Просто о сложном. Как подобрать генератор?

В этой статье мы собрали весь необходимый минимум знаний о генераторах, который позволит вам не ошибиться при его выборе.

Прежде чем приступить к выбору генератора, стоит четко определиться с тем, какие параметры наиболее предпочтительны для вас. При покупке устройства нужно учитывать его вес, габариты, длительность работы, наличие автоматизации, уровень шума, потребление топлива, мощность и, конечно, цену.

Сколько фаз должно быть у генератора?

Для того, чтобы ответить на этот вопрос необходимо понять, какие потребители будут подключены к электрогенератору. К однофазной электростанции можно подключать только однофазых потребителей. К трехфазной электростанции можно подключать как однофазные, так и трехфазные. Но данное свойство не означает, что трехфазные электростанции всегда лучше. Необходимо помнить, что для большинства генераторов максимально допустимая нагрузка на каждой фазе не должна превышать 30%. На практике это значит, что с однофазной розетки трехфазного генераторы вы не сможете снять больше одной трети от номинальной мощности. Т.е. если у трехфазного генератора номинальная мощность 6 кВт, то с розетки в 220 В вы сможете снять не больше 2 кВт. Кроме того, при подключении потребителей к трехфазным электростанциям необходимо добиваться равномерного распределения нагрузок по фазам.

В итоге трехфазную станцию лучше всего брать только тогда, когда у вас есть трехфазный потребитель. Если же все потребители однофазные, то в абсолютном большинстве случаев стоит остановиться на однофазном генераторе.

Как рассчитать необходимую мощность генератора?

Мощность – это один из главных параметров, которые нужно учитывать при выборе генератора. Чтобы определить необходимую мощность электрогенератора следует проверить мощность приборов, которые будут к нему подключаться. Нужно учитывать, что мощность электрогенератора должна превышать сумму мощностей всех подсоединяемых одновременно приборов, которые будут работать более пяти минут, на 20-30%. Это обусловлено тем, что электростанция будет работать в наиболее оптимальном режиме лишь в том случае, когда подключенная к ней нагрузка не превышает 40-80% от номинальной мощности.

Если мощность генератора подобрана неверно, то, вероятно, вы столкнетесь с:

• перегрузкой генератора и его последующей остановкой;
• снижением срока эксплуатации из-за длительной работы на предельных режимах;
• большим расходом топлива.

Подобрав же мощность правильно, вы получите возможность подключать к запитываемой от электростанции сети не предусмотренных ранее потребителей.

Ватты, вольт-амперы и коэффициент мощности

Обратите внимание, мощность может измеряться в ваттах (Вт) и вольт-амперах (ВА). Если в инструкции к прибору и в инструкции к генератору мощность указана в разных размерностях, то стоит привести оба значения к общей единице измерения. Для перевода кВА в кВт необходимо значение в вольт-амперах умножить на коэффициент мощности (cos ȹ).

Допустим, у нас есть электростанция мощностью 3 кВА и коэффициентом мощности 0,8; произведя несложные вычисления, умножив 3 на 0,8, мы узнаем, что мощность этой установки составляет 2,4 кВт. Теперь вычислим, пылесос какой мощности к ней можно подключить. Обычно (cos ȹ) пылесоса составляет примерно 0,5. Итого, рассчитаем мощность пылесоса: 3 × 0,8 × 05 = 1,2 кВт.

А какой должна быть мощность обогревателя, который можно подключить к описанной выше электростанции? Поскольку обогреватель не обладает реактивностью, коэффициент его мощности равен единимее. Умножим: 3 кВА × 0,8 × 1 = 2,4 кВт. То есть, мощность обогревателя такая же, как и мощность самой электростанции.

Резистивные, индуктивные, емкостные…

Для правильного подбора генератора важно знать резистивные, индуктивные или емкостные приборы вы собираетесь использовать. Резистивныеприборы потребляют ток с активной мощностью, попросту те, у которых нет электродвигателя. К ним относятся нагревательные приборы, лампы накаливания, кухонные плиты. Для данного вида приборов подойдет любой генератор соответствующей мощности, так как они полностью преобразовывают потребляемую мощность в свет или тепло.

Индуктивные – это приборы, которые работают от электродвигателя. Например, компрессор, насос или пилорама. Для этого вида характерна потеря мощности за счет трения обмотки, поэтому в качестве полезной мощности используется всего 70% от исходного показателя. Также в индуктивных приборах дополнительная мощность требуется для запуска двигателя. Поэтому при работе с такими устройствами лучше иметь запас мощности генератора около 20%.

В случае покупки электростанции для подключения к ней индуктивных приборов, непременно следует узнать, какой максимальный ток она способна выдерживать.

Емкостные приборы – это наиболее чувствительные потребители тока (например, профессиональные разрядные лампы, лампы-вспышки). Для работы с такими устройствами используют исключительно асинхронные генераторы.

Пусковой ток

Пусковой ток – это ток, возникающий на короткий промежуток времени после запуска оборудования, оснащенного электродвигателем. Пусковой ток может в несколько раз превышать номинальную мощность агрегата. Значение этого тока можно найти в паспорте прибора. Для приближенных рассчетов можно использовать следующую таблицу:

Маленькая хитрость – если подключать оборудование не напрямую к генератору, а через достаточно толстый и длинный удлинитель смотанный в катушку (нужно намотать провод витками, скажем, на палку), то в этом случае удлинитель ведет себя как дроссель (катушка индуктивности, обладающая высоким сопротивлением переменному току) и пусковые токи на входе в генератор значительно снижаются.

Как правильно подобрать мощность?

Таким образом, при выборе генератора вам нужно:

• определить какие приборы вы будете подключать к генератору;
• определить мощность этих приборов (обычно это можно прочитать в инструкции или на самих приборах);
• знать коэфициенты пусковых токов для этих приборов;
• исходя из типа прибора и его мощности, рассчитать необходимую мощность агрегата.

Если Вы нет возможности точно узнать, какой точно мощности приборы, которые Вы собираетесь подключить, воспользуйтесь следующей таблицей приближенных значений:

Простой пример рассчета мощности генератора

Необходим резервный генератор на дачу, чтобы когда в очередной раз отключат свет на пару дней, холодильник не превратился в дурно пахнущий ящик для овощей и мяса, а в темное время можно было ходить по комнатам не опасаясь травм. Так же было бы здорово, иногда посмотреть телевизор и пропылесосить пол.

Суммарная мощность перечисленных нами приборов составит примерно 1,5-2 кВт. Давайте рассмотрим тип нагрузки, приходящийся на источник питания (генератор). Для этого посмотрим на таблицу пусковых токов, а после этого рассчитаем необходимую мощность для перечисенных выше одновременно подключенных потребителей электроэнергии (возьмем максимальные значения): 0,3кВт×3,3+0,2кВт(две 100Вт лампы)×1+0,08кВт×1+0,8кВт×1,2=2,23кВт. А т.к. обычно максимальная мощность генератора (мощность, которую он может выдавать короткий промежуток времени) обычно превышает его номинальную мощность, для наших целей мы с легким сердцем можем взять генератор на 2 кВт.

Расход топлива

Требуется определить расход топлива для электростанции? Надо знать мощность генератора в кВт. Расход в г/кВт*час умножить на мощность генератора в кВт дает расход в г/час. Чтобы получить в литрах/час надо знать удельную плотность топлива в г/литр (для АИ-95 (А-95)  примерно 750 г/литр, для солярки 840 г/литр) , т. е. расход в г/час поделить на плотность в г/литр. Например, расход бензина 350 г/кВт*час. Мощность генератора 5 кВт. Т.е. потребление топлива при полной мощности - 350х5=1750 г/час. Делим получившуюся сумму на плотность бензина (в нашем случае АИ-95) 750 г/литр и получаем 2,3 л/час.

При точном расчете расхода так же стоит учитывать изменение плотности топлива при изменении внешней температуры. Табличная плотность топлива указывается при номинальной температуре (20 градусов Цельсия). Чем ниже температура, тем меньше и плотность.

Синхронные и асинхронные генераторы

Синхронные генераторы – обладают более низким качеством тока по сравнению с асинхронными, но, тем не менее, они пригодны для аварийного электропитания офисов, холодильных установок, оборудования загородных домов, дач, строительных объектов. Такие генераторы более устойчивы к кратковременным перегрузкам, но плохо защищены от воды, пыли и грязи поскольку для охлаждения протягивают через себя воздух. Основное преимущество таких электрогенераторов – они относительно безболезненно воспринимают пиковые нагрузки. Т.е. для работы приборов с реактивной нагрузкой (имеющих электродвигатель) вам хватит генератора меньшей (по сравнению с асинхронным) мощности.

Асинхронные генераторы плохо переносят пиковые нагрузки, но обеспечивают поддержание напряжения в сети с высокой точностью, поэтому позволяют подключать к ним аппаратуру, чувствительную к перепадам напряжения (например, медицинское оборудование, компьютеры, другие электронные устройства). Источником электрического тока в них служит остаточная намагниченность ротора. Благодаря этому принципу асинхронные генераторы более долговечны: они не требуют воздушного охлаждения и их корпус полностью закрыт и защищен от влаги и пыли. Благодаря невосприимчивости к коротким замыканиям, такие генераторы – идеальный источник питания сварочных аппаратов. Но они чувствительны к перегрузкам и не подходят для питания электроинструментов и других устройств с высокими пусковыми токами.

Какой двигатель вам нужен?

Двигатель – это основная часть агрегата, от его потенциала зависит, как долго прослужит электростанция. Двигатели бывают бензиновые, дизельные и газовые. Срок службы генератора воздушного охлаждения с бензиновым мотором составляет примерно 500-800 моточасов для бензинового китайского двигателя, до 2000 тысяч моточасов для двигателей Honda, Briggs&Stratton или Kohler. Ресурс дизельных двигателей значительно превышает этот показатель и составляет от 2500 моточасов для двигателя с воздушным охлаждением и 3000 об/мин до 20000-30000 для двигателей с жидкостным охлаждением и 1500 об/мин. Ресурс газовых двигателей значительно выше чем у бензиновых и примерно такой как у дизельных. Ресурс газового двигателя воздушного охлаждения составляет 1500-2000 моточасов для китайских двигателей и около 3000-4000 тысяч для японских, европейских и американских двигателей. Что касается двигателей жидкостного охлаждения, то их ресурс начинается от 10 000 моточасов для двигателей небольшого литража, до 40 000-50 000 моточасов для двигателей большого объема.

Бензиновые двигатели, как правило, используются на генераторах средней и малой мощности. Дешевый генератор, невысокий ресурс. Это отличный вариант, если электричество пропадает редко. Дизельные используются для резервного электроснабжения средней и большой мощности. Довольно дорогой генератор с хорошим ресурсом. Чаще всего применяются в строительстве или резерве крупных объектов. Газовые идеально подходят для резервного электроснабжения домов и производств. Газовые генераторы дороже бензиновых и стоят примерно столько же, сколько и дизельные. Но в отличии от обоих у них есть серьезные преимущества: при наличие магистрального газопровода стоимость 1 кВт/ч будет дешевле чем у бензиновых и дизельных, а значит при интенсивной эксплуатации генератор окупится гораздо быстрее. Кроме того, для газовых генераторов жидкостного охлаждения стоимость 1 кВт/ч (с учетом стоимости станции и стоимости ее обслуживания) всегда ниже, чем стоимость 1 кВт/ч от городской сети. В среднем это от 1,5 до 3 рублей за 1 кВт/ч. И это не говоря о том, что газовый двигатель заметно экологичнее и бензинового и дизельного. Например, при работе на метане запах выхлопных газов практически не чувствуется и для загородного дома это важно.

Режим эксплуатации

Правильно определение режима эксплуатации генератора позволит наиболее эффективно использовать его ресурс.

Все данные представленные в таблице приблизительные и не относятся к конкретной электростанции.

Сохранность топлива

Важно помнить, что длительное хранение бензина (более 6 месяцев) ухудшает его свойства, что может привести к поери мощности или даже поломке двигателя. Не забывайте его менять раз в 3-4 месяца, если не пользуетесь генератором. Дизельное топливо более устойчиво к длительному хранени.

Генератор для дачи

Какой выбрать генератор для дачи? В первую очередь нужно определиться, какую суммарную мощность потребляют приборы в вашем доме. Выше мы рассчитали минимально необходимую мощность, для "среднего" дачного домика - 2 кВт. Но ведь хочется не высчитывать каждый раз ватты, а пусть и ограничивая себя, но пользоваться всеми основными электроприборами дома. На практике, для дома в котором проживает 4 человека, оптимальная мощность генератора составляет 4-5 кВт. Ее хватит на основные бытовые приборы дома (вы даже можете забыть, что во всем дачном поселке, ни у кого кроме вас нет электричества).

Что лучше, сэкономить и взять аппарат из Китая или все же выложить необходиму сумму и купить генератор европейского/японского производства? Ответ не такой очевидный, как может показаться на первый взгляд. В первую очередь он зависит от того, как часто генератор будет работать. Ресурс  двигателя современного генератора китайского производства составляет 1-1,5 тысячи часов. Если электричество отключают пару раз в месяц на 6 часов, то вы сами легко можете посчитать, что при такой интенсивности эксплуатации, ресурса хватит лет на 15. Если на обозримые годы бюджетный генератор спокойно сможет обеспечить ваши потребности, то стоит ли переплачивать за более качественный (а значит и дорогой) бренд? Решать вам, но думаю смысла не много.

Когда же нельзя экономить на генераторе? В первую очередь когда вы планируете использовать его крайне интенсивно. Например, электричество подают лишь периодически и генератор будет работать каждый день по несколько часов. В этом случае качество генератора, надежность его работы, в полной мере окупают затраченные на него средства.

Генератор для сварочного аппарата

Правильный подбор генератора для сварочного аппарата должен учитывать огромное количество различных данных, таких как максимальный сварочный ток, мощность, кривая тока и пр. сварочных аппартов. Пусковые токи у сварочного аппарата настолько агрессивные и мгновенные, что плавкие предохранители генератора не успевают расплавиться и сгорает альтернатор. Для простоты и надежности мощность генератора стоит выбирать в три раза бОльшую чем мощность сварочного аппарата. Так же есть второй путь. Перед подключением сврарочного аппарата к генератору выкручивать сварочный ток до минимума и только после этого подключать к генератору. Стоит учитывать, что генератор на 5 кВт готов выдержать сварочный ток в пределах 160А. Увеличение тока выше данного значения увеличивает вероятность выхода генератора из строя.

Соотношение цена/качество

Планирование серьезной покупки всегда включает в себя поиск оптимального соотношения цены и качества. На сегодняшний день качественными агрегатами, хорошим ассортиментом, высочайшим качеством, но не очень демократичными ценами славятся электрогенераторы, производимые в таких странах как Франция, Германия, США и Япония (SDMO, Endress, Generac). Это высококачественное и  надежное оборудование. Но не стоит сбрасывать со счетов генераторы, производимые в Китае. Некоторые бренды в плотную приближаются по качеству и надежности к своим европейским/японским/американским собратьям (например, Ergomax, Kipor, Huter), а по цене стоят в два-три раза дешевле. Есть также бренды, которые находятся между этими двумя категориями – например, российско-китайский ТСС или немецко-китайский Fubag. Европейская культура производства и качественные комплектующие делают их продукцию лучшей в своем классе. Среди газовых генераторов помимо Generac можно выделить генераторы российского производства Gazvolt. Отличительной особенностью этих генераторов является то, что они изначально спроектированы для российских условий эксплуатации — все генераторы в базе оснащаются комплектом для зимней работы, что позволяет добиться уверенного запуска при низких температурах (а это особенно важно для газовых двигателей), а так же настроены под российский газ.

Если говорить о специализации, то лучше, если это будет компания, которая занимается исключительно производством генераторных установок. Так как подобного рода бизнес узкоспециализированный, не рассчитывайте на то, что вам удастся найти название компании, которое у всех на слуху. Также стоит учитывать, что маломощные агрегаты, выпускаемые брендовыми компаниями, могут быть неразумно дорогими. Удостоверьтесь, что компания, производящая генераторы имеет сертификаты качества и ее продукция соответствует мировым стандартам.

Прежде чем купить электрогенератор, подумайте, насколько вы компетентны в данном вопросе. Если вас терзают сомнения – лучше обратитесь за помощью к специалисту. Если же вы точно знаете чего хотите, учли необходимые вам параметры устройства, изучили рынок и определились с ценой – не забудьте заранее подумать о возможном ремонте и внимательно проверяйте гарантийные документы при покупке.