Как рассчитать и выбрать генератор

• Особенности выбора генератора для частного дома
• 2-х тактный или 4-х тактный?
• Как рассчитать мощность генератора?
• В чем разница: киловатт (кВт) или киловольт-ампер (кВА)?
• Пусковые токи
• Пример расчета с учетом пусковых токов 
• Как посчитать реальный расход топлива?
• Лучше бензиновый или дизельный?
• Средние месячные расходы на топливо

 

При выборе необходимо учитывать ряд важных факторов: размеры, вес, длительность автономной работы, уровень шума, потребление топлива, номинал, производительность и стоимость. Рассмотрим каждый из них детально.

Особенности выбора генератора для частного дома

Чтобы понять какой тип Вам необходим, нужно определить предполагаемые потребители резервного электричества. К однофазному источнику электропитания могут подключаться исключительно однофазные приборы, а к трехфазному - однофазные и трехфазные. Но в трехфазных есть одна особенность - перевес нагрузки в сторону одной фазы не должен превышать 30% от номинала в синхронных моделях, и 70% - в асинхронных. Если этот показатель превышает допустимую норму, происходит «перекос фаз» и отключение либо выгорание одной из фаз.

Пример: Вы приобрели синхронный трехфазный дизельгенератор на 6 кВт, и в одну розетку на 220 В подключили микроволновку на 1 кВт. Допустимый порог питания от второй розетки достиг (+30%) - 1,3 кВт. Если Вы попробуете включить в нее стиральную машину на 1,5 кВт, то произойдет «перекос фаз».

Поэтому трехфазные модели рекомендуется приобретать только для питания трехфазных потребителей

Какой двигатель выбрать - 2-х тактный или 4-х тактный?

2-х тактные двигатели совершают рабочий цикл за 1 такт, в то время как 4-х тактные за 2 такта. Механические отличия двух типов двигателей достаточно серьезные, что проявляется на их производительности и применении. И так, давайте разберем все плюсы и минусы 4-х тактного двигателя в сравнении с 2-х тактным при условии одинакового номинала. Преимущества 4-х тактного двигателя:

• Издает меньше шума;
• Меньше дыма;
• Меньше уровень вибрации;
• Производительность выше в 1,5 раза;

Недостатки:

• Больше вес конструкции;
• Из-за сложности механизма выше стоимость;
• Более сложный в транспортировке и эксплуатации.

Преимущества оправдывают эти недостатки и для домашнего использования Украинцы выбирают чаще четырехтактные модели

Выбор мощности - как рассчитать мощность генератора?

Номинал является одним из самых важных параметров. Для расчета необходимо определить суммарную нагрузку от всех подключаемых приборов и добавить 20-30% (для компенсации пусковых токов). Кроме того, для сохранения длительного срока эксплуатации и базовых характеристик генератора, его рекомендуется использовать в диапазоне потребляемой мощности 40-80% от номинальной. То есть, для нормальной и эффективной работы того же генератора на 6 кВт, нужно, чтобы постоянная нагрузка на него была в диапазоне 2,4 - 4,8 кВт.

Если не придерживаться этих рекомендаций, то можно столкнуться с рядом проблем:

• Перегрузка системы электроснабжения и остановка работы;
• Снижение эксплуатационного срока и ухудшение характеристик;
• Бесполезный расход топлива.

При правильном расчете мощности остаётся возможность подключения дополнительных предусмотренных электропотребителей.

Единицы измерения мощности

Как правило, номинал может отображаться или в киловаттах (кВт) или киловольт-амперах (кВА). Чтобы перевести киловольт-амперы в киловатты необходимо их значение умножить на коэффициент мощности cos φ (косинус фи), являющий собой отношение активной мощности к полной в определенных устройствах. Формула для расчета cos φ

где P- активная мощность, S - полная.

Чем выше cos φ, тем меньшее количество энергии бесполезно рассеивается по проводам.

В однофазных cos φ = 1.

Первый пример: Вы приобрели однофазный генератор на 5 кВА. Это значит, что ее питаемая нагрузка будет равна 5 кВА × 1 = 5 кВт. А в трехфазных, как правило, его значение колеблется в диапазоне 0,6-1 и напрямую зависит от коэффициента нагрузки ß.

Как правило, у каждой трехфазной модели есть собственная кривая зависимости cos φ от ß, которая отображается в паспорте.

Другой пример: Вы приобрели трехфазный дизельгенератор на 5 кВА, cos φ которого в оптимальных условиях работы при 80%-й нагрузке составляет 0,9. Чтобы ему функционировать в нормальном режиме к нему необходимо подключить сеть на 5 кВА × 0,9 = 4,5 кВт.

Пусковые токи для подключаемой бытовой техники

Пусковой ток возникает на короткий промежуток времени при включении нагрузки (потребителей). В отдельных электроприборах он может в несколько раз превышать номинальную мощность. Его значение в большинстве случаев указывается в паспорте. Существует таблица усредненных значений пусковых токов:

Электроприбор	Пусковой ток в In	Электроприбор	Пусковой ток в In
Телевизор	1	Электрорубанок	2
Кухонная плита	1	Углошлифовальная машина (болгарка)	2
Кофеварка	1	Шлифовальная машина	2
Обогреватель	1,2	Электроплита	1
Светодиодная лампа	1	Дрель	3
Пылесос	1,2	Бойлер	3,4
Микроволновка	2	Перфоратор	3
Стиральная машина	3,5	Кондиционер	3,5
Компьютер	2	Погружной насос	7
Холодильник	3,3	Электромясорубка	7

Пример расчета необходимой мощности с учетом пусковых токов

Например, нам нужен резервный источник питания для дома, который будет снабжать электроэнергией следующие приборы:

Учитывая, что из всего перечисленного наибольший пусковой ток в стиральной машине (1,5 кВт × 3,5 = 5,25 кВт), ее стоит включать первой, а затем остальные приборы.

Из-за того, что в стиральной машине пусковой ток выше номинала всей сети в нормальном режиме работы, ориентироваться необходимо именно на его значение. В таком случае, оптимальным будет модель с номиналом на 5,5 кВт.

Для работы в оптимальном режиме (при нагрузке на 40-80%), необходима нагрузка на сеть в диапазоне 2,2 - 4,4 кВт. Электропитание цепи 3,86 кВт входит в этот диапазон - убеждаемся в правильности выбора.

Если Вы предполагаете, что стиральная машина будет подключаться к резервному питанию далеко не всегда, но все же такая вероятность существует, можете смело выбирать номинал чуть меньше - 5 кВт.

Большинство моделей могут кратковременно (10-15 секунд) работать на 20% выше заявленного номинала. Нескольких секунд вполне достаточно, чтобы прошел пусковой ток 5,25 кВт и питание нормализовалось.

Как посчитать реальный расход топлива

При расчете важно учитывать, что плотность топлива напрямую зависит от температуры, чем ниже температура, тем она меньше.

На каком топливе лучше выбрать генератор?

Наиболее распространенными являются два типа: дизельные и бензиновые генераторы. При эксплуатации важно учитывать, что срок хранения бензина значительно меньше, чем дизеля. После 6 месяцев хранения его свойства ухудшаются, что может спровоцировать выход двигателя из строя. После 3-4 месяцев хранения бензин рекомендуется заменить.

Срок эксплуатации бензинового двигателя с воздушным охлаждением в среднем достигает 1-1,5 тыс. часов. Дизельный - служит намного дольше, да и ДТ не требует особых условий и хранится значительно дольше.

Расход дизельного двигателя меньше чем бензинового аналога, но при этом его стоимость выше в 1,5-2 раза. Экономическую составляющую нужно считать индивидуально.

Дизельный вариант будет более подходящим для постоянного использования, а также для обеспечения энергоснабжения сети на 10-15 кВА и выше. Бензиновые же применяются преимущественно в среднем и малом диапазонах мощностей. Их главным преимуществом является более низкая стоимость и относительно малый вес.

Отличия в средних месячных расходах на топливо?

В среднем по Украине резервные источники питания вынуждены работать по 100-150 часов в год. Как правило, в центральных регионах этот показатель находится в диапазоне 50-90 часов/год, а в восточных и особенно западных областях (Прикарпатье, Закарпатье) в силу географического расположения обрывы линий ЛЭП случаются часто и там они могут работать по 250-300 часов/год. Для сравнения возьмем средний показатель 125 часов в год - это примерно 12 часов в месяц и два генератора с одинаковым номиналом - 5 кВт, но разными моторами.

Расходы на бензин. В качестве примера возьмем бензиновый однофазный Forte FG6500E (5 кВт) с 4-х тактным двигателем и расходом топлива 3,87 л/час. Средняя стоимость одного литра бензина А-95 в Украине составляет 25,2 грн. И так, стоимость топлива потраченного за месяц использования будет составлять:

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

Расходы на ДП. В качестве аналога с дизельным двигателем возьмем однофазный DG5500
производства NIK (5 кВт) с 4-х тактным дизельным мотором и расходом топлива 1,55 л/ч. Средняя стоимость ДТ по Украине составляет 22,5 грн/л. Месяц эксплуатации резервного источника Вам обойдется в:

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

Таким образом, для постоянной эксплуатации в быту более выгодным оказывается дизельный генератор, а для временного пользования подойдет и бензиновый.