Як вибрати генератор для дому: підбір оптимальних параметрів обладнання

Використання автономних генераторів стало невід’ємною частиною життя в Україні. Взагалі, це досить прості пристрої. Однак важливо правильно вибрати генератор. Неоптимальні характеристики обладнання можуть призвести до надмірних витрат на експлуатацію або, в гіршому випадку, до його нездатності виконувати функції та систематичні перевантаження.

Типи двигунів автономних генераторів

Двигуни внутрішнього згоряння в основному поділяються на двотактні та чотиритактні. Однак для користувача виникає питання: який із них обрати? Двотактний двигун вимагає готування суміші палива і масла, тоді як чотиритактний просто вимагає доливання бензину або дизпалива. Масло також використовується в чотиритактному двигуні, але воно доливається окремо і не викидається разом з вихлопними газами.

Зазвичай двухтактні генератори призначені для невеликої потужності, в межах 1-5 кВт, і в окремих випадках можуть досягати 10 кВт.

Цього може бути достатньо для автономного енергопостачання будинку без великої кількості електроприладів, тому є ймовірність зіткнутися з двотактним двигуном при виборі, хоча в цілому для живлення будинку його переваги виглядають дещо примарними і вибір набагато частіше падає на чотиритактні.

Автономні генератори з бензиновим двигуном

Бензинові двигуни по праву є найпоширенішими в генераторах побутового класу, так як володіють цілим рядом переваг, що нівелюють не особливо критичні для домашнього використання недоліки. У першу чергу це ціна, яка в 2-3 рази нижча дизельного аналога зі схожими характеристиками. Далі йде здатність без особливих труднощів запускатися в мороз до 20 °C, а іноді і вище.

Нарешті, звук таких моторів тихіше ніж у дизельних, а сам двигун здатний працювати на мінімальних обертах (дизелю потрібна мінімальне навантаження, хоча б 40% від номіналу).

При цьому, до мінусів бензину можна віднести тільки відносно малий моторесурс (у межах 4-5 тис. годин) і низьку межу максимальної потужності генератора (15 кВт) – теоретично можна створити і більш потужний, але економічно вигідніше використовувати дизельний двигун.

Автономні генератори на газі

Використання газу дещо зменшує статтю витрати на паливо і в цілому збільшує довговічність бензинових двигунів, так як в продуктах згоряння набагато менше сажі. Якщо ж до хати підходить газова магістраль, то це чи не ідеальний варіант, адже газ відключається набагато рідше, ніж електрика.

Автономні дизельні генератори

Дизельні двигуни внутрішнього згоряння дорожчі у виробництві і важчі, але економічніші і довговічніші, тому використовуються для автономних електростанцій великої потужності або, коли потрібна підвищена економічність і надійність. Особливо актуальні ці вимоги при необхідності живити потужні споживачі струму в цілодобовому або просто тривалому режимі.

Як визначитися з типом генератора

Друга назва цієї частини генератора – альтернатор. Саме він безпосередньо відповідає за вироблення електроенергії, перетворюючи механічну енергію обертання валу двигуна в електричну.

Є два основні різновиди генераторів, які отримали свою назву від відповідних типів електродвигунів, взятих за їх основу – синхронний і асинхронний. Якщо не вдаватися в технічні подробиці, то в основному для рядового користувача різниця буде в простоті обслуговування і якості (стабільності) електрики.

Асинхронний генератор

По простоті обслуговування спочатку безперечно лідирували асинхронні генератори, адже їх ротор короткозамкнутий, тобто не має додаткової обмотки. Це означає, що внутрішню частину асинхронника немає необхідності додатково охолоджувати – проробляти додаткові вентиляційні отвори, через які всередину також потрапляє пил і волога.

Синхронний генератор

Що до якості вироблюваної електрики, то тут краще себе показували синхронні генератори – у них набагато менша залежність вихідної напруги від частоти обертання вала двигуна (у асинхронних вона лінійна, а синхронні видають задану напруга навіть при деяких відхиленнях).

Також синхронні генератори набагато краще показують себе в умовах постійно мінливого навантаження і без особливих наслідків витримують короткочасні перевантаження (у асинхронних в такому випадку високий ризик розмагнітити якір).

Як підсумок, асинхронники показують кращі результати тільки якщо їх застосовувати для зварювальних робіт. Якщо потрібно вибрати генератор для дачі або будинку, в більшості випадків синхронний тип генератора є більш кращим, навіть незважаючи на необхідність періодичної заміни щіток і більш високу загальну вартість.

Додатковим козирем є поява безщіткових синхронних генераторів з короткозамкненим ротором, які поступово витісняють асинхронні моделі.

При необхідності живити точну апаратуру варто звернути увагу на генератори з інверторною схемою формування напруги. У таких пристроях генерований струм випрямляється, проводиться через стабілізатор, а потім назад перетворюється на змінний. В результаті, похибки вихідної напруги складають всього 1% від номіналу, тоді як у будь-якій іншій схемі вона становить близько 5%.

Системи запуску автономного генератора

Принципово використовується тільки дві системи запуску генератора – ручна та автоматична. Стартер першої з них приводиться в дію тросом, який треба смикати вручну, тільки спочатку для цього треба переключити живлення, відключивши основну лінію, і потім запускати двигун.

Автоматичний старт проводиться за допомогою досить складної системи, адже крім безпосереднього розкручування стартера треба виконати ряд додаткових дій:

Як підсумок – якщо потрібен генератор, здатний повністю автономно працювати, то необхідно вибирати пристрій з системою автоматичного запуску. Система запуску може скласти досить помітну частину вартості всього обладнання.

Додаткові елементи

Зазвичай все додаткове обладнання призначене для підвищення безпеки і зручності роботи з генератором. Частина його може бути встановлена ще при виготовленні пристрою або додана в магазині (іноді проводяться акції), а решту можна докупити за бажанням.

В першу чергу це захисні пристрої – запобіжники і автоматичні вимикачі, які після відключення заново можуть включатися в ручному або автоматичному режимі (в залежності від класу генератора).

Датчик падіння – ще з заводу встановлюється на більшості генераторів, крім самих маленьких по потужності (також вони не потрібні на двотактних двигунах).

Індикатори – лампові, стрілочні або світлодіодні. Показують інформацію про стан рівня масла, сигналізують про появу перевантаження або просто відображають поточний режим роботи.

Лічильник мотогодин – серйозно полегшує контроль часу, який залишився до наступного капітального ремонту або просто техобслуговування двигуна. Найчастіше присутній ще в заводській збірці.

Вольтметр – корисний при підключенні великого навантаження – показує, якщо генератор починає працювати неправильно. Вважається обов’язковою деталлю, але на малопотужних пристроях може все-таки бути відсутнім – цим часто грішать імениті виробники, як би підкреслюючи впевненість у своїй продукції.

Паливний бак з покажчиком рівня палива і зливним краном. Наскільки необхідними є останні дві деталі, кожен вирішує для себе самостійно, але сам бак в цілому визначає, яку кількість часу генератор здатний пропрацювати без дозаправки. Якщо це пристрій рамного типу, то на нього взагалі намагаються встановити бак на всю довжину рами. Ще треба враховувати, що так як бензиновим пристроям найчастіше потрібні перерви в роботі, то для них може бути підібраний і відповідний обсяг бака – якщо паливо закінчилося, значить треба дати генератору відпочити.

Розетки – одно і трифазні. Їх наявність нічим не регламентована і повністю залежить від виробника. Може бути варіант, коли є звичайна і силова розетки – якщо немає досвіду розрізняти їх «на око», то краще вивчити документацію до генератора, де має бути зазначено, до якої розетки що можна підключати.

Вивід 12 Вольт – для якого роблять затискні клеми, гніздо або окрему розетку. За твердженням користувачів, частіше всього наявність такого висновку радує автомобілістів, так як від нього зручно заряджати акумулятори. Для інших цілей його краще не використовувати, оскільки прилади, яким для роботи треба 12 Вольт зазвичай чутливі і безпосередньо до генератора їх підключати не варто.

Кількість фаз генератора

Зробити вибір між одно і трифазним генератором дуже просто – якщо потрібно підключати трифазні споживачі електроенергії, то вибирається відповідний пристрій, а при наявності тільки однофазних приладів – однофазний генератор.

У деяких випадках для однофазної мережі намагаються встановити трифазний генератор, керуючись тим міркуванням, що можна розкидати фази по різних лініях. Так дійсно зробити можна, але тільки за однієї важливої умови – якщо на кожній фазі буде «висіти» приблизно однакове навантаження – різниця в потужності не повинна перевищувати максимум 30%. Це значить, що якщо дві фази генератора на 15 кВт не будуть зайняті, то на третю можна включити максимум 5 кВт. При цьому сам генератор буде працювати далеко не в номінальному режимі і з часом є великий ризик виходу його з ладу.

У приватному будинку домогтися рівномірного розподілу навантаження практично неможливо, тому якщо переважна кількість приладів однофазні, а один-два – трифазні, то треба або купувати додатковий генератор, або міняти самі електроприлади на однофазні, або не користуватися цими пристроями, коли живлення в будинок подається від генератора.

Підбір потужності генератора

Непосвяченому може здатися, що особливих труднощів у тому, як вибрати бензогенератор для дачі по потужності бути не повинно. Це проста математична задача – якщо на генераторі зазначено, що він може видавати, наприклад, 10 кіловат, то одночасно на нього можна повісити саме таку сумарну потужність. Деякі навіть можуть врахувати, що генератору потрібен певний «запас міцності», відняти від максимальної потужності 20-30% і вважати, що все правильно розрахували. На практиці все дещо складніше і для грамотного розрахунку доведеться враховувати додатковий ряд нюансів.

Запас потужності

Як не дивно, але багато хто забуває про цю прописну істину або просто намагаються заощадити на виборі більш потужного генератора, щоб забезпечити ті самі 20-30% запасу потужності. Як результат – генератор може працювати на знос, що різко знижує ресурс його роботи.

Також неприємний сюрприз може підкинути асинхронний генератор, який хоч і несприйнятливий до струмів короткого замикання, але вкрай чутливий до перевантажень, навіть короткочасним. Справа в тому, що його запуск і роботу забезпечує залишкове магнітне поле якоря – після зупинки генератора ротор зберігає деяку намагніченість, якої вистачає для індукування ЕРС на обмотках статора при наступному запуску пристрою. У моменти пікових перевантажень магнітне поле якоря просто зникає і генератор перестає виробляти струм, хоча двигун продовжує обертатися. У такому випадку доводиться примусово намагнічувати ротор – хоч це і нескладна процедура, але необхідність її повторення в моменти перевантаження користувачеві досить неприємна.

Також запас потужності потрібен для живлення електроприладів з електродвигунами, яким для запуску потрібен струм в 2-3 рази більший від номіналу.

Активна і реактивна потужність (вольт-ампер і коефіцієнти)

Найпростіший приклад, коли може з’явитися враження, що несправний генератор, виникає у разі неврахованої реактивної потужності електрообладнання. Простими словами її можна назвати паразитним явищем, коли частина потужності витрачається не на роботу електроприладу, а на втрати (виділення тепла тощо).

Не заглиблюючись в нетрі електротехніки, пересічному користувачеві для виконання правильних розрахунків потрібно знати, що будь-який електроприлад, в якому є електродвигун, має реактивну потужність – в його обмотках відбувається зсув фаз і виникають додаткові втрати електроенергії. Тому потужність тут визначається добутком сили струму і напруги відносно коефіцієнта потужності (Cos φ), який для кожного приладу свій і може складати від 0,3 до 1 (чим більше, тим менше втрати).

Те ж саме відноситься і до самого генератора – так як по суті це електродвигун, то він володіє своїм коефіцієнтом, який зазвичай дорівнює 0,8 (хоча можуть бути й інші значення). Це значить, якщо на генераторі вказана потужність 15 кВт, то це активна складова, а при підключенні реактивного навантаження доведеться враховувати коефіцієнт і в результаті вийде 15*0,8=12 кВт і це без урахування коефіцієнтів питомих електроприладів.

Також розраховується і реальна потужність електроприладів. Приміром, є пилосос з паспортною потужністю 1000 Вт і коефіцієнтом 0,6. У такому разі від генератора він буде забирати не 1 кВт, а 1000/0,6≈1,7 ВА (Вольт-Ампер). Такі розрахунки не доведеться проводити, якщо виробниками спочатку вказана потужність замість звичних кВт в Вольт-Амперах, хоча якщо частина обладнання промаркована кіловатами, а інша вольт-ампер, то попрактикуватися в перекладах між системами вимірювань доведеться.

Ємнісне навантаження

З поняттям ємнісне навантаження найчастіше стикаються професійні фотографи – саме вони можуть використовувати на виїзді освітлювальні прилади на основі розрядних ламп або їм подібні.

Сам характер отримання ємнісної складової електричного струму передбачає використання асинхронного генератора, так як він видає напругу «м’яким» способом – поле статора обертається вслід за ротором.

Використання генератора для електропостачання будинку або дачі

Вибираючи генератор для приватного будинку одним з головних питань буде розуміння того, як саме він буде використовуватися в якості резервного або постійного джерела електроенергії. Тільки точно знаючи відповідь на це питання можна підбирати тип двигуна, потужність інвентора і вирішувати, взяти якісний брендовий пристрій або бюджетну китайську модель.

У будь-якому випадку, якщо потрібен генератор для цілого будинку, нехай навіть це просто дача, немає сенсу дивитися в бік переносних моделей, потужністю 0,8-1,5 кВт. Їх вистачить лише для роботи освітлювальних приладів і телевізора, а навіть малопотужний холодильник при запуску може викликати перевантаження.

Також треба бути готовим виділити генератору окреме приміщення і зовсім добре, якщо є можливість зробити там звукоізоляцію і опалення. Останнє запитання особливо важливе при необхідності використання дизельного двигуна.

Все більшу популярність набувають готові рішення, в яких бензиновий, газовий або дизельний генератор укладений у спеціальний корпус. Такі електростанції монтуються на бетонному майданчику неподалік від будинку. Якщо засоби дозволяють, то краще віддати перевагу таким системам, так як це найбільш практичні, зручні і надійні пристрої.

При необхідності, можна зробити такий контейнер самостійно. Нижче ви можете бачити приклад подібної конструкції, виготовленої з профнастилу.

І одне з головних питань – спосіб підключення генератора до домашньої мережі. Для цього підходять виключно рубильники типу «або-або» – вони повністю виключають можливість попадання електричного струму з основної лінії енергопостачання на обмотки генератора, що без варіантів призводить до їх перегорання.

Використання генератора в якості резервного або аварійного джерела для житлового будинку

Якщо електрику на основній лінії відключають лише час від часу, то можна привітати себе з можливістю заощадити. Крім того, що немає особливої необхідності купувати потужний генератор, для цих цілей цілком підійде пристрій китайського виробництва з бензиновим двигуном. Ресурс роботи такого генератора становить близько 1-1,5 тисяч годин і якщо запускати його раз в тиждень на 3-4 години, то нескладно підрахувати, що його цілком вистачить на 12-15 років.

Інше питання, якщо вимикається електрика чи не щодня (немає сенсу думати, куди при цьому дивляться енергопостачальні організації – частіше швидше вирішити проблему своїми силами) – у такому разі вигідніше придбати брендовий генератор. Навіть пристрої з бензиновим двигуном від перевіреного виробника володіють ресурсом в 4-5 тис. годин.

Наступним пунктом економії стане пристрій запуску двигуна – якщо електрика відключається час від часу, то можна включати генератор вручну. Звичайно, це займає деякий час, але позбавляє від необхідності переплачувати за окрему систему автоматичного запуску. Втім, рішення про необхідність її використання в будь-якому випадку треба приймати на місці.

Ще, при використанні ручного вмикання генератора, обов’язково треба подбати про систему сигналізації появи електрики в основній мережі. Для цього можна окремою лінією провести в приміщення звичайну лампочку, яка буде включатися повз генератор – коли вона засвітиться, значить можна перемикатися на загальну лінію.

Використання генератора в якості постійного джерела електроенергії

Якщо в якості резервного джерела економічно більш виправдано використання генераторів з бензиновими двигунами, то для постійної роботи без варіантів доведеться вибирати виключно з моделей з дизельним і від перевірених виробників такого устаткування.

Так як генератор буде працювати практично без перерв, то в обов’язковому порядку треба звертати увагу на наявність у ньому водяного охолодження – це ускладнює всю конструкцію, а для стаціонарного пристрою це далеко не самий критичний фактор.

Також треба з усією ретельністю підійти до питання про підбір потужності пристрою – якщо немає навичок підрахунку активної і реактивної потужностей, то цю справу краще довірити фахівцям. Навіть якщо продавець генератора не зможе проконсультувати на цю тему і послуга буде замовлена платно на стороні – вона в будь-якому випадку окупиться.

Швидше за все, для роботи в якості постійного джерела струму немає сенсу купувати генератор з автоматичною системою запуску. У такому разі потреба в ній це рідкісний виняток, а якщо раптом вона знадобиться, то її завжди можна встановити окремо.