Все генераторы переменного тока для бытового использования можно условно разделить на категории в зависимости от:

• общего конструктива,
• типа используемого топлива,
• вида альтернатора
• особенностей применения.

Давайте рассмотрим каждый тип в прикладной плоскости.

С точки зрения общего конструктива генераторы разделяют на портативные с воздушным охлаждением и условно стационарные электростанции с жидкостным охлаждением.

Портативные генераторы

Это те самые, которые продаются в сетевых строительных супермаркетах, а также широко представлены магазинах садовой техники и инструментов. Они чаще всего являются начальным решением для использования в качестве резервного электропитания для небольших коттеджей.

Портативные генераторы в свою очередь могут быть:

• бензиновыми
• дизельными
• газовыми
• гибридными, т.е. обладают возможностью использовать разное топливо.

Обычные бензиновые генераторы

Составляют основной сегмент при выборе бюджетного решения. Ориентировочная цена одноцилиндровых станций китайского производства, таких как TSS, Фубаг, Хендэ, Хутер, Чемпион и другие – около 10-15т.р. за 1кВт мощности. Т.е. самая востребованная мощность в 7-8кВт для небольшого дома обойдется около 80т.р. Аналогичная станция японского или европейского производства обойдется в 2-3 раза дороже.

Важно отметить, что бензиновые генераторы мощностью более 9кВт имеют двухцилиндровый двигатель и на эти модели, как правило, цена уже сильно выше и будет составлять около 19-28т.р. за 1кВт мощности.

Портативный генератор Fubag BS5500 A ES с автоматическим запуском (АВР) и внешним глушителем. По желанию клиента был установлен на подвесную платформу, которая облегчает заезд и выезд автомобиля из гаража.

Давайте рассмотрим плюсы и минусы бензиновых станций с точки зрения использования для частного дома.

Плюсы

• Относительно низкая цена, если мы говорим про модели из поднебесной
• Широкий выбор мощностей вплоть до 18кВт, но как правило самые востребованные это 5-8кВт
• Ремонтопригодность и доступность запасных частей
• Возможность интеграции во всепогодные шумозащитные кожухи

Минусы

• Низкий моторесурс китайских двигателей – в зависимости от качества сборки и материалов составляет всего 500-800м/ч до капремнота у бюджетных моделей. Фирменные европейские станции могут выдать ресурс 1500-3000м/ч.
• Непродолжительное время работы на одной заправке – 6-8 часов
• Потенциальные сложности с запуском станции, которые возникают из-за осмоления топлива, перелива свечи зажигания, залипании карбюратора и т.п.
• И основное – это низкое качество выходного напряжения. Иными словами у генератора на выходе не «чистая синусоида», а сильно искаженный сигнал. На практике это может проявляться в высокочастотном мерцании ламп освещения, некорректной работе чувствительной к качеству напряжения электроники (а это – платы управления газовых котлов, контроллеры стиральных машин, домашние серверы, ИБП и т.п.), а также в ложном срабатывании автоматов дифзащиты и т.п. В некоторых случаях при резком изменении нагрузки генератор может выбрасывать высоковольтные импульсы, которые тоже являются фактором выхода бытовой техники из строя.

Совет. Для того чтобы снизить эти риски, для частного дома мы рекомендуем выбирать щеточные генераторы с платой AVR, которая отвечает за коррекцию и удержание напряжения в заданных строгих пределах.

Бензиновый генератор от ТСС с двигателем увеличенного моторесурса и повышенной надежности Loncin. Разместили агрегат в фирменном всепогодном контейнере с принудительной вентиляцией.

Среди бензиновых генераторов следует отдельно отметить и электростанции инверторного типа. Особенности конструкции альтернатора заключаются в том, что он сначала вырабатывает высокочастотное переменное напряжение, которое преобразуется в постоянный ток и только на последнем этапе блок инвертора генерирует практически идеальное переменное напряжение синусоидальной формы. Иными словами, качество напряжения с подобного генератора практически неотличимо от качества хорошей электросети.

Как правило, модельный ряд инверторных генераторов у производителей заметно уже, максимальная доступная мощность ограничена 9кВт, а цена на 30-40% выше, чем у аналогичного неинверторного генератора. Этот тип электростанций экономичнее в плане потребления топлива на малой нагрузке, но перегрузка для него более критична в связи с наличием сложной схемы инвертора и, как следствие, возможный ремонт такой станции будет стоить дороже.

Совет. Инверторные бензиновые генераторы следует выбирать в том случае, если у вас в доме присутствует качественная бытовая техника и электроника, «умные» котлы отопления, а также, если в схеме резервного питания есть ИБП или инвертор.

Портативные дизельные электростанции

Широко представлены на рынке и ориентированы на решение определенных задач. Как правило, они используются в случае регулярных длительных отключений электропитания, а также при наличии доступа к дизельному топливу (например, отопление на ДТ).

К плюсам портативных дизелей можно отнести

• Моторесурс дизелей несколько выше, чем у бензиновых, но тоже сильно зависит от качества. У дешевых станций ресурс составит около 700-1000М/ч, у хороших моделей этот параметр может приближаться к значениям 2500-3000м/ч.
• Более экономичный расход топлива.

Однако, есть и заметные минусы

• Портативные дизельные станции дороже аналогичных бензиновых в 1.5-2 раза.
• Они заметно шумнее в работе
• Сложнее запуск особенно при отрицательных температурах
• Следует следить за сезонностью залитого дизельного топлива

Дизельная станция открытого исполнения от SDMO. В этом проекте нами сделан автоматизированный запуск станции по разряду аккумуляторов ИБП.

Заслуживают отдельного внимания портативные дизельные электростанции воздушного охлаждения, но в специальном защитном кожухе, которые позволяют заметно снизить уровень шума и выглядят более привлекательно.

Стационарные дизельные электростанции (ДГУ) жидкостного охлаждения

Дизельгенераторы или как их сокращенно называют ДГУ с жидкостным охлаждением – это самый распространенный тип электростанций, применяемых для решения задачи резервного электроснабжения ответственных объектов в самых разных отраслях экономики и сферах деятельности. Однако подобные станции относительно малой мощности успешно устанавливаются и для загородных домов.

К сильным сторонам таких станций можно отнести:

• Высокий моторесурс
• Высокую вероятность запуска станции при аварии внешней сети
• Отличное качество выходного напряжения приближенного к сетевому
• Работа на одной заправке более 20 часов и возможность установки внешнего бака
• Наличие возможности установить всепогодный шумозащитный кожух и подогрев для установки на улице
• Наличие функциональных контроллеров управления и мониторинга внешней сети
• Широкий модельный ряд различной мощности, фазности и типа использования

В список слабых сторон можно отнести:

• Необходимо следить за сезонностью топлива
• Более дорогое, чем у бензиновых станций ТО
• При постоянной нагрузке менее 20% заметно уменьшается ресурс двигателя
• Большой вес и приличные габариты дизельгенераторов
• Относительно высокую цену. ДГУ популярной мощностью в 12-20кВт для среднего дома обойдется в 450-550т.р.

Однофазная дизельная электростанция работает в комплексе с тремя ИБП, которые обеспечивают стабилизацию напряжения и бесшовное переключение АВР между сетью и ДГУ. Установлена в гараже с системой вытяжки и отвода выхлопных газов, хотя такая станция свободно может стоять на улице под открытым небом.

Необходимо отметить, что дизельгенераторы в свою очередь разделяются на станции резервного и основного типа.

Резервный тип ориентирован на редкую работу во время отключений электроэнергии, т.е. является аварийным источником электропитания. Как правило, гарантийный срок для таких станций 2 года или 1000м/ч, средний ресурс 7000-10000 м/ч. Чаще всего в такие ДГУ устанавливаются бюджетные китайские двигатели типа «Рекардо».

Основной тип уже ориентирован на частую или безостановочную работу в качестве базового источника электроэнергии. Средняя гарантия на такие станции составляет 3 года или 3000м/ч, моторесурс уже более 15000-20000м/ч. Некоторые производители заявляют ресурс в 35000м/ч. В основе таких ДГУ устанавливаются фирменные двигатели:

• Китайские Weichai, Yuchai, Quanchai и др.
• Европейские Baudouin, FPT Iveco, Perkins, Deutz, JSB, Volvo и др.
• Японские Mitsubishi, Yanmar, Kubota.
• Американские Cummins, Caterpillar, John Deere, Kohler.
• Корейские Doosan.
• и отечественные модели ЯМЗ, ММЗ, ТМЗ.

Отметим, что в эпоху глобализации географическая принадлежность двигателя становится относительной :).

Часто для повышения надежности аварийного электропитания ДГУ основного типа устанавливаются в качестве резервных.

Совет. При наличии бюджета, ДГУ стандартного (резервного) типа является оптимальным ответом на вопрос “Какой генератор выбрать для дома”. “Дизель” – надежное решением для аварийного электропитания дома даже в том случае, если отопление осуществляется мощным электрокотлом.

К выбору мощности и фазности генератора стоит подходить особенно тщательно и, желательно, с привлечением профильного инженера.

Газовые генераторы

Начнем с того, что газ является самым опасным видом топлива из нашей троицы. Поэтому акцентирую Ваше внимание на то, газовые генераторы настоятельно рекомендуется устанавливать только на открытом воздухе. Более того, именитые производители даже снимают с гарантии за установку своих электростанций в помещении. Также существуют нормы, запрещающие эксплуатацию генераторов на сжиженном газе в помещениях, расположенных ниже уровня земли.

Тут уместно вспомнить реальный случай. В подвале частного дома был установлен газовый генератор с автозапуском. Пропала внешняя сеть и автоматика подала сигнал на запуск электростанции, она по какой-то причине не завелась, но подача газа не остановилась. В итоге только чудо и хорошее обоняние хозяина спасло дом от взрыва.

Плюсы газовых генераторов:

• При установке на магистральный газ не требуется дозаправка
• Повышенный класс экологичности
• Очень высокая вероятность автоматического старта у американских генераторов при пропадании сети
• Высококачественный выходной сигнал с минимальными нелинейными искажениями
• Заявленный моторесурс американских станций типа Generac 5000-10000м/ч, ресурс портативных газовых генераторов китайского производства не отлтчается от бензиновых аналогов

Минусы:

• Подключение к магистрали требует согласования и получения ТУ от вашей газовой службы.
• Установка только на улице
• Высокая цена за хорошие модели
• Необходимость договора на регулярное ТО

Американский газовый генератор Generac 7145 с зимним пакетом, установленная нами в одном из подмосковных коттеджей.

Совет. Мы рекомендуем установку газового генератора для дома только именитых в основном американских производителей, таких как Generac, Pramac, Honeywell, Briggs&Stratton и в том случае, если у вас газгольдер или есть возможность согласовать установку с вашей газовой компанией. Цена подобных установок 50-70т.р. за мощность в 1 кВт, другими словами, газовый генератор средней мощностью 7-8кВт с автоматикой и зимним пакетом будет стоить около 450т.р.

В следующих публикациям мы рассмотрим правила выбора мощности и фазности генератора.

Надеюсь, эта статья помогла вам найти ответ на вопрос “Как выбрать генератор для частного дома”.

Оставляйте ваши вопросы в комментариях или пишите мне на почту 220@tok-shop.ru.

Сразу следует сказать о том, что существуют разные виды как генераторов, так и ИБП в совершенно разных ценовых категориях. При сравнении будем иметь это ввиду.

Ценовое сравнение решений

Виды генераторов для дома

1. Самые дешевые китайские генераторы (бензиновые, двигатель китайский, безщеточные, без AVR автоматической регулировки напряжения). При мощности в 5кВт его цена составит ~ 25-35т.р. Они, как правило, ориентированы на работу с неприхотливой и грубой нагрузкой (например, электроинструмент). Броски напряжения и низкое качество сигнала на выходе делает их непригодным для бесперебойного питания дома, т.к. высока вероятность выхода бытовой электроники из строя.
2. Бюджетные фирменные китайские генераторы (бензин/дизель/газ, двигатель китайский, щеточные, с AVR. Fubag, Kipor, Hyundai, Elemax, TSS и прочие) мощностью в 5кВт будут стоить от ~45 до ~75т.р. Это вариант – самое дешевое решение для бесперебойного питания дома. Дополнительно для автоматизации: щит АВР (~30т.р.), выхлоп с глушителем (~20т.р.), контейнер с вентиляцией, если нет места в доме (~50т.р.). Итого: ~100-170т.р. В среднем около 135т.р.
3. Фирменные генераторы с японским двигателем (бензин/дизель, Honda, SDMO, Europower и т.п.). Цена от 110т.р. Это электростанции с большим моторесурсом, с высоким качеством напряжения, проблем с запуском практически нет. С автоматизацией от 160т.р. и выше. Среднее решение около 200т.р.
4. Стационарные газовые генераторы (Generac, Briggs & Stratton). Обычное решение в районе 250-300т.р. до 10кВт. Дополнительно: АВР, подогрев, площадка под генератор (~100т.р.) + проект на подключение генератора + ежегодный сервис. Среднее решение около 350т.р.
5. Стационарные мощные дизельные электростанции. Бюджет около 250-500т.р. за 20кВт. АВР + кожух + площадка + выхлоп (~200т.р.). Итого в среднем около 400т.р.

Процесс пуско-наладки однофазного дизельного генератора 12кВт для коттеджа

ИБП для дома – инверторы (без стабилизации напряжения)

Инвертор при наличии напряжения на входе пропускает его через себя на нагрузку. При отключении света – переключение на питание от аккумуляторов происходит за 2 – 20мс.

1. Бюджетные китайские инверторы на отдельные автоматы. Чистый синус, мощность 2.4кВт (Stark, BiNeos и прочие). Устанавливаются на самую важную нагрузку в доме: котел, холодильник, свет, ТВ. При автономии ~6-8 часов (2 батареи по 200Ач) стоимость решения ~65т.р.
2. Инвертор для всей фазы - отечественный МАП Pro “Энергия” на 6кВт для питания всей фазы. Комплект с 4-мя аккумуляторами и автономией на 10-12 часов со стеллажом – ~160т.р.
3. Инвертор для питания всех 3-х фаз дома. Инвертор МАП Pro “Энергия” 9.0/48 + щит автоматики АКФ + 4 АКБ по 200Ач + стеллаж – ~190т.р. С увеличенной автономий до суток – около 270т.р.

ИБП для дома – On-line (со стабилизацией напряжения)

1. ИБП On-line типа на 1кВа (0,8кВт) только для бесперебойного питания газового котла с одной, двумя или тремя внешними АКБ. Автономия для котла от 5 часов. Бюджет – от 25т.р.
2. ИБП на 3кВа (2,4кВт) – дополнительно к системе отопления можно запитать холодильник, освещение, ТВ, видеонаблюдение и т.п. Подключается 6 или 8 внешних АКБ. Автономия от 6 часов. Бюджет ~90т.р.
3. ИБП на 6/10кВа (5,4/9кВт) на всю фазу. В этом случае на фазу можно собрать все потребители, работа которых обеспечивает комфорт в доме. 16 внешних батарей. Автономная работа от 6 часов. Бюджет от 120т.р. Средний бюджет подобного решения при автономии около 12 часов – около 170т.р.
4. ИБП 3в1 на 20кВа (18кВт) – бесперебойное питание всего дома. ИБП объединяет мощность по трем фазам в одну. 16 внешних батарей. Бюджет около 250т.р.
5. ИБП 3в3 от 20кВа. Со встроенными АКБ для автономии до 1.5 часов и внешними аккумуляторами для автономии до суток и более. 32-40 внешних аккумуляторов. Бюджет от 300т.р. Среднее решение около 500т.р.

Подробнее: различия между ИБП и инверторами.

Теперь давайте сравнивать по пунктам.

I. Включение резервного питания

Генераторы

При пропадании питания на вводе, автоматика даёт команду на старт двигателя генератора. Если старт произошел успешно, идет прогрев, а затем напряжение с электростанции подается в дом. Всё это занимает от 10 до 120 секунд в зависимости от типа генератора и настроек АВР. За это время домашний сервер уйдет в перезагрузку, система видео наблюдения работать не будет, у современного газового котла может нарушится программа или возникнуть ошибка, лифт в доме застрянет. Кстати, часто для решения этих проблем используют ИБП с минимальным временем автономной работы. Какие бывают сложности с запуском?

1. У генератора разрядился пусковой аккумулятор – стартер не крутит.
2. Генератор давно не заводился и поэтому возникли проблемы с подачей топлива: заливает свечи, карбюратор “закис” или завоздушился.
3. Недостаточный уровень масла в двигателе.
4. Забыли заправить бак после прошлого срабатывания.
5. Возникла проблема с приводом заслонок
6. Электростанция заработала, но возникли проблемы с охлаждением, и по перегреву она аварийно отключилась.
7. Выработан моторесурс и т.п.

ИБП

Инвертор переходит на работу от АКБ за один полупериод синусоиды, т.е. максимальное время – 20мс. Иными словами, оборудование “не почувствует” момента переключения: персональный компьютер не перезагрузится, газовый котел продолжит работу без остановок. ИБП типа On-line переключается на работу от аккумуляторов за 0 сек. – даже лампочки не моргнут. Вероятность перехода на питание от АКБ стремится к 100%, так как в отличие от сложной системы пуска генератора, в инверторе за переключение отвечает быстродействующее силовое или твердотельное реле, которое рассчитано с большим запасом прочности.

Вывод №1. При отключениях бесперебойники имеют преимущество: время переключения минимально, практически исключена вероятность несрабатывания.

II. Время автономной работы

• Бензиновые генераторы рассчитаны на непрерывную работу в течение ~8 часов, далее дозаправка, час отдыха и снова 8 часов работы.
• Дизельные мобильные генераторы работают на одной заправке около 20 часов.
• Газовые генераторы могут работать непрерывно до 50 часов и более. В зимнее время каждые 50 часов работы требуют замены масла в двигателе.
• Дизельные стационарные электростанции могут работать непрерывно с остановками для сервисных работ (регламенты сильно разнятся в зависимости от марки двигателя).

Время работы бесперебойников определяется количеством и емкостью аккумуляторов (калькулятор расчета АКБ). При необходимости, время автономной работы от батарей можно довести до нескольких суток. Однако, как показывает практика, в случае отсутствия катастрофически серьезных аварий в электросети, время отключения электричества редко превышает 12 часов. Именно на такое время мы, чаще всего, по запросу наших клиентов, проектируем систему бесперебойного питания для загородных домов.

Важно отметить, что расход топлива не сильно меняется в зависимости от нагрузки на генератор, а остаток запасенной энергии в аккумуляторах зависит от потребляемой мощности прямо пропорционально. Плюс генератора в том, что вы можете включить, например, электроплиту (в рамках допуска по мощности) без сильной разницы в трате топлива. Достоинство бесперебойников в том, что в ваше отсутствие в доме потребление электричества сведено к минимуму и аккумуляторов для поддержания работы газового котла и холодильника хватит уже не на 12 часов, а на сутки и более.

Вывод №2. Генераторы при должном уходе и наблюдении обеспечивают подачу напряжения до момента исчерпания топлива. Время работы бесперебойников ограничено батарейным банком, который чаще всего подбирают из расчета 12/24 часовой автономии. Мощные стационарные дизельные и газовые электростанции выигрывают в случаях очень длительных отключений электричества.

III. Качество электропитания

Как правило, качество питания с генераторов находится на минимально допустимом уровне. Иногда можно заметить моргание ламп освещения, рябь на экране телевизора. Бюджетные модели генераторов при “взятии” нагрузки или резкой смене отдаваемой мощности (включился/выключился электрочайник) выдают в электросеть дома высоковольтные импульсные помехи и перенапряжения, которые могут повредить чувствительную электронику (ТВ, автоматика котлов, серверные и т.п.). В связи с этим, мы рекомендуем по выходу линии электростанции всегда устанавливать специальные сетевые фильтры.

Инверторы выдают на выходе чистый сигнал синусоидальной формы, который мало чем отличается от качества сигнала с трансформатора. Более того, они в моменте контролируют значение напряжения на входе, при отклонении которого за рамки допуска (значения устанавливаются), автоматически переключатся на работу от батарей, спасая вашу бытовую технику и электронику.

ИБП типа on-line не только выдает максимально качественный сигнал на выходе, но и обеспечивает полную защиту оборудования от всех возможных факторов некачественной сети, к которым можно отнести: броски перенапряжений, импульсы, провалы, “моргания”, искажения гармоник, помех и т.п. Двойное преобразование обеспечивает супер точную стабилизацию напряжения (+-1%). Самое ответственное оборудование в больницах, банках, ЦОДах и т.п. защищается именно этим типом источников.

Вывод №3. Бесперебойники обладают не только существенно лучшим качеством напряжения, чем генераторы, но и защищают оборудование от множества возможных проблем, которые “прилетают” из внешней электросети, on-line тип ИБП выступает и в роли стабилизатора напряжения.

IV. Обслуживание и стоимость владения

Генераторы каждые 25-50 часов наработки или раз в 3 месяца требуют замены масла, реже требуется замена фильтра и свечей зажигания. Необходимо иметь запасы топлива и следить за его уровнем. Раз в год меняется пусковой аккумулятор. Хорошие газовые генераторы и стационарные дизельные электростанции всегда устанавливаются с заключением сервисного договора (20-40т.р.). Срок жизни бюджетных генераторов – 3-4 года, дорогих – до 10лет. Для генераторов, установленных на улице, зимой требуется подогрев картера и аккумулятора. Цена топлива за один час работы – от 35 (газ/дизель) до 120 рублей (бензин).

Инверторы практически не требуют обслуживания (только в случае сильно пыльных помещений), ИБП on-line типа из-за сквозной схемы охлаждения желательно раз в 1-2 года очищать от пыли (снять корпус и пропылесосить), КПД преобразования около 90%.  Аккумуляторы меняются раз в 8-12 лет в зависимости от условий эксплуатации. Один час работы ~5рублей (стоимость заряда).

Вывод №4. Генераторы требуют регулярного сервисного обслуживания и внимания, бесперебойники не требуют затрат, принцип – “поставил и забыл”.

V. Комфорт

Генераторы сильно шумят (особенно дизеля). Очень неприятно, если отключение света произошло ночью и автоматика запустила станцию. Во время работы чувствуется запах выхлопных газов на участке.

Инверторы работают полностью бесшумно. ИБП on-line типа шумят вентиляторами охлаждения – желательно их ставить в отдельное помещение. Аккумуляторы полностью герметичны, газов во время заряда и разряда не выделяется.

Вывод №5. Работа бесперебойников комфортнее и экологичнее.

VI. Установка

Генераторы бюджетного сегмента с автозапуском  устанавливаются как правило в гараже, либо на цокольном этаже. Обязательно требуется система вентиляции, отвод выхлопных газов и виброизолирующий слой резины. Силовые линии прокладываются через весь дом к щиту автоматики и далее к главному щиту (ГРЩ). Газовые генераторы обязательно устанавливаются на улице на специально подготовленную забетонированную площадку и по согласованному с газовой кампанией проекту (если у вас не газгольдер).

Большие стационарные дизельный электростанции ставятся в кожухе под навесом или в открытом исполнении в помещении.  Требуется прокладка силовых линий под землей.

Установка ИБП не требует больших затрат и много места. Важна температура – от 5 до 25С и нормальная влажность.

Вывод №6. Найти место для монтажа ИБП проще и стоимость работ ниже.

Инвертор для питания дома

Итог

Мы произвели сравнение двух принципиальных решений (ИБП/генератор) для обеспечения частного дома электричеством в случае перебоев с напряжением. Электростанции имеют преимущество только в двух случаях:

1. При необходимости максимально дешевого решения для снабжения всего дома электричеством: генератор с ручным пуском на 5-6кВт, который будет работать на улице для всего коттеджа обойдется в 50-60т.р. Генератор с автоматикой сравним по цене с бесперебойником.
2. При частых и длительных отключениях электричества (более суток) преимущество имеют газовые и дизельные электростанции.

Во всех остальных случаях оптимальнее использовать ИБП:

1. Выше надежность ввода резерва
2. Больше время автономной работы по отношению к бюджетным автоматическим генераторам
3. Существенно выше качество питания бытовой техники
4. Наличие стабилизации напряжения у ИБП on-line и защита от перенапряжений у инверторов.
5. Заметно ниже стоимость владения и отсутствие проблем с обслуживанием
6. Проще установка и мониторинг за состоянием системы

В заключении заметим, что достаточно часто поступают запросы на установку бесперебойников на длительную автономную работу от клиентов, которые уже имеют установленный генератор.

 

Задавайте ваши вопросы в комментариях!