапанов, попроще (и дешевле) - нижнеклапанные без чугунной гильзы цилиндра. Поэтому для продолжительной, около 8 часов ежедневно, эксплуатации лучший вариант - 4-тактные верхнеклапанные двигатели профессионального класса, оснащенные системой автоматической остановки при понижении уровня масла и имеющие высокий запас прочности (3-4?тыс. часов). Мощность более 10?кВт, то используются уже дизельные установки, при выборе которых нужно обратить внимание на следующие моменты: - охлаждение: а) воздушное, б) жидкостное; - число цилиндров: а) 1-2, б) 3-4; - число оборотов: а) 3000 об/мин, б) 1500 об/мин.
   По мнению специалистов, оптимальный вариант, - если в каждом из этих случаев выбор сделан в пользу пункта б. Альтернатор (электрогенератор) вырабатывает электрический ток. В зависимости от его типа установка лучше справляется с теми или иными задачами. Синхронный и асинхронный альтернаторы отличаются своими возможностями. Мнения специалистов в их оценке расходятся. <Средний> же вариант выглядит следующим образом: синхронные альтернаторы легче переносят пусковые перегрузки и вырабатывают более <чистый> ток; асинхронные более устойчивы к короткому замыканию и в силу простоты конструкции имеют более высокий класс защиты. Впрочем, в настоящее время существует множество способов улучшить выходные параметры электростанции. В частности, асинхронник, оборудованный стартовым усилителем, способен справиться с пусковыми перегрузками, а качество выдаваемого электричества может быть повышено подключением автоматического регулятора напряжения. Несмотря на то, что большинство фирм-производителей борются за снижение шума и токсичности выхлопов, неизбежных при работе агрегата, с этими его особенностями вам также придется считаться. Если вы решили установить электрогенератор в помещении, то прежде всего следует учесть требования, которым оно должно отвечать. Следует помнить, что нежелание обеспечить приточно-вытяжную вентиляцию и отвод отработанных газов - одна из главных причин, из-за которых фирма может снять с себя любые гарантийные обязательства. У разных фирм, в зависимости от особенностей оборудования, эти требования могут значительно отличаться, но в общем они сводятся к следующему. Помещение должно иметь отопление и вентиляцию, обеспечивающие температуру воздуха не ниже +5 oC и влажность не ниже 85 %. Предельно допустимая температура - не выше +38 оС. Производительность вентиляции во время работы электроагрегата должна обеспечивать сброс тепла из расчета 700?Вт на каждые выработанные 1000?Вт электроэнергии. В случае установки автоматизированного оборудования включение вентиляции должно также осуществляться автоматически. Правильно спроектированная система отвечает следующим требованиям:
   - выхлоп двигателя направлен наружу таким образом, что для двигателя не возникает чрезмерное обратное давление;
   - элементы системы, расположенные внутри генераторной, теплоизолированы;
   - в линию выпуска включен соответствующий глушитель (он используется для уменьшения до приемлемого уровня шума, производимого пульсирующим выхлопом двигателя, и выбирается в зависимости от степени подавления шума, требуемой для удовлетворения условиям установки). Рис. 4
   Расчет специалиста в последнем пункте особенно важен, поскольку существует целый ряд правил, касающихся, например, диаметра и длины металлорукава. При превышении определенной длины или при слишком маленьком диаметре двигатель не сможет прокачать газы по системе отвода и <задохнется>. Некоторые фирмы не рекомендуют размещать электроагрегаты в подвалах жилых зданий. Мнение такое: как бы ни старались устанавливать их, все равно будут шум и вибрация. По крайней мере, пробьются низкие частоты, которые вы можете даже и не слышать. Другие специалисты смотрят на проблему иначе. Они полагают, что на их агрегатах вопрос вибрации решен достаточно хорошо: оборудование оснащено виброизолирующими прокладками и устанавливается оно только на фундамент, разведенный с полом. Что же касается шума, то существуют различные варианты его глушения, начиная от размещения внутри звукоизолирующего корпуса, заканчивая установкой дополнительных глушителей, уменьшающих шум, вдобавок к стандартному, еще на 25-40 децибел. Стены помещения, при желании, можно обработать звукоизолирующим материалом. Как правило, размещение электроагрегата в помещении, например, в подвале, снимает проблему обогрева оборудования. Но и устанавливая оборудование на улице, ее можно решить с помощью капота (кожуха) или контейнера. Для различных моделей предусмотрены разные виды капотов. Существуют, например, капоты, которые, как и контейнеры, имеют систему жизнеобеспечения, включающую в себя вентиляцию, отвод выхлопных газов, подогрев двигателя, систему пожаротушения, звукоизоляцию и т. д. Кроме того в контейнер можно войти и проводить необходимые регламентные и ремонтные работы, а также разместить определенный запас топлива.
   Все технические решения при выборе, комплектации и установке электрогенератора строго индивидуальны, поэтому существует достаточно большое количество дополнительных опций:
   - возможность автоматического запуска/остановки генератора;
   - контроль параметров его работы на жидкокристаллическом дисплее и дистанционно на компьютере;
   - увеличенные топливные баки (до 1000 л) и системы автоматической подкачки топлива из внешних резервуаров;
   - автоматические жалюзи приточно-вытяжной вентиляции и т. д.
   Профессиональная фирма поможет заказчику выбрать наиболее подходящий агрегат и дополнительное оборудование, обеспечит (при соблюдении условий эксплуатации) гарантийное и послегарантийное обслуживание.
   Одним из критериев выбора такой компании является объем гарантий и документально заверенных обязательств, которые она может предложить своим клиентам. Согласитесь, глупо пытаться сэкономить на своем комфорте и независимости.