Трудности загородной жизни и строительства часто связаны с обеспечением бесперебойного электроснабжения. Эти проблемы, как правило, приходится решать приобретением автономного источника питания – генератора. Покупка сложной техники оправдывается не только в случаях проблем со стабильной подачей электричества. Резервный источник питания может понадобиться совершенно неожиданно. И тогда даже в случае внезапного отключения электричества основные системы дома продолжают функционировать.
На данный момент на рынке представлено такое многообразие моделей и вариантов генераторов, что разобраться, какой из них подходит для решения конкретной задачи, действительно сложно. Для начала нужно определиться, сколько мощности потребляет дом. Понятно, что у каждого домовладельца цифра будет своя. В среднем, для загородного дома для поддержания систем обеспечения нужно не менее 10-15 кВт. Небольшой дачный домик или бытовка потребляет 2,5-5 кВт.
Намного сложнее определить, не имея опыта использования, какой тип генератора выбрать: инверторный, обычный бензиновый или дизельный.
Рассмотрим плюсы и минусы каждого варианта.
Обычные генераторы.
По сути, это маленькая электростанция у вас в гараже - топливо сгорает, двигатель вращает генератор, механическая энергия преобразуется в электрическую.
Плюсы:
Минусы:
В таких генераторах качество вырабатываемой электроэнергии напрямую зависит от того, насколько оптимальная нагрузка выбрана для двигателя - он должен вращаться с постоянной скоростью. То есть основная проблема таких машин не в частых поломках, как иногда жалуются пользователи, а в неграмотном использовании. При работе генератора на номинальной мощности и регулярном ТО он будет служить много лет без нареканий. Еще одна проблема, которая может возникнуть при использовании такого генератора - изменения выходного напряжения при повышении или снижении оборотов двигателя. Для домашнего освещения и части приборов небольшие изменения напряжения не являются критичными, но для некоторых дорогостоящих систем - холодильников, циркуляционных насосов, систем умного дома или контроллеров газовых котлов, любое изменение качества электроэнергии может привести к отказу оборудования или преждевременной поломке.
При выборе генератора необходимо обратить внимание на дополнительные возможности современных моделей:
Инверторные генераторы.
Принцип работы инверторного генератора отличается от классической схемы тем, что электроэнергия не поступает в сеть напрямую. Сначала при сгорании топлива производится переменный ток высокой частоты, затем он преобразуется в постоянный, и накапливается в батарее.
Плюсы:
Минусы:
Инверторный генератор будет идеальным решением для обеспечения бесперебойного питания чувствительных приборов, которые боятся перепадов напряжения: котлов отопления, зарядных устройств ноутбуков, компьютеров, сложной электронной техники.
То есть, получается, что если есть необходимость в постоянном обеспечении электроэнергией помещений, зданий, строительных площадок, решить проблему аварийного освещения, то имеет смысл рассмотреть обычный дизельный или бензиновый генератор. Работая на полной загрузке, он прослужит долго и не будет требовать ремонта или дополнительных вложений в течение длительного времени. Своевременная замена масла и использование качественного топлива увеличивают срок службы генератора.
При аварийном обеспечении электроэнергией жилого дома, в буквальном смысле напичканного электроприборами, лучше использовать генераторы инверторного типа. Замена и ремонт многочисленной техники, сгоревшей при внезапном скачке напряжения, обойдется дороже, чем самый дорогой генератор.
Если нужно решить обе задачи одновременно, то можно выбрать комбинированный вариант, одновременно используя и инверторный и обычный генераторы. Участок, освещение гаража, дома и бани обеспечить энергией с помощью обычного генератора, например, подойдет эта модель на 6,5 кВт.
А вот отопительный котел, сложную кухонную технику, насос в скважине лучше подключить к генератору инверторного типа, который можно выбрать из нескольких моделей на 3,5 кВт, как этот
или на 2,5 кВт, который можно посмотреть по
ссылке
.
При отключении электроэнергии в основной сети или невозможности подсоединения помещений к ней используются специальные генераторы с автономным приводом. Наибольшее распространение получили обычные установки с бензиновым или газовым двигателем и инверторные генераторы. Устройства последнего типа являются самыми современными, за счет своих характеристик применяются для питания электрических сетей в жилых помещениях и частных домах.
[ Скрыть ]
Инверторный генератор представляет собой машину для вырабатывания электроэнергии с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Полученный электрический ток со стабильными параметрами частоты и напряжения подается к конечным потребителям.
К основным особенностям конструкции инверторного бензогенератора относятся прямое соединение коленчатого вала двигателя и ротора, а также использование преобразователя синусоиды генерируемого тока.
В состав конструкции инверторного генератора входят:
Схема конструкции портативного инверторного генератора
На распределительном щите генераторов могут быть клеммы переменного тока с напряжением 220 в и постоянного на 12 в. В цепи питания имеется предохранительный элемент, рассчитанный на номинальную мощность нагрузки. При ее превышении предохранитель автоматически размыкает цепь и предотвращает работу установки с перегрузкой.
Инверторные генераторы имеют индикатор уровня масла, который автоматически отключает зажигание при падении ниже критического.
Инверторные установки с мощностью до 1,0 кВт выполняются в корпусе с ручкой для переноски. Примером установки может служить Fubag TI100, который при весе 14 кг развивает мощность до 900 Вт (при номинальном напряжении 220 Вольт). Запуск генераторов такого рода выполняется ручным стартером.
Более мощные модели оснащаются колесами для перемещения и не имеют сплошного пластикового кожуха. Примером установки такого класса является Fubag TI 7000, имеющий при весе 86 кг выходную мощность 6,5 кВт. Для запуска применяется электрический стартер с питанием от отдельной батареи. В случае отказа системы электрического старта двигатель заводится резервным ручным стартером.
Принципиальная схема инверторного генератора
Инверторные генераторы разделяются на несколько видов по типу топлива для двигателя:
Инверторный генератор отличается от обычного принципом преобразования электрического тока и возможностью регулирования частоты вращения двигателя в зависимости от нагрузки. По отзывам владельцев можно выделить отрицательные и положительные стороны генераторов различных типов.
К преимуществам инверторных моделей относят:
Положительной стороной классических генераторов является возможность создания установки высокой мощности (до сотен или тысяч кВт). При использовании устройства на полную мощность и регулярном техническом обслуживании ресурс установки не уступает инверторным моделям.
Обзор инверторной установки ELP LH1000i предоставлен каналом Квадроциклы CFMOTO.
Опыт использования инверторных установок позволил выделить отрицательные моменты:
Обычные генераторы также не лишены недостатков:
В случае необходимости подключения к сети компьютерной техники, телевизора или холодильника требуется применение инверторного устройства. Если генератор применяется в качестве аварийной установки или исключительно для цепей освещения, то для этой задачи подойдет обычный тип.
При необходимости обеспечения электроэнергией загородного дома и надворных построек возможно создание комбинированных линий электропитания с применением двух генераторов.
На российском рынке представлены модели нескольких десятков компаний, например:
Перед тем как выбрать генератор, необходимо обратить внимание на несколько параметров:
По отзывам покупателей, лучшие модели инверторных генераторов:
При эксплуатации генераторов требуется соблюдать правила:
При соблюдении правил эксплуатации инверторный генератор не доставит владельцу проблем и избавит от проведения дорогостоящих ремонтных работ.
Малогабаритные электростанции для домашнего использования получили широкое распространение благодаря тому, что с их помощью легко решаются проблемы с подачей электроснабжения. Компактные бензиновые и дизельные генераторы используются как для обеспечения бесперебойного электроснабжения, так и для выработки электричества в тех местах, где отсутствуют линии электропередач: на участке строительства, на пикнике. Выбор потребителей затруднен тем, что в продаже имеются несколько вариантов генераторов:
Оба типа работают на абсолютно одинаковом принципе: работа двигателя внутреннего сгорания преобразуется генератором в напряжение переменного тока 220 В при мощности потребителей до нескольких кВт. Отличие состоит в принципе стабилизации параметров выходного напряжения.
Как уже говорилось, оба типа электростанций имеют схожую конструкцию, которая включает в себя два основных элемента:
Электрическое напряжение сети переменного тока должно удовлетворять следующим условиям:
Несоблюдение параметров напряжения может вызвать повреждение или неработоспособность подключенных устройств. Особенно это касается стабильности уровня напряжения. Отклонение частоты сети может привести к нарушению нормального функционирования устройств, имеющих в конструкции двигатели переменного тока: циркуляционные насосы систем отопления, компрессоры холодильного оборудования.
В классическом варианте электростанции бензиновый или дизельный двигатель вращает ротор генератора переменного тока. С обмоток статора снимается напряжение переменного тока и поступает далее на распределительную панель электростанции для выдачи потребителям.
Увеличение тока потребления нагрузкой вызывает тормозящее усилие на ротор генератора, снижая, таким образом, частоту вращения. В результате понижается амплитудное значение напряжения и его частота. Снижение нагрузки вызывает обратный эффект. Самое опасное явление – при резком уменьшении потребляемой мощности возможны скачки напряжения, достигающие опасной величины.
Стабилизация частоты вращения в классических устройствах осуществляется в двух направлениях. Непосредственно частотой вращения двигателя внутреннего сгорания управляет центробежный регулятор, который регулирует подачу топлива, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Для более тонкой регулировки в статоре генератора предусмотрена дополнительная стабилизирующая обмотка, нагруженная на конденсатор. При увеличении частоты переменного напряжения сопротивление конденсатора уменьшается. Следовательно, увеличивается нагрузка на дополнительную обмотку. Увеличение тока дополнительной обмотки вызывает появление тормозящего магнитного поля, которое снижает частоту вращения ротора. При уменьшении оборотов процесс происходит в обратном порядке. Тормозящее поле стабилизирующей обмотки уменьшается, обороты статора возрастают.
Из данных рассуждений следует вывод – главный недостаток классических генераторов состоит в том, что, вне зависимости от величины нагрузки, обороты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания должны быть постоянными. То есть максимальная эффективность достигается только в режиме максимальной нагрузки. При минимальной мощности подключенных потребителей двигатель будет работать в холостом режиме, бесполезно расходуя топливо.
Обратите внимание! Не рекомендуется длительная работа генератора в режиме малой потребляемой мощности и на предельном режиме, поскольку как недогруженный, так и перегруженный бензиновый двигатель внутреннего сгорания может быстро выйти из строя.
У инверторного генератора используется тот же самый принцип выработки электроэнергии. Отличие заключается в том, что выходное напряжение генератора не идет сразу потребителю. В первую очередь, напряжение преобразуется в постоянное при помощи выпрямителя, сглаживается фильтрующим конденсатором, а затем поступает на инвертор для преобразования в переменное. В состав инвертора входят мощные транзисторные ключи, управляемые схемой на микроконтроллере.
Подобная схема построения имеет следующие преимущества:
Точность регулировки параметров выходного напряжения у инверторных генераторов является одной из самых высоких.
Это не одно из преимуществ инверторного генератора. Не менее важной особенностью является высокая экономичность. Это основано на том, что нет необходимости в строгом поддержании частоты вращения коленчатого вала и ротора генератора. Все равно переменное напряжение сначала выпрямляется. Это значит, что при работе с маломощной нагрузкой ротор генератора вращается с низкой частотой, и расход топлива минимальный. Большой вклад в снижение расхода топлива вносит встроенная аккумуляторная батарея, поскольку часть выработанного напряжения идет на ее зарядку, а включается батарея в работу либо для компенсации пиковых всплесков потребляемой мощности, либо при работе на минимальную нагрузку, когда ее емкости достаточно для работы инверторного преобразователя. Такое решение снижает ограничение на длительную работу при маленькой нагрузке с сохранением надежности системы в целом.
Все более широкое распространение инверторных устройств обуславливается высокими эксплуатационными характеристиками:
Обладая превосходными электрическими параметрами и высокой экономичностью, инверторные генераторы имеют недостатки, которые следует учитывать при выборе:
Многие модели электростанций имеют возможность не только ручного запуска, но и при помощи электростартера. Это важно при использовании их в системах автоматического резервирования электропитания.
Большинство устройств снабжено защитой от превышения допустимого тока нагрузки, внезапных скачков напряжения. Часто имеется дополнительный выход для отбора низкого напряжения постоянного тока.
Все без исключения устройства имеют на панели измерительные приборы, позволяющие контролировать значение выходного напряжения, а дорогие многофункциональные устройства оснащены жидкокристаллическими дисплеями, которые позволяют оценивать большинство параметров, в том числе и форму напряжения на выходе, величину нагрузки, степень заряженности аккумулятора и количество оставшегося топлива. Инверторная схема содержит в себе микроконтроллер, при помощи которого легко реализуются всевозможные дополнительные функции контроля и управления.
Многообразие представленных моделей на рынке затрудняет выбор необходимого устройства. Обычно на первом месте стоит величина допустимой мощности нагрузки. Помочь в этом могут следующие данные по величине мощности:
Обратите внимание! В случае использования миниэлектростанций на строительстве их мощность должна не менее чем в полтора раза превышать мощность подключаемого электроинструмента. Так, если используется болгарка с мощностью 2 кВт, то в момент пуска ток потребления превышает номинальный в 1.5-2 раза. Следовательно, мощность генератора должна быть не менее 3 кВт.
Какой генератор выбрать, классический или инверторный? Для питания подавляющего большинства потребителей вполне достаточно обычного устройства. Выбор в пользу инвертора следует делать в следующих случаях:
Классическая миниэлектростанция более пригодна, если:
Бензиновый двигатель работает на высокооктановом бензине, дизельный –требует для работы соответствующее дизельное топливо. Иногда можно встретить конструкцию электростанции, которая работает с использованием сжиженного газа.
Самым распространенным заблуждением, которое всячески поддерживается производителями инверторных генераторов, является якобы плохая форма выходного напряжения.
Во-первых, напряжение со статора генератора без подключения всякого рода полупроводниковых преобразователей, наоборот, имеет идеальную синусоиду. Это обусловлено самим принципом работы электрических машин. Достаточно вспомнить, что большинство электростанций, гидравлических, тепловых, атомных, то есть основанных на преобразовании механической энергии в электрическую, работают по совершенно одинаковому принципу с домашней электростанцией. А вот полупроводниковые элементы имеют нелинейную характеристику, и получение строгой синусоиды при помощи полупроводниковых преобразователей, в том числе инверторов, требует больших технических ухищрений.
Во-вторых, большинство современных потребителей используют встроенные импульсные источники питания, которым не важны форма и частота напряжения (в разумных пределах), поскольку первое, что содержит схема блока питания, – это выпрямитель и фильтр. Таким потребителям, как утюги, электрочайники и электроплиты, вообще все равно, какое напряжение подается на вход. Единственные устройства, которым важны частота и форма напряжения питания, – асинхронные двигатели и трансформаторы.
Второе распространенное заблуждение связано со сложностью конструкции инверторных генераторов. Здесь можно сказать, что это касается, главным образом, лишь изделий малоизвестных производителей, которые предлагают дешевое оборудование. Ведущие фирмы отработали схемные решения инверторов до совершенства, используют только качественные комплектующие и совершенные линии сборки. Электронная схема блока управления и контроля инверторных устройств защищена от воздействия влаги и пыли, поэтому хорошие устройства выходят из строя крайне редко и при соблюдении рекомендованных требований могут прослужить достаточно долго.
Что касается поломок двигателей внутреннего сгорания, то в большинстве конструкций используются уже давно обкатанные приводы, имеющие высокую надежность и долговечность. При условии использования требуемых и качественных горюче-смазочных материалов, регулярном техническом обслуживании (замена фильтров, свечей зажигания) выход из строя двигателей маловероятен.
Как было показано, от правильной формулировки требований зависит, какой конструкции устройства отдать предпочтение. Оба типа имеют свои области применения, преимущества и недостатки, но зачастую могут быть взаимозаменяемы, поэтому нельзя категорически утверждать, что же все-таки лучше. В настоящее время, пока цены на инверторные устройства не снизятся до разумных пределов, большая часть покупателей ориентируется на привычные устройства, которые используют бензиновый двигатель с генератором переменного тока и простейшей схемой управления.
Бензиновый генератор является одним из самых удобных вариантов обеспечения автономного электроснабжения. Универсальность большинства моделей позволяет использовать их и как резервный источник (кратковременная работа), и как временный (постоянная работа).
Генератор любой конструкции и мощности можно воспринимать как 2 ключевых узла:
Оба узла влияют на мощность, шумность, степень автономности и другие параметры устройства. Однако именно альтернатор определяет эффективность перевода одного типа энергии в другой, то есть эффективность генератора в целом.
И вот тут мы узнаем, что альтернаторы бывают двух типов: стандартные и инверторные. Рассмотрим, чем отличается инверторный бензогенератор от обычного?
Стандартный альтернатор, в упрощенном виде, представляет собой набор медных катушек, посредством которых и производится преобразование энергии вращения в электричество. Работа стандартного альтернатора характеризуется периодическими изменениями частоты тока (незначительными, но достаточными для нарушения работы точной электроники).
Кроме того, стандартный альтернатор эффективно работает при максимальных оборотах двигателя, независимо от оптимальной нагрузки в сети. Это приводит к перерасходу топлива, повышенному уровню шума и ускоренному износу двигателя.
С другой стороны, стандартный альтернатор характеризуется низкой стоимостью и широкой доступностью.
Инверторные альтернаторы имеют более сложную конструкцию и немного другой принцип работы. Зачастую, это выражается в наличии дополнительных этапов на пути тока к потребителям:
Именно последние 2 этапа определяют специфику инверторных генераторов. Они позволяют им выдавать очень стабильный ток с минимальным разбросом частоты. Кроме того, инверторный альтернатор более эффективно взаимодействует с двигателем, что позволяет снижать обороты при умеренном потреблении. Отсюда экономия топлива, низкий уровень шума и возможность уменьшить габариты устройства.
Благодаря стабильности работы, инверторный генератор можно подключать к компьютерам и другой сложной технике.
Однако такие генераторы являются более дорогими по сравнению со стандартными моделями. Кроме того, отсутствуют инверторные генераторы высокой мощности. Какой вариант лучше?
Ответ на вопрос, какой бензогенератор лучше: инверторный или обычный, зависит от специфики ситуации. Если есть вероятность, что генератор будет питать сложную электронику в бытовых условиях (дома или на даче), то инверторные модели лучше. Если же речь идет об освещении или о необходимости запитать энергоемкое оборудование, то лучше будут стандартные генераторы в силу дешевизны и наличия мощных моделей.
Современный рынок электротехнического оборудования предлагает в настоящее время два вида генераторов, с помощью которых, сжигая углеродное топливо (бензин, дизтопливо или газ), можно получить электрическую энергию. Проблема эта актуальная, потому что работа отечественных энергоснабжающих организаций оставляет желать лучшего. А периодическое отключение подачи электрического тока, подтверждение тому. Итак, нас в этой статье будет интересовать один вопрос: инверторный генератор или обычный – что лучше?
Чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо рассмотреть принцип работы двух видов генераторного оборудования, положительные и отрицательные стороны конструкции и эксплуатации, и обратить внимание на некоторые позиции, касающиеся экономической стороны дела.
Принцип работы обычного генератора достаточно прост. Углеродное топливо при помощи стандартного двигателя, устроенного под определенный вид топлива, приводит в движение вал, который напрямую соединен с альтернатором. Последний – это электрогенератор переменного тока, который преобразует механическую энергию в электрическую за счет установленных в его конструкции роторной обмотки и магнитов.
То есть, никаких посредников, поэтому очень важно, чтобы вращение вала, а соответственно и ротора, происходило при одинаковых оборотах. Снижение или увеличение скорости вращения приводит к снижению качества выработки электрического тока. Это и есть главный недостаток классического генератора¸ ведь со временем вращающиеся узлы и детали изнашиваются, что приводит в основном к снижению скорости вращения.
Вы приобрели генератор мощностью 5 кВт, а потребляемая мощность всех бытовых приборов и освещения в доме приблизительно 3 кВт. То есть, почти на половину генераторный агрегат будет работать вхолостую. Но при этом он будет «съедать» топлива именно на 5 кВт. Поэтому перед тем как купить это оборудования, необходимо точно рассчитать потребляемую мощность в доме. И уже под нее приобретать сам аппарат.
Многие потребители, приобретая генераторную установку, редко заглядывают в инструкцию или паспорт. А именно в этих документах производители предупреждают, что работа генератора ниже 25-процентной нагрузки строго запрещена. Обычно также указывается срок, в течение которого такая нагрузка разрешена, ведь экстренных ситуаций в жизни бывает много. Обозначается данный срок в часах в год. То есть, превышение данного показателя снимает всю ответственность производителя.
Внимание! Самое удивительно то, что большое количество жалоб от потребителей поступает именно по этой причине. Поэтому рекомендуем сначала изучить сопроводительные документы, а затем уже приобретать или эксплуатировать генератор.
Несмотря на то что у генераторов с классической технологий выработки электроэнергии столько недостатков, есть у них и один достаточно существенный полюс – это приемлемая цена оборудования в сравнении с другими разновидностями. Добавим сюда неплохую надежность агрегата и широкий диапазон мощностей. Что касается надежности и длительного срока эксплуатации, то все это будет в реальности, если генератор загружать по полной и делать периодически технический осмотр.
У инверторного генератора совершенно другой способ выработки электрической энергии, хотя это все тот же аппарат переменного тока. Он не выдает электроэнергию напрямую, как это происходит в классической модели. В его конструкции установлено несколько промежуточных узлов, основной из которых – аккумулятор.
Как происходит выработка электрического переменного тока?
Зачем необходима такая сложная схема, в чем ее преимущество? Все опять-таки упирается в расход углеводородного топлива. Для такого агрегата нет необходимости поддерживать постоянную скорость вращения ротор, она может быть достаточно небольшой, и этого будет хватать, чтобы зарядить аккумулятор. Правда, при сниженном вращении увеличится время зарядки. Но в данном случае это не столь важно. Получается так, что чем меньше скорость вращения, тем меньше топлива расходуется.
В дополнении можно сказать, что именно этот параметр влияет на размеры генератора. Он становится компактным и легким. Плюс – это бесшумная работа.
В принципе, основных недостатков два:
Что касается аккумулятора, то здесь есть еще один негативный момент. Его емкость может не выдержать необходимого объема потребления электроэнергии. То есть, вы сначала рассчитывали на определенную нагрузку в электрической сети дома, а через несколько месяцев она возросла. При этом батарея будет быстро разряжаться, а зарядка будет производиться медленно, ее-то и не будет хватать на потребляемую мощность. Придется отключать генератор, ждать, когда зарядится аккумулятор, после чего можно пользоваться электрической сетью. Скажем прямо, неудобно.
Итак, в этой статье был проведен разбор на тему: инверторный генератор или обычный классический – что лучше? Как видите, ответить однозначно на этот вопрос нельзя, поэтому рекомендуем сначала определиться с условиями эксплуатации оборудования в доме, а затем на основании анализа сделать правильный выбор.
