КАК ПОДОБРАТЬ МИНИЭЛЕКТРОСТАНЦИЮ (ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР) — расчет мощности потребителей (подключаемых устройств)

Как выбрать электрогенератор в качестве основного или запасного источника электроснабжения загородного дома, для подключения оборудования на стройплощадке, или других ситуаций, когда необходим автономный источник электричества. Довольно часто этот вопрос становится камнем преткновения для далеких от электротехники покупателей, которым очень сложно разобраться не только в типах предлагаемых установок и указанных для моделей характеристик, но в том, подойдет ли такой агрегат для их конкретной ситуации. Как же сделать оптимальный выбор и не прогадать ни в цене, ни в характеристиках устройства.

Начнем с маленького уточнения, что правильно такое агрегат называется миниэлектростанция и представляет собой установку, генерирующую переменный электрический ток путем преобразования входящим в ее состав генератором механической энергии вращения вала двигателя.

На данный момент сложилась такая ситуация, когда очень часто, но не совсем корректно установки этого типа малой или средней мощности и габаритов называют генераторами и только для больших мощных агрегатов используют термин электростанция. Но несмотря на терминологическую путаницу, при выборе миниэлектростанции первой и одной из основных задач является расчет суммарной мощности нагрузки потребителей.

Осуществляя расчет мощности потребителей (включаемого одновременно оборудования), необходимо учитывать тип создаваемой ими нагрузки и наличие пусковых (пиковых) токов.

Указанная в технической документации мощность оборудования создающего при своей работе активную нагрузку (практически вся потребляемая от источника электроэнергия используется на выполнение полезной работы) суммируется и прибавляется 10%–15% запаса, поскольку недопустимо, чтобы генератор работал в режиме полной загрузки.

При этом приведенные в Вт значения мощности переводятся в ВА без дополнительных математических операций. То есть, если для утюга указано 1.5 кВт, для электрочайника – 2.0 кВт, а для лампочки – 70 Вт, то их полная мощность будет соответственно: 1.5 кВА, 2.0 кВА и 70 ВА.

Для оборудования, работа которого характеризуется возникновением реактивной мощности, становится необходимым учет коэффициента мощности cosφ. То есть, если для кондиционера в техпаспорте указано 1500 Вт при cosφ = 0.6, для пылесоса – 1400 Вт при cosφ = 0.5, то их полная мощность будет соответственно: 1500/06 = 2500 ВА и 1400/0.5 = 2800 ВА. Кроме этого, для оборудования укомплектованного электродвигателем необходимо учитывать коэффициент пускового тока.

И если для пылесоса такой коэффициент равен единице, то для кондиционера – 5. Поэтому в нашем случае общая нагрузка реактивных потребителей будет равняться: 2500 х 5 + 2800 х 1 = 15300 ВА. Суммарная полная мощность всех потребителей составит: 1500 + 2000 + 70 + 15300 = 18870 ВА.

Получается, что если в доме горит одна лампочка, работает кондиционер, включен утюг, пылесос и чайник, от генератора с учетом 10% запаса необходимо обеспечение мощности в 21 кВА.

Таже следует помнить, что сама миниэлектростанция является устройством с с реактивной мощностью и отдаваемая потребителю доля выработанной генератором мощности зависит от собственного cosφ То есть, если генератор выдает 5000 ВА и для миниэлектростанции cosφ = 0.8, то потребителю «достанется» 5000 х 0.8 = 4000 ВА.

Поэтому производители могут указывать в технических характеристиках две пары параметров (например, 5000 ВА cosφ = 0.8 и 4000 ВА cosφ = 1.0), где первая обозначает, что от номинальной мощности генератора полезная составляет только 80%, а вторая сразу указывает величину полезной мощности миниэлектростанции.

Или просто сразу, не утруждая покупателя расчетами, указывается отдаваемая номинальная мощность (например, 6000 ВА cosφ = 1.0), которая равна полезной в Вт. Если в технических характеристиках не приведено значение собственного коэффициента мощности cosφ миниэлектростанции, то это означает попытку представить установку более мощной, чем она есть в действительности.

Подключаемых к миниэлектростанции потребителей можно разделить на две большие группы – 1) вероятность одновременного включения которых чрезвычайно высока и 2) вероятность одновременного подключения которых не высока.

Для загородного дома список электрооборудования первой группы будет включать: освещение, холодильник, кондиционер, телевизор и музыкальный центр, бойлер, теплый пол, электроплита, компьютер и лазерный принтер, стиральная и посудомоечная машины, электрообогреватели и т.д.

Список второй группы включает: электрочайник и кофеварку, фен, тостер и СВЧ-печь, пылесос, утюг, гриль, электроинструменты (дрель или перфоратор, дисковая пила, лобзик или угловая шлифмашина) и т.д. Для использования электрогенератора на стройплощадке списки оборудования первой и второй группы будут кардинально отличаться.

Потребители, входящие для объекта, электропитание которого должен обеспечивать генератор, в первую группу учитываются при расчете мощности миниэлектростанции в обязательном порядке, со второй группы можно учитывать одного-двух потребителей.

Если генератор планируется использовать в качестве источника резервного питания, его мощность можно подбирать в расчете на определенный ограниченный круг потребителей, работа которых важна при отключении централизованного отключения: освещение, холодильник, теплый пол и т.д.

При использовании миниэлектростанции в качестве основного источника питания необходимо заранее планировать резерв мощности для подключения в дальнейшем новоприобретенных электроприборов. При покупке электрогенератора летом важно не забывать, что в зимнее время неизбежно подключение электрообогревателей. Помимо этого, подключать потребителей можно разными способами: экономичным и неэкономичным. Второй способ является самым простым и предполагает возможность одновременного подключения всех потребителей первой группы.

Например, миниэлектростанция должна обеспечить работу освещения из пяти лампочек по 70 Вт (пусковая мощность 0.35 кВт, номинальная 0.35 кВт), холодильника (пусковая мощность 4.0 кВт, номинальная 1.0 кВт), кондиционера (пусковая мощность 12.5 кВт, номинальная 2.5 кВт), теплого пола (пусковая мощность 2.0 кВт, номинальная 2.0 кВт), компьютера (пусковая мощность 0.8 кВт, номинальная 0.4 кВт) и электрочайника (пусковая мощность 2.0 кВт, номинальная 2.0 кВт). В этом случае для обеспечения их одновременного включения с учетом 10% запаса мощность генератора должна быть: (0.35 + 4.0 + 12.5 + 2.0 + 0.8 + 2.0) х 1.1 = 23.815 ≈ 24 кВт.

Но если присутствует насущная необходимость в экономии средств, рассчитывать мощность генератора можно с учетом экономичного последовательного подключения потребителей начиная с оборудования с максимальным пусковым током, для которого учитывается пусковая мощность, и далее подключая приборы по мере уменьшения их пусковых токов, суммируя номинальную мощность.

Для предыдущего примера это будет выглядеть следующим образом: кондиционер, холодильник, компьютер и затем теплый пол электрочайник, освещение. В этом случае будет достаточно мощности генератора: (12.5 + 1.0 + 0.4 + 2.0 + 2.0 + 0.35) х 1.1 = 20 кВт. Для подобного подключения потребителей с реактивной нагрузкой обязательным условием является их работа на номинальной мощности после включения. То есть, в случае, если необходимо работать перфоратором с постоянным включением/выключением, способ последовательного подключения нагрузки неприемлем.