Як розрахувати та вибрати генератор

Під час вибору необхідно враховувати низку важливих чинників: розміри, вага, тривалість автономної роботи, рівень шуму, споживання палива, номінал, продуктивність і вартість. Розглянемо кожен із них докладніше.

Особливості вибору генератора для приватного будинку

Щоби зрозуміти, який тип буде оптимальним, визначте які саме прилади будуть від нього працювати. До однофазного джерела живлення можуть підключатися тільки однофазні прилади, тоді як до трифазного – однофазні та трифазні. Але в трифазних є одна особливість – перевага навантаження в бік однієї з фаз не має перевищувати 30 % від номінальної потужності в синхронних моделях, і 70 % – в асинхронних. Якщо цей показник перевищує допустиму норму, відбувається «перекошення фаз», і як наслідок відключення або вигорання однієї з фаз.

Розглянемо на прикладі: ви придбали синхронний трифазний дизельгенератор на 6 кВт, і в першу розетку на 220В підключили мікрохвильовку на 1кВт. Допустима межа живлення від будь-якої вільної розетки досягає (+30 %) – 1,3кВт. Якщо Ви спробуєте включити в неї пральну машину на 1,5 кВт, то станеться «перекошення фаз».

Трифазні моделі рекомендується купувати тільки для живлення трифазних приладів.

Який двигун вибрати – 2-х тактний чи 4-х тактний?

2-х тактні двигуни здійснюють повний робочий цикл за 1 такт, тоді як 4-х тактні за 2 такти. Механічні відмінності двох типів двигунів значні, що впливає на їхню продуктивність та особливості експлуатації. І так, розгляньмо основні плюси та мінуси 4-х тактного двигуна в порівнянні з 2-х тактним (за умови однакової потужності). Переваги 4-х тактного двигуна:

• Тиха робота;
• Виділяє мало диму;
• Нижчий рівень вібрації;
• Продуктивність вище в 1,5 раза.

• Більша вага конструкції;
• Через складність механізму вища вартість;
• Складніший у транспортуванні та експлуатації.

Переваги переважають ці недоліки, тому для домашнього використання українці обирають здебільшого чотиритактні моделі.

Вибір потужності – як розрахувати потужність генератора?

Номінал є одним із найважливіших параметрів. Для розрахунку необхідно визначити сумарне навантаження та додати 20–30 % (для компенсації пускових струмів). Крім того, для збереження тривалого терміну експлуатації та базових характеристик генератора, його слід використовувати на 40–80 % від номінальної потужності. Тобто для нормальної та ефективної роботи того ж генератора на 6 кВт, потрібно, щоби постійне навантаження на нього була в діапазоні 2,4 – 4,8кВт.

Якщо не дотримуватися цих рекомендацій, то можна зіткнутися з низкою проблем:

• Перевантаження системи електропостачання та зупинка роботи;
• Зниження експлуатаційного терміну та погіршення характеристик;
• Даремні витрати палива.

За умови правильного розрахунку потужності залишається можливість підключення додаткових електроспоживачів.

Одиниці виміру потужності

Як правило, номінал може виражатися в кіловатах (кВт) або кіловольт-амперах (кВА). Щоби перевести кіловольт-ампери в кіловати, необхідно їхнє значення помножити на коефіцієнт потужності cos φ (косинус фі), що являє собою частку активної потужності на повну в певних пристроях. Формула для розрахунку cos φ:

P- активна потужність, S – повна.

Чим вище cos φ, тим менша кількість енергії марно розсіюється в електропроводці.

В однофазних мережах cos φ = 1.

Перший приклад:: Ви придбали однофазний генератор на 5 кВА. Це означає, що навантаження на живлення буде дорівнювати 5 кВА × 1 = 5 кВт. А в трифазних, як правило, його значення коливається в діапазоні 0,6–1 й безпосередньо залежить від коефіцієнта навантаження ß.

P- активна потужність, Pном- номінальна.

Середня крива залежності cos φ від ß

Як правило, у кожної трифазної моделі є власна крива залежності cos φ від ß, що відображається в паспорті.

Інший приклад: Ви придбали трифазний дизельгенератор на 5 кВА, cos φ якого в оптимальних умовах роботи при 80 % навантаженні становить 0,9. Для збереження нормального режиму роботи сумарне навантаження не має перевищувати 5 кВА × 0,9 = 4,5 кВт.

Пускові струми для побутової техніки

Пусковий струм виникає на короткий проміжок часу в момент вмикання навантаження (електроспоживачів). В окремих електроприладах він може в кілька разів перевищувати номінальну потужність. Його значення здебільшого виробник вказує в паспорті. Є таблиця усереднених значень пускових струмів:

Приклад розрахунку потужності з урахуванням пускових струмів

Наприклад, нам потрібне резервне джерело живлення для будинку, що буде постачати електроенергію для таких приладів:

У разі підключення всього електрообладнання до мережі, навантаження буде дорівнювати:

0,08 кВт + 0,03 кВт + 1,5 кВт + 1 кВт + 0,05 кВт + 1,2 кВт = 3,86 кВт;

До отриманого значення додаємо 20 % (резерв):

3,86 кВт + 3,86 кВт × 0,2 = 4,63 кВт

З огляду на те, що найбільший пусковий струм генерує пральна машина (1,5 кВт × 3,5 = 5,25 кВт), її варто вмикати першою, а потім інші прилади.

Через те, що в пральній машині пусковий струм перевищує оптимальне навантаження мережі, під час розрахунку номіналу орієнтуватися необхідно саме на його значення. У такому випадку оптимальною буде модель на 5,5 кВт.

Для роботи в оптимальному режимі (на 40–80 % від номінальної потужності) навантаження має складати 2,2 – 4,4 кВт. наш результат 3,86 кВт входить у цей діапазон, отже, розрахунки правильні.

Потрібно враховувати ще певні нюанси. Наприклад, пральна машина здебільшого не живиться від генератора, оскільки прання може почекати до відновлення мережі. Тому можете сміливо вибрати менший номінал – 5 кВт.

Більшість моделей можуть короткочасно (впродовж 10–15 секунд) витримувати перевантаження в межах 20%. Цього часу цілком достатньо, щоби пропустити пусковий струм 5,25 кВт і живлення нормалізувалось.

Як порахувати реальну витрату палива

Щоби розрахувати реальну витрату палива в г/год необхідно питому витрату двигуна (г/кВт⋅год) помножити на потужність (кВт). Наприклад, генератор 2,8 кВт із питомим споживанням 360 г/кВт⋅год буде витрачати:

360 г/кВт⋅год × 2,8 кВт = 1008 г/год

Щоби розрахувати в літрах за годину, необхідно отриманий результат розділити на питому щільність палива в г/л.

Якщо заправлятися бензином А-95, то його витрата складе:

Під час розрахунку враховуйте, що щільність палива безпосередньо залежить від температури.

На якому паливі краще вибрати генератор?

Найпоширенішими є два різновиди: дизельні та бензинові генератори. Враховуйте, що термін зберігання бензину значно менший, ніж дизеля. Через 6 місяців зберігання його якість погіршується, використання такого палива може спричинити вихід із ладу двигуна. Проте його краще замінити вже після 3–4 місяців зберігання.

Термін експлуатації бензинового двигуна з повітряним охолодженням у середньому досягає 1–1,5 тис. годин. Дизельний – служить набагато довше, та і ДП зберігається значно довше.

Рівень споживання дизельного двигуна менший ніж бензинового, але його вартість вища в 1,5–2 рази. Економічний складник потрібно вираховувати залежно від індивідуальних умов.

Дизельгенератор краще підходить для частого використання,, особливо якщо потужність мережі не менше 10кВА. Бензиновий аналог оптимально підходить для електромереж малої та середньої потужності. Його головна перевага в низькій вартості та компактних розмірах.

Відмінності середніх місячних витратах на паливо?

У середньому в Україні резервні джерела живлення змушені працювати протягом 100–150 годин на рік. Як правило, у центральних регіонах цей показник знаходиться в діапазоні 50–90 годин/рік, тоді як у східних і особливо західних областях (Прикарпаття, Закарпаття) вони можуть працювати протягом 250–300 годин/рік (через особливості географічного розташування обриви ЛЕП там трапляються значно частіше). Для розрахунків візьмемо середній показник 125 годин на рік – це приблизно 12 годин на місяць і два генератори з однаковим номіналом – 5 кВт, але різними паливними системами.

Витрати на бензин.. Для прикладу візьмемо бензиновий однофазний Forte FG6500E (5 кВт) з 4-х тактним двигуном із витратою палива 3,87 л год. Середня вартість одного літру бензину А-95 в Україні становить 25,2 грн. Вартість використаного за місяць палива буде складати:

12 год × 3,87 л/год × 25, 2 грн/л = 1170 грн..

Витрати на ДП. Візьмемо для розрахунків однофазний «дизель» DG5500 (5 кВт) від NIK з 4-х тактним двигуном із витратою палива 1,55 л/год. Середня вартість ДП в Україні становить 22,5 грн/л. Місяць експлуатації буде коштувати:

12 год × 1,55 л/год × 22,5 грн/л = 418,5 грн.

Отже, для довготривалого використання вигідніший дизельний генератор, а для короткочасного – бензиновий.

Спасибо, все по полочкам. Склоняюсь к бензиновому, мне только для подстраховки, не для стабильной постоянной работы. Хотелось бы еще по маркам информацию, у вас в каталоге их порядка 20. Как например в вашей же статье про рейтинг кондиционеров, по категориям, с плюсами и минусами. В любом случае, конечно, буду консультироваться с менеджерами, просто для себя предварительно хотелось бы понять общую картину.

Ну, заправлять генератор 95-ым бензином – это конечно шик, как по мне оно не стоит таких затрат. У меня друг на даче заправлял А92 – и уже два года работает, как часы. Расходует плюс-минус, как вы посчитали.

Кстати, у него китайский генератор Gerrard на 6 кВт, так говорит, что это лучше, чем всякие Hyundai. Они не привыкшие к нашему топливу, и если «кормить» плохим бензином, то изнашивается поршневая группа, карбюратор. Мало того, что переплатил два раза за корейца – так еще и получи геморрой в подарок)

Тоже собираюсь взять, и как раз выбираю между бензиновым и дизельным. Наверное, возьму дизель чисто из-за стоимости топлива. Тем более оно дольше хранится. Были у кого то проблемы с дизельными генераторами?

Очень понятно и подробно, респект автору. Мне, получается, нужен бензиновый, потому что потребность скорее эпизодическая (т-т-т, чтоб не зглазить)) на 5 кВт, наверное это популярный номинал. Только в примере расчета я бы не стиральную машинку учитывала, стирку можно и отложить, а свой электрический котел, но это мой частный случай.

Особливості генераторів з різними типами двигунів

Генератор являє собою силову установку, яка виробляє електричну енергію. Генератори знайшли широке застосування як в побуті, так і на виробництвах чи промисловій сфері. Використовуються генератори як резервне або основне джерело живлення. Серцем електрогенератора будь-якої моделі є його двигун. Саме від типу двигуна і його характеристик залежать робочі параметри мініелектростанції. Двигун внутрішнього згоряння визначає потужність, рівень шуму, час безперервної роботи самого генератора. Також від ДВЗ залежать і експлуатаційні витрати, а отже, і вартість виробленої установкою електроенергії.

Генератори можна розділити на 3 групи в залежності від виду палива, що живить двигун установки: дизельні, бензинові та газові.

Сьогодні пропонуємо розібрати основні переваги та недоліки кожного з видів електрогенераторів.

Генератори з бензиновим двигуном

В якості пального для мініелектростанції такого типу використовують бензин АІ-92/АІ-95, а потужність коливається в найширшому діапазоні від 0,5 кВт до 20,0 кВт. Двигуни бензогенераторів можуть бути як двотактними, так і чотиритактними.

Кращі бензинові генератори пропонують такі виробники: Honda (Японія), Dalgakiran (Туреччина), Briggs&Stratton (США), Mitsubishi (Японія), Lombardini (Італія), AL-KO (Німеччина).

Переваги бензинових генераторів:

• Більш доступна ціна в порівнянні з газовими або дизельними аналогами. Часом, різниця в ціні буває дуже істотна, аж до того, що аналогічна модель генератора з дизельним ДВЗ буде у два рази дорожче, ніж такий же агрегат, але з бензодвигуном.
• Відносно високі показники рівня шуму. Як правило, значення цього параметра коливається в межах 55-75 Дб.
• Простота і легкість в обслуговуванні та експлуатації, а також досить компактні розміри.
• Навіть при температурі нижче 0 °C гарантований легкий запуск обладнання. Як правило, крайня межа по температурі – до 15 °C.

Недоліки бензогенераторів:

• Бензин коштує дорожче, ніж дизельне паливо або газ, тому і вироблена електроенергія виходить дорожчою.
• Дизпаливо і зріджений газ мають більший термін зберігання в порівнянні з бензином, крім того, при зберіганні бензину необхідно дотримуватися певних умов.

Генератори з дизельним двигуном

Генератори з таким ДВЗ — оптимальний вибір в якості джерела резервного живлення на період роботи понад 7 годин. Дуже часто саме дизельні генератори використовують під час ліквідації аварій, адже дизпаливо менш летке, ніж бензин, а у двигуні такої електростанції не використовується система запалювання, тому ризик загоряння зведений до мінімуму.

Лідери у виробництві дизельних електростанцій: Honda (Японія), Dalgakiran (Туреччина), Lombardini (Італія), Iveco (Італія), Robin (Японія), Hatz (Німеччина), Perkins (Великобританія), Yamaha (Японія), Scania (Швеція).

Переваги дизельгенераторів:

• Висока надійність і великий моторесурс.
• Низька вартість виробленої електроенергії шляхом нижчої вартості пального.
• Доволі швидка окупність не дивлячись на вищу вартість (в порівнянні з генераторами бензиновими). За умови активного і частого використання.
• Умови зберігання дизпалива мають нижчі вимоги (в порівнянні з бензином і зрідженим газом).

Недоліки генераторів з дизельним ДВЗ:

• Консистенція дизельного палива дуже залежить від температури. При мінусових температурах паливо стає більш в’язким, аж до утворення кристалів парафіну. Крім того, «літнє» дизпаливо вже при температурі +30 °C стає досить в’язким. Тому, наприклад, якщо використовувати дизельгенератор взимку поза приміщенням, то обов’язково варто подбати про підігрів палива.
• Вищі вимоги до експлуатації.
• Високий рівень шуму: більш як 80 Дб, іноді досягає і 120 Дб.
• Дизельні генератори набагато габаритніші та важчі в порівнянні з бензиновими. Це пов’язано з тим, що для спалювання дизпалива потрібно забезпечити високий тиск в камері згоряння, внаслідок чого встановлюється досить масивний блок циліндра.

Генератори з газовим двигуном

В якості пального генератори такого типу можуть використовувати газ різноманітного походження: біогаз, генераторний газ, природний, зріджений і т.д. На вітчизняному ринку найбільшого поширення знайшли газогенератори споживаючі зріджену пропан-бутанову суміш або природний газ (так званий магістральний або мережевий газ). В якості резервного джерела живлення газогенератор застосовується для сеансів в 5-10 год. Газ може поставлятися в установку як з балона, так і за допомогою підключення до системи магістрального газопостачання.

Світові лідери виробництва ДВЗ для газових генераторів: Yanmar (Японія), General Motors (США), Kohler (США), Generac (США), Cummins (США), MDE (Німеччина), FG Wilson (Великобританія), Jenbacher AG (Австрія).

Переваги генераторів з газовим двигуном внутрішнього згоряння:

• Високі показники стабільності та надійності роботи.
• Невисокий рівень шуму, як правило, до 75 Дб.
• Велика безпека для екології, адже вихлопи містять набагато менше сажі й токсичних речовин.
• Газогенератор можна використовувати як когенераційну установку, тобто як джерело та електроенергії, і теплової енергії.
• У порівнянні з бензином і дизпаливом — нижча вартість пального, а отже, при дотриманні певних умов експлуатації, і нижча вартість виробленої електроенергії.

Недоліки газогенераторів:

• Використання газу в якості пального передбачає дотримання вищих вимог зберігання і транспортування. У порівнянні з бензином і дизельним паливом, газ є більш вибухонебезпечним паливом.
• При підключенні газогенератора до системи газопостачання необхідно подбати про складання спеціального проєкту та отримання дозволу. Найчастіше, такі процедури можуть обійтися значно дорожче самої мініелектростанції.
• Також варто подбати про встановлення витяжної вентиляції та спеціальних датчиків витоку газу в тому приміщенні, де установка буде використовуватися.
• Якщо температура навколишнього середовища нижче 0 °C, то газовий балон необхідно встановити в опалювальному приміщенні.