Автономное электроснабжение частного дома своими руками Кашкаров Андрей
Основные мировые производители бензиновых моторов: Briggs&Stratton (США), Honda (Япония), Kubota (Япония), Lombardini (Италия), Mitsubishi (Япония), Robin (Япония), Suzuki (Япония), Tecumseh (Италия), Yamaha (Япония).
Отечественные бензиновые движки для агрегатов найти очень сложно, возможно их выпускают в Перми, Санкт-Петербурге и Владимире.
Основные мировые производители дизельных моторов: Acme (Италия), Hatz (Германия), Honda (Япония), Iveco (Италия), Kubota (Япония), Lombardini (Италия), Robin (Япония), Yamaha (Япония), Yanmar (Япония) и др.
Отечественные дизели выпускают в Вятке, Туле, Челябинске, Владимире, Рыбинске, Ярославле.
Электрогенератор
Этот блок (другое его название – альтернатор) вырабатывает электрический ток. В зависимости от типа электрогенератора электростанция лучше справляется с теми или иными задачами. С точки зрения классификации, генераторы бывают синхронными и асинхронными.
Синхронный генератор конструктивно сложнее: к примеру, у него на роторе находятся катушки индуктивности.
Асинхронный генератор устроен гораздо проще: его ротор напоминает обычный маховик. Как следствие, такой генератор защищен от попадания влаги и грязи (имеет
«закрытую» конструкцию). Синхронный и асинхронный генераторы отличаются своими возможностями.
Синхронный генератор
Синхронные генераторы – менее точны, но, тем не менее, они пригодны для аварийного электропитания офисов, холодильных установок, оборудования загородных домов, дач, строительных объектов. Такие электрогенераторы без проблем справляются с энергоснабжением электроинструментов и электродвигателей с реактивной нагрузкой до 65 % от своего номинала. Они легче переносят пусковые нагрузки, способны кратковременно, не более 1 сек, выдавать ток в 3–4 раза выше номинального, и вырабатывают более стабильный ток. Рекомендуются для питания электродвигателей, насосов, компрессоров и другого элекроинструмента, а также (в некоторых случаях) для подключения сварочного аппарата.
Асинхронный генератор
В силу простоты своей конструкции асинхронные электрогенераторы более устойчивы к короткому замыканию (сварочные аппараты) и более устойчивы к перегрузкам, выходное напряжение имеет меньше нелинейных искажений (очень плавная синусоидальная волна); за счет этого обеспечивают поддержание напряжения с высокой точностью.
Применение асинхронного генератора позволяет «запитывать» от агрегата не только промышленные устройства, не критичные к форме входного напряжения, но и аппаратуру, чувствительную к перепадам напряжения (медицинское оборудование, электронную технику).
Асинхронный генератор идеальный источник тока для подключения активной, или омической, нагрузки: ламп накаливания, бытовых электроплит, электронагревателей и других соответствующих потребителей. Позволяет подключать электроинструменты и электродвигатели с реактивной мощностью до 30 % от номинала. При подключении индуктивных нагрузок необходим запас по мощности в 3–4 раза.
Являясь внутриполюсной, саморегулируемой машиной, без щеток и контактных колец, генератор имеет степень защиты IP-54, и не требует технического обслуживания. Перегрузка асинхронных генераторов не допустима.
Что влияет на стабильность оборотов двигателя
На стабильность напряжения оказывает влияние и класс двигателя, а его способность поддерживать постоянные обороты (как правило, 3000 об/мин) при изменениях в потреблении тока нагрузкой. Качество выдаваемого электричества может быть также повышено специальными системами стабилизации AVR (автоматический регулятор напряжения).
Это очень важная опция: превышение номинального напряжения приводит к сокращению срока службы электроприборов, а уменьшение – снижает производительность и экономичность их работы.
В случае падения напряжения тускло горит свет, происходит прерывание в работе бытовой техники, аппаратуре связи.
При повышенной подаче электричества приборы перегорают, вне зависимости от того, работают они в момент аварии, или нет. А сбой в работе автономного тепло– или водоснабжения загородных домов и коттеджей, а также водяных насосов, водонагревательных котлов, охранных систем может привести к их остановке и поломке.
В качестве конструктивного исполнения более предпочтительны генераторы бесщеточные, так как они не требуют обслуживания и не создают помех. В данном случае «машина» GNR 800A фирмы Hammer вполне соответствует рекомендациям.
Основные производители альтернаторов: Generac (Англия), Leroy Somer (Франция), Mecc Alte (Италия), Metallwarenfabrik Gemmingen (Германия), Sawafuji (Япония), Sincro (Италия), Soga (Италия), Stanford (Англия), Yamaha (Япония) и другие.
Класс защиты генератора
Степень защиты обозначается буквами IP и затем двумя цифрами.
Первая цифра обозначает степень защиты от проникновения твердых механических предметов, вторая цифра показывает степень защиты от воздействия жидкости.
00 – защита отсутствует.
1 – защита от твердых предметов размером более 50 мм; вторая цифра;1 – защита от капель воды падающих вертикально.
2 – защита от твердых предметов размером более 12 мм; 2 – защита от капель воды падающих под углом 15° от вертикали.
3 – защита от твердых предметов размером более 2,5 мм; 3 – защищенность от дождя.
4 – защита от твердых предметов размером более 1 мм; 4 – защита от водных брызг.
5 – защита от пыли; 5 – защита от водяных брызг под давлением.
6 – полная пылезащищенность; 6 – защищенность от волн.
Только вторая цифра 7 – защита от погружения в воду на глубину не более 1 м
Только одна цифра 8 – защита от затопления (глубина указывается дополнительно, в м.). Последние два варианта лично я ни разу не встречал.
Синхронные генераторы, как правило, соответствуют классу IP 23, тогда как асинхронные – IP 54. Впрочем, в последнее время практически у всех ведущих производителей появились инновационные синхронные генераторы, удовлетворяющие IP54.
Количество фаз электростанции
При выборе электростанции необходимо обратить особое внимание на число фаз электростанции.
Одно– и трехфазные генераторы
Их название вытекает из назначения – питать соответствующих потребителей. При этом к однофазным генераторам, вырабатывающим переменный ток напряжением 220 В и частотой 50 Гц, можно подключать только однофазные нагрузки, тогда как к трехфазным (380/220 В, 50 Гц) – и те, и другие (на приборной панели имеются соответствующие розетки, количество которых у агрегатов разных производителей различное).
Трехфазные электростанции на 380 В применяются как в промышленных целях, так и для коттеджей, с трехфазной разводкой сети. Между нулем и фазой снимается 220 В (что и нужно), а между двумя фазами – 380 В.
С однофазными альтернаторами главное – правильно учесть всех возможных потребителей, учесть возможные проблемы (к примеру, высокие пусковые токи) и выбрать агрегат с соответствующей реальной выходной мощностью.
При подключении к трехфазным генераторам трехфазных же нагрузок ситуация аналогичная.
Трехфазные электростанции рассчитанные на 220 В могут использоваться только для освещения (между нулем и фазой снимается 127 В, между двумя фазами – 220 В).
При использовании трехфазных электростанций необходимо соблюдать условие примерного равенства мощности потребителей, находящихся на различных фазах. Для нормальной работы генератора разница электрических мощностей на разных фазах не должна превышать 20…25 %.
При подключении к «трехфазникам» однофазных потребителей возникает проблема, именуемая «перекосом фаз». Не углубляясь в технические подробности, сформирую два правила.
• Потребляемая мощность однофазной нагрузки не должна превышать 1/3 от номинальной трехфазной выходной мощности агрегата; 9-киловаттной трехфазной генераторной установкой можно обеспечить не более чем 3-киловаттный однофазный обогреватель.
• При наличии нескольких однофазных нагрузок разница не должна превышать 1/3 от «перекоса фаз» (та самая 1/3 из правила в их потребляемой мощности). Кстати, это идеальная величина, реализуемая для высококлассных мини-электростанций. У агрегатов по-проще – данный параметр меньше.
Выходная мощность
Это один из самых главных параметров; именно на него, прежде всего, обращает внимание покупатель. Здесь есть две важные особенности, сейчас мы их рассмотрим:
• многие производители в каталогах приводят так называемую максимальную выходную мощность. Между тем этот параметр предусматривает кратковременную работу агрегата (в зависимости от фирмы интервал колеблется от нескольких секунд до нескольких минут). Реальная номинальная мощность обычно на несколько (иногда на десятки) процентов ниже;
• мини-электростанция, как и любой другой прибор, обладает собственным cos. Одни производители при указании выходной мощности его учитывают, а другие – нет. Во втором случае пользователю придется самому подсчитать реальную номинальную мощность, умножая приведенную в каталоге на cos.
В случае, если выбрана электростанция с синхронным генератором, то ее мощность рассчитывается из следующих соотношений: для активных потребителей нужно просуммировать мощность всех одновременно подключаемых приборов, прибавить примерно 15–20 % запас по мощности, и получится необходимая мощность генератора.
А индуктивные потребители нуждаются в момент пуска в большей мощности, поэтому их суммарную мощность необходимо увеличить в 2,5–3 раза для обеспечения работоспособности станции.
Конкретные примеры выбора бензоэлектростанции
На практике для освещения дачного домика по максимуму (4–6 энергосберегающих ламп по 8 Вт (эквивалентные 60 Вт каждой лампы накаливания, еще холодильник и телевизор) вполне достаточно мощности в 2 кВт.
Владельцу загородного коттеджа, которого постоянно беспокоят перебои с электроэнергией, необходимо приобрести электростанцию мощностью от 10 до 30 киловатт. Строителям, пользующимся дрелью, болгаркой и бетономешалкой, будет достаточно мощности до 6 киловатт.
Для резервного питания (или «про запас») вполне достаточно простейшей бензоэлектростанции Hammer GNR 800A.
Планируемая нагрузка (резервируемая автономным источником электроснабжения) в 10 и более кВт при длительных отключениях централизованного электроснабжения предполагает использование дизельных, (как более надежных при длительном использовании), а не автономных бензиновых источников электроснабжения.
Дополнительные особенности
Время непрерывной работы без дозаправки
Данный параметр определяется объемом топливного бака и расходом топлива. При сравнении этих характеристик у разных моделей важно, чтобы они были приведены к общему знаменателю – потребляемой мощности.
Расход на 1/1, 3/4 и 1/2 номинальной мощности, может существенно отличаться. Для больших электростанций обычной опцией является возможность работы от внешнего топливного бака.
Запуск агрегата
Электростанция может быть запущена 2-мя способами: вручную (для чего необходимо потянуть за шнур или провернуть рукоятку) или электростартером (конечно, если модель ее имеет), то есть поворотом ключа или нажатием на кнопку. Ряд агрегатов, оснащенных электростартером, допускают дистанционный запуск при помощи пульта, соединенного со станцией кабелем.
Наличие электростартера является необходимым условием для превращения электростанции в полноценную систему резервного энергоснабжения, которая будет автоматически функционировать (в том числе включаться или выключаться) без какого-либо участия со стороны человека.
Уровень шума
Как и любой агрегат с двигателем, мини-электростанция создает шум. И чем он больше, тем менее комфортно чувствует себя пользователь (в особенности это касается применения ее на тихом дачном участке или даже на балконе городской квартиры, где я тестировал Hammer GNR 800A).
Для решения проблемы выпускаются мини-электростанции в шумопоглощающих кожухах; это значительно увеличивает цену агрегата.
Для сравнения шумовых характеристик различных моделей следует иметь в виду, что разные производители приводят данные по шуму на различном расстоянии (наиболее распространено 7 м), а также для различной загрузки мини-электростанции (обычно речь идет о номинальной мощности).
Автоматика электростанции
Блок контроля и автоматики с программируемой системой автозапуска предназначен для контроля состояния питающей сети, защиты потребителей электроэнергии от повышенного (пониженного) напряжения, а также для автоматического запуска электростанции, если напряжение питающей сети находится за допустимыми пределами.
В бензоэлектростанции, рассматриваемой на примере Hammer GNR 800A, такого системного блока нет. Есть лишь автомат выключения при перегрузке по мощности и автомат выключений из-за перегрева (автомат теплового режима). Если данную бензоэлектростанцию, не смотря на рекомендации, указанные в паспорте устройства, не отключать в течение 6 часов непрерывной работы (только добавлять топливо и продолжать эксплуатацию) – тепловой выключатель не срабатывает. Очевидно, в этом случае мы получим лишь быстрый износ двигателя.
Рекомендации по техническому обслуживанию двигателя
Заполняйте и поддерживайте уровень масла в двигателе.
Заменяйте масляный фильтр (если используется) через каждые 100 ч.
Своевременно заменяйте масло; сливайте масло, пока двигатель теплый.
Как правило, в технической документации дается график технического обслуживания (ТО), с указанием интервалов времени и перечня работ. Общие же рекомендации следующие:
• каждые 5 часов (или ежедневно) проверять уровень масла;
• через первые 5–8 часов работы двигателя произвести полную замену масла;
• замену масла производить через 50 часов работы или каждый сезон;
• в условиях эксплуатации под большой нагрузкой или при высокой температуре окружающей среды, замену масла проводить через каждые 25 ч работы;
• через 100 ч или каждый сезон заменить масло в редукторе (если установлен);
• через каждые 25 ч работы или каждый сезон, обслуживать бумажный или поролоновый фильтр. В условиях сильной запыленности или загрязненности воздуха очищать чаще (10–15 ч).
Общие требования к выбору и использованию топлива
Используйте чистый (без примесей масла) автомобильный бензин (4 —х тактный двигатель) c октановым число не менее 85 (АИ-92,АИ-95,АИ-98) для двигателей с верхним расположением клапанов (на клапанной крышке таких двигателей, как правило, проштампованы латинские буквы OHV).
Или с октановое число не менее 77 (А-80,АИ-92,АИ-95,АИ-98) для двигателей с боковым расположением клапанов.
Используйте неэтилированный бензин. Применение этилированного бензина уменьшает срок службы двигателя, вследствие наличия твердых частиц в продуктах сгорания.
Используйте свежий бензин со сроком хранения не более 30 суток.
Не рекомендуется заливать бензин до самого верха бензобака. Следует оставлять некоторое свободное пространство над топливом в целях обеспечения дополнительного объема для его расширения.
Перед тем, как запустить двигатель, проверьте уровень масла и топлива, отсоедините все электрические нагрузки.
После запуска двигателя, дайте ему поработать не менее 2 мин. – для того, чтобы прогреть его.
Подсоедините оборудование к розетке электростанции.
При работе электростанции с нагрузкой менее 10 % от мощности станции (и на холостом ходу), возможно мерцание ламп накаливания.
На прогретом двигателе не изменяете положение рычага управления дроссельной заслонкой; электростанция работает на постоянной частоте вращения двигателя.
Защитные выключатели для предохранения генераторов от перегрузок устанавливаются на большинстве моделей электростанций, однако длительные перегрузки электроприборами с коэффициентом мощности ниже 0,8 могут привести к снижению срока службы генератора.
Максимальная эквивалентная мощность в кВА: некоторые производители указывают мощность своих устройств в кВА, добавляя 25 % к номинальной мощности, выражаемой в Ваттах.
Перегрузки бензогенераторной установки недопустимы.
Режим работы бензогенератора считается нормальным, если мощность нагрузки составляет 30 – 100 % от номинальной. Не позволяйте двигателю работать продолжительное время при малой нагрузке или в холостом режиме.
Нормальным периодом работы бензогенератора является время работы от 2-х полных штатных топливных баков, после которого стоит дать станции отдохнуть.
При использовании трехфазных генераторов необходимо помнить о правильном (равномерном) распределении нагрузки по фазам (перекос фаз должен составлять не более 25 % относительно друг друга).
Выбор дизельного генератора
Дизельному двигателю крайне вредно работать на холостых оборотах, поэтому, с целью снижения вредных последствий работы дизеля на холостом ходу и малых частичных нагрузках, необходимо предусмотреть (в качестве профилактики) в течение каждых 100 моточасов, работу дизеля со 100 % нагрузкой не более 2-х часов.
Характерными признаками перегрузки являются: перегрев, сильная копоть из выходного коллектора, снижение мощности, перебои в подаче электроэнергии.
Важно определить мощность всех потребителей электричества, возможно с некоторым запасом (по мощности) если дизель-генератор будет также использоваться в зимнее время (отопительные приборы, обогреватели и другое электрооборудование), а его приобретение намечено на другой, более теплый сезон, следует учесть возможность увеличения мощности потребляемой электроэнергии, к примеру, при расширении производства, приобретение новых электроприборов.
Три фазы дизельного агрегата могут выдавать напряжение 220 и 380 В. Правильный выбор мощности дизельного генератора, пожалуй, самый ответственный момент; ведь именно от мощности зависит и стоимость генераторной установки.
Если мощность дизельного генератора выбрана близко к расчетной – подключаемых к ней электроприемников нагрузки, то дальнейшее наращивание их количества приведет к перегрузке генераторной установки; в тоже время завышенная мощность дизель-генератора нежелательно скажется при эксплуатации самого дизеля.
Лучше всего, чтобы генераторная установка никогда продолжительно не работала на нагрузку менее 25 % от своей номинальной мощности. Оптимальная нагрузка дизель-генератора 35…75 %. В части климатических факторов, второстепенно, но все же влияющих на мощность установки – чем выше установлена генераторная установка над уровнем моря, и чем выше окружающая температура и влажность, тем ниже отдаваемая мощность генератора.
Система охлаждения
Охлаждаемые воздушными потоками двигатели требуют большого количества воздуха, так же такие дизели достаточно шумные. Охлаждение антифризом обеспечивает меньший уровень шума и более расширенный диапазон рабочих температур.
Шумозащищенность
Для дизельных агрегатов устанавливаемых на открытой местности, стройплощадках,
На открытых площадках пастбищ фермерского хозяйства, шумовая защита как правило не требуется.
Согласно стандартам для машин и механизмов звуковой уровень не должен превышать 80дБ. В местах, где существуют требования к уровню шума, возможно исполнение в специальном шумозащитном кожухе, в таком кожухе уровень шума понижается в среднем на 10 дБ, и воспринимается в два раза тише.
Продолжительность работы генераторной установки
Достигнуть большей продолжительности необслуживаемой работы дизель-генератора можно двумя способами:
увеличивая объемы топливных расходных емкостей самих дизель-генераторов или же организуя автоматизированную подачу топлива и масла в расходные емкости – по топливопроводам из емкостей-хранилищ.
Для автономных передвижных установок ввиду невозможности использования обеих способов продолжительность необслуживаемой работы составляет 4 часа (для станций мощностью до 30 кВт – 8 часов).
Для автономных стационарных возможна установка топливного бака большей емкости – на непрерывную работу 24 часа (для станций мощностью от 60 кВт в этом случае реализуется автоматическая закачка топлива из внешней емкости-хранилища).
Для резервных дизель-генераторов рекомендуемое время необслуживаемой работы – 24 часа. Установка дополнительного оборудования для непрерывной работы электростанции в течение 150…240 часов – достаточно дорогой вариант, и не всегда он экономически оправдан; здесь нужно просчитывать в каждом конкретном случае.
Качество частоты напряжения
Качество частоты зависит от регулятора скорости двигателя. При работе на автономную нагрузку функциональные требования к регулятору скорости очень просты, именно поэтому в большинстве генераторных установок применяют обычный механический регулятор. В этом случае частота вращения двигателя (следовательно, и частота напряжения) зависит от величины нагрузки. Чем больше нагрузка, тем меньше частота. Обычно механический регулятор настраивается так, что при нагрузке 75…90 % частота равна 50 Гц. Соответственно на более малых нагрузках (10…30 % от номинала электроагрегата) частота колеблется в пределах 52…53 Гц. Большинство электроприемников нагрузки сегодня допускают такие отклонения по частоте.
Однако имеется ряд электроприемников на основе микропроцессорной техники, тиристорных преобразователей в системах связи, теле– и радиовещания для которых необходимо поддерживать постоянную частоту 50 Гц вне зависимости от суммарной нагрузки на двигатель; двигатель должен работать по так называемой астатической характеристике.
Для реализации данного условия систему управления двигателя оснащают дополнительными дорогостоящими устройствами, обеспечивающими поддержание постоянной частоты вращения – стабилизаторами. Поэтому при выборе электроагрегата с подобной системой управления надо быть уверенным, что нагрузка не допускает отклонений по частоте, и применение данной системы экономически оправдано.
Параллельная работа
Необходимость в параллельной работе может возникнуть когда необходимо:
обеспечить повышенную надежность питания особо ответственных потребителей, бесперебойность питания на период проведения технического обслуживания основного источника электроснабжения, компенсировать увеличение потребляемой мощности подключенной нагрузкой.
Принцип параллельной работы заключается в том, что дизельный генератор работает совместно с другим дизель-генератором или сетью на общие шины нагрузки. Если агрегат предназначен для работы в качестве резервного источника электроснабжения, то использовать его для параллельной работы невозможно, поскольку сам принцип резервирования подразумевает питание нагрузки только от одного источника.
Различают два основных вида параллельной работы – параллельная работа с другим (другими) дизель-генератором и параллельная работа с сетью.
Параллельная работа с другим электроагрегатом необходима для повышения надежности системы электроснабжения особо ответственных электроприемников и с целью компенсировать временный рост по мощности в часы пика нагрузки. Параллельная работа с сетью используется крайне редко и применяется только в случаях, когда необходимо обеспечить бесперебойность питания на период проведения технического обслуживания основного источника электроснабжения. Дизель-генератор должен работать в параллель сетью в данном случае кратковременно, только на период плавного перевода нагрузки на питание от сети на генератор и обратно.
Для того чтобы корректно войти в параллель с другим источником необходимо обеспечить ряд условий, те есть провести синхронизацию всех этих источников.
Для обеспечения удовлетворительной синхронизации обычно требуется минимальное количество приборов, и квалифицированный персонал может осуществить это вручную. Если планируется использовать генераторные установки для работы на сложные многосистемные ответственные нагрузки, где цена сбоя и развала системы электроснабжения от некорректного ввода в параллель велика, то рекомендуется использовать автоматическую синхронизацию.
Наиболее существенным аспектом параллельной работы является распределение нагрузок. Общая нагрузка, которая состоит из активной и реактивной составляющей, должна распределяться системами управления дизель-генератора пропорционально их обычным номинальным значениям. В простейшем случае это возможно за счет механического регулятора оборотов двигателя.
Основным недостатком такого способа является то, что деление нагрузки больше основывается на настройке топливной системы регулятором, чем на выходной мощности генератора. Это может вызвать значительный дисбаланс нагрузки из-за различия характеристик, как регуляторов, так и двигателей. Другой недостаток является следствием того, что частота продолжает зависеть от нагрузки.
Все проблемы по точности распределения, качеству и времени полностью исключаются при использовании системы автоматического распределения. При автоматическом распределении, с применением электронных устройств, выходная мощность электроагрегатов распределяется от общей точки – частоты 50 Гц.
Это позволяет добиться существенного улучшения качества, и главное, стабильности работы такой системы электроснабжения.
Рекомендации по установке дизель-генераторов
Требования к фундаменту
Изготовление бетонной подушки толщиной не менее 150 мм, длиной и шириной не менее габаритных размеров рамы дизель-генератора. Установка дизель-генератора на шпильки фундамента должна производиться строго горизонтально.
Требование к помещению для дизель-генераторов:
• наличие естественного или искусственного освещения;
• высота потолка не менее 2,5 м;
• наличие проходов вокруг дизель-генератора не менее 1,5 м для удобства обслуживания и ремонта;
• дверь в помещении должна открываться наружу;
• должна быть предусмотрена вентиляция помещения дизель-генератора.
Требования к установке дизель-генератора:
• необходимо организовать приток воздуха в помещение, а также выпуск воздуха из помещения для системы охлаждения дизель-генератора (изготовление жалюзных решеток, воздуховодов, их сборка и монтаж);
• площадь поперечного сечения воздуховодов и выхлопных труб должны быть не менее фронтальной площади радиатора и площади сечения выхлопной трубы дизель-генератор
• необходимо организовать выпуск выхлопных газов в атмосферу желательно на высоте не менее 3-х метров от уровня земли (изготовление выхлопных труб, их монтаж с глушителем шума и теплоизоляция);
• подвести силовой кабель к дизель-генератору и к системе собственных нужд дизель-генератора, а также кабель для системы дистанционного контроля и управления (если она имеется). Сечение кабеля выбирается в зависимости от токовой нагрузки;
• обеспечить электробезопасность обслуживающего персонала – надежное заземление дизель-генератора, а также дополнительного оборудования;
• обеспечить пожаробезопасность оборудования;
• осуществить монтаж дополнительного оборудования (если оно заказано) и его подключение только с привлечением квалифицированных специалистов.
При установке дизель-генератора необходимо также учитывать следующие моменты:
• дизель-генератор устанавливается на виброизоляторах, поэтому запрещено жесткое крепление к дизель-генератору всех подводов и отводов (воздуховодов, топливных трубопроводов, силовых кабелей, выхлопной системы)
• не допускать подтеканий топлива, масла, охлаждающей жидкости и утечку выхлопных газов в помещение дизель-генератора.
3.3. Практические вопросы для организации автономного энергоснабжения
Инвертор – суть преобразователь переменного тока и напряжения в постоянное или вернее сказать модулированное – для дальнейшего использования потребителем. К примеру, ветрогенератор, как и любой генератор выдает переменный ток, затем идет выпрямитель (несколько мощных полупроводниковых диодов– 1…4, пример, автомобильный генератор в одном корпусе и диоды) и род тока становится или постоянным (4 диода, включенных по «мостовой схеме») или модулированным (1–2 диода – этот ток еще нельзя вполне назвать постоянным, но уже – выпрямленным (синусоида переменного тока выпрямдена диодами), модулированным).
После этого (генератора) архинеобходим стабилизатор тока и напряжения, чтобы оно не колебалось от силы ветра или вращательного момента маховика генератора. Стабилизатор – это целая электронная схема, с обязательными конденсаторами (оксидными, электролитическими – большой емкости, измеряемой в мкФ – микроФарадах). И затем только напряжение можно использовать для питания потребителей, в том числе современной и порой дорогостоящей, а также "капризной" в части качества питающего напряжения бытовой техники. Стабилизатор может стабилизировать выходное напряжение генератора как для переменного напряжения (тогда после генератора не нужны выпрямительные диоды) и выдавать на выходе 220 В, что чаще всего и требуется в быту, или преобразовывать переменное напряжение генератора сначала в постоянное (выпрямлять), стабилизировать это постоянное, и затем преобразовывать снова в переменное, чтобы на выходе были те же 220 В, но уже переменного или вернее – модулированного напряжения, которое опять же будет использоваться обычным потребителем как сеть 220 В – в быту.
Многое зависит от типов генераторов (ветрогенераторов) и конечной задачи – требований потребителя – что и зачем он собирается питать. Для питания только ламп накаливания (энергосберегающих лам), пылесосов и др., для освещения дома подойдет любой ветрогенератор и простейший стабьилизатор к нему. Для питания компьютерной техники (в т. ч. телевизоров и т. д.) нужен хороший генератор и главное хороший стабилизатор-преобразователь по основанию всех вышеперечисленных нюансов. Это то, что касается ветрогенераторов.
По солнечным батареям чуть иначе. Отдельные солнечные элементы, из которых составляется любая, сколь угодно большая, мощная батарея, дают на выходе постоянный род ток, постоянное напряжение как разницу потенциалов на двух выводах «плюс» и «минус». Но и это напряжение колеблется в зависимости от солнечной активности, тучки, проходящей под солнцем, осадков, времени дня и многих иных условий. Большинство бытовых устройств расчитано на питание переменным напряжением (и родом тока) – 210…245 В, примерно в таком диапазоне работают большинство современных бытовых устройств.
А солнечная батарея (батареи, модули) могут дать и 220 В, если их составить много, но род тока постоянный (по особенностям солнечного элемента в основе которого фотодиод – он не может дать переменный ток, только сразу постоянный). Тогда на помощь приходит преобразователь, его в данном случае называют инвертором. Преобразует постоянный ток в переменный. И одновременно стабилизирует ток и напряжение.
Таким образом, автономное питание можно сделать для целого дома как с помощью ветрогенератора (ров), так и с помощью солнечной батареи (й), поставив их необходимое для заданной мощности количество.
Соответственно, в первом случае применяем преобразователь переменного в постоянное – стабилизатор, а во втором случае с солнечными батареями – преобразователь – инвертор напряжения. Получается, что и там и там речь в общих чертах идет о преобразователях напряжения, но по сути работы эти «преобразователи» разнятся.
Для ветрогенератора правильнее вещи своими именами называть как стабилизатор, для солнечных батарей – инвертор.
И в схеме с ветрогенераторами и для солнечных батарей в цепочке генератор-преобразователь-стабилизатор и солнечная батарея-инвертор обязательно стоят мощные аккумуляторы от 190 А/ч и выше. Они работают только с постоянным напряжением. И нужны для питания конечного потребителя в то время, когда нет активности солнца (или ветра).
Полезные рекомендации в литературе
Для приверженцев экологичного жилья рекомендую также обратить внимание на книгу: Мирзоян Э.Н. Становление экологических концепций в СССР: Семь выдающихся теорий (Д.Н.Кашкаров, В.В.Станчинский, С.А.Северцов, В.Н.Беклемишев, Л.Г.Раменский, Р.Ф.Геккер, Л.С.Берг). – Книжный дом ЛИБРОКОМ. – 2013. – 632с.
Книга содержит детальный анализ научного наследия ряда выдающихся представителей отечественной экологической мысли – Д.Н.Кашкарова, В.В.Станчинского, С.А.Северцова, В.Н.Беклемишева, Л.Г.Раменского, Р.Ф.Геккера, Л.С.Берга. Созданные ими концепции базируются на общебиологической и эволюционной основе, каждая из них опирается на анализ уникального эмпирического материала из област и зоологии, паразитологии, геоботаники, ландшафтоведения, палеонтологии. Эти концепции способствовали формированию глобальной и эволюционной экологии; они существенно дополняли учение В.И.Вернадского о биосфере, обогащая эмпирическую и теоретическую основу созданной им новой области знания – биосферологии. Биологи-экологи раскрывали реальную картину экологических последствий перехода биосферы в ноосферу.
Литература
• Быстро Ю.А., Золотинкина Л.И. Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» – первая научно образовательная школа электроники России. «История отечественной электроники», т. 2. М.: ЗАО Издательский дом «Столичная энциклопедия». – 2012. – с. 529–548.
• В помощь радиолюбителю. Выпуск 1. Информационный обзор для радиолюбителей. – М.: NT Press, 2005.– c.32–54/ Кашкаров А.П./ (Электроника своими руками).
• Кашкаров А. П. Электронные самоделки. – СПб.: БХВ-Петербург, 2007. – 304 с., ил. – ISBN 978-5-94157-726-2
• Кашкаров А.П. Безопасный подогрев воды в мороз. – Экодом. – № 2. – 2011. – с. 14.
• Кашкаров А.П. Безопасный обогрев. – Экодом. – № 2. – 2011. —с. 15.
• Кашкаров А.П. Практическая биодинамика. – Экодом. № 3. – 2012. с-. 12.
• Кашкаров А.П. О магическом цветке. – Экодом.– № 3. – 2012. – с. 14.
• Кашкаров А. П. Справочник радиолюбителя: взаимозаменяемость элементов, цветовая и кодовая маркировки. – СПб.: Наука и Техника. – 2008. – 288 с. (Серия: «Радиолюбитель»). – ISBN 978-5-94387-381-2
• Кашкаров А. П. Популярный справочник радиолюбителя. – М.: РадиоСофт. – 2008. – 461 с. – ISBN 978-5-93037-184-0
• Кашкаров А.П. Что делать, если в частном доме отключили энергоснабжение? – Электрик.– № 9. – 2012. – С.52.
• Кашкаров А.П. Света нет, а мы зажигаем. Обеспечение бесперебойного электропитания экодома в кризисной ситуации. – Экодом. – № 4. -2014. – с. 11–14.
• Кашкаров А. П. Электроника на даче и в загородном доме. – М.: ДМК. – 2009. – 288 с. – ISBN 978-5-94074-577-8
• Кашкаров А. П. Маркировка радиоэлементов. – М.:РадиоСофт.– 2010.– 144 с. – ISBN 978-5-93037-221-2
• Кашкаров А. П. Фото– и термодатчики в электронных схемах. – М.: Альтекс, 2004.– 212 с.: ил.
• Кашкаров А. П. Бутов А. Л. Оригинальные конструкции для радиолюбителей.—М.: Альтекс, 2006– 282 с., ил.
• Кашкаров А.П. Современные био-, бензо– и дизель-генераторы. – М.: ДМК-Пресс. -2011. – 136 с. – ISBN: 978-5-94074-632-4
• Кашкаров А.П. Ветрогенераторы, солнечные батареи и другие полезные конструкции. – М.: ДМК-Пресс. – 2011. – 144 с.– ISBN 978-5-94074-662-1
В книге использован справочный материал с Web-сайтов:
• http://entertainment.ivlim.ru/showsite.asp?id=75871;
• http://qrx.narod.ru/spravka/pr_om.htm;
• http://www.motoizh.ru;
• http://leaderclimate.ru;
• http://www.ntpo.com/electronics;
• http://www.platan.ru/td_pltn/15.htm;
• http://www.povt.ru/povt2/?mode=downloads&area=9.
• Изделия электронной техники– импортные компоненты. http://www.elbase.ru