Расчет мощности дизельного генератора

У Вас дача, коттедж, просто домик в деревне? А может, небольшое производство? В любом случае Вам бы хотелось не зависеть от поставщиков энергоресурсов и минимизировать свои затараты на них. Выход очевиден - стать самому себе энергетиком. А это сейчас вполне реально - обзавестись собственным источником электроэнергии.

Миниэлектростанции (гидро или ветряные) отметаем сразу, т.к. по законодательству РФ придется платить налоги за использование природных ресурсов, к которым относятся и вода, и даже ветер. Так что выход для максимальной независимости один - генератор, работающий на топливе. Тут расходы только на покупку топлива.

Одним из наиболее популярных вариантов в этом аспекте являются дизельные генераторы.

Главным правилом любого потребителя является соотношение цена-качество. Если с ценой вопросов нет (минимальная стоимость), то по качеству стоит пояснить. Качество - это не только надежность работы оборудования, но и уровень сложности его подключения, ввода в эксплуатацию и т.п.

К чему это? А к тому, что генераторы бывают однофазные и трехфазные, и расчеты по мощности и особенности подключения нагрузки имеют свои особенности. Какой именно нужен Вам, определимся исходя из рассчитанной мощности и характера нагрузки. От характера нагрузки зависит коэффициент мощности.

Для того чтобы правильно рассчитать требуемую мощность дизельгенератора, необходимо:

  • Определить характер потребляемой электроэнергии;
  • Определить мощность каждого электропотребителя;
  • При расчете учитывать пусковые токи.

Потребители электроэнергии подразделяются на три группы характеров потребляемой электроэнергии:

  • С активным сопротивлением (лампы накаливания, светодиодные лампы, тэны, другие нагревательные приборы и т.п.). Коэффициент мощности = 1,1
  • С индуктивным сопротивлением и малыми пусковыми токами (различный ручной электроинструмент, бытовые приборы, люминесцентные лампы и т.п.). Коэффициент мощности = 1,5-2;
  • С обычным индуктивным сопротивлением (холодильник, электромоторы, станки, сварочные трансформаторы, водяные насосы и т.п.). Коэффициент мощности = 3-5.

Рекомендуемым режимом работы электростанции является работа при нагрузке 75%от номинальной мощности. Длительная работа при большей нагрузке значительно уменьшает моторесурс двигателя и ведет к преждевременному ремонту.

Есть распространенный способ вычисления необходимой мощности – на основе номинала защитного автомата на входе. Но тут есть свои подводные камни.

Небольшой ликбез для понимания.

Номинал автомата рассчитывается так же из суммарной мощности потребителей (как для генератора), которая потом делится на напряжение и получается ток (номинал автомата). Защита автомата осуществляется по двум направлениям: короткое замыкание (КЗ) и максимально допустимый ток (номинал). При КЗ всем понятно - мгновенное отключение. А вот с номиналом есть нюансы. Физика защиты такова. Ток проходит через биметалические пластины, которые при превышении номинального значения тока начинают нагреваться и дефомироваться. В результате деформации происходит отключение автомата. Нюансы в том, что время реакции на перегрев имеет погрешность как расчетную при изготовлении, так и зависящую от окружающей температуры (установлен автомат внутри теплого дома или на улице в морозную зиму). И пока он сработает от перегрева, ток, превышающий номинал, будет перегружать генератор. Поэтому мощность генератора должна быть с запасом от расчитанного этим способом. Лучше пожертвовать "копеечным" автоматом, чем дорогим генератором.

Поэтому сделаем расчет классическим способом - по нагрузке - без лишних математических действий.

Пример: Есть загородный дом площадью - 200 кв.м.

Характерные нагрузки:

  • Активные:
    • Освещение – приблизительно 2 кВт. (для ламп накаливания 0,1 кВт на 10 кв.м. помещения, для энергосберегающих ламп в 4 раза меньше, но надо учитывать пусковые токи),
    • Бойлер накопительный 50-60 л – 2 кВт
    • Чайник - 2 кВт
    • Плита (4 конфорки с духовкой) - максимальная потребляемая мощность 5,8 кВт (вряд ли все будет включаться одновременно, примем примерно 4 кВт)
    • Телевизор, радио и т.п. – 1 кВт
  • Индуктивные:
    • Холодильник – 0,25 кВт х 4 = 1 кВт (так как имеет большие пусковые токи)
    • Водяной насос – 1,5 кВт х 4 (коэффициент пусковых токов)= 6 кВт.

Все суммируем, получается потребляемая мощность 22 кВт. При рекомендуемой 75 % нагрузке необходимая мощность составит 22/75х100 = 29,3 кВт. Округляем до 30 кВт.

С другой стороны, обычно можно принять коэффициент включенных нагрузок 0,8 (так как не все нагрузки включаются одновременно), тогда минимальная мощность дизель генератора может быть 30х0,8=24 кВт.

Но давайте все же учитывать (как это у нас нередко встречается) и экстремальные ситуации - например, приехали гости на праздник или семейное торжество. Тогда и плита может использоваться на полную мощность, и другие электроприборы, как правило, включаются "лишний" раз по надобности и без надобности. Могут возникнуть ситуации, требующие использования сварочного аппарата. А вдруг Вы что-то еще захотите добавить - электрокамин или электропечь в баню. То в описанном примере лучше ориентироваться на мощность 30 кВт. Ибо скупой платит дважды - не выдержит нагрузки генератор, придется покупать другой.

И вот тут мы подошли к выбору между однофазным и трехфазным генератором.

Для начала несколько простых рекомендаций:

  • Если у Вас нет трехфазных потребителей (380 В), и в доме сделана проводка под однофазное напряжение (220 В) Вам нужно выбрать однофазный дизельгенератор.
  • Если мощность дизельгенератора, которую Вы рассчитали менее 10 кВт, рекомендуется сделать выбор в пользу однофазного дизельгенератора, так как трехфазный генератор требует равномерного нагружения по всем фазам, это очень сложно сделать при нагрузке менее 3 кВт на фазу.
  • Если необходимая мощность дизельгенератора более 20 кВт и ввод в дом трехфазный, то в большинстве случаев Вам надо выбирать трехфазный дизельгенератор, это будет дешевле и безопаснее, однако, надо распределять равномерно нагрузку по фазам генератора. Кроме того, найти однофазный дизельгенератор мощностью более 25 кВт достаточно сложно, более того однофазные дизельгенераторы обычно дороже трехфазных генераторов.

Итак, если Ваш выбор остановился на однофазном генераторе, то вышеописанный пример по выбору мощности остается в силе. Мощность однофазного генератора в кВт и кВА одинакова, а у трехфазных они различаются. Мощность трехфазного дизельгенератора в кВт на 20% меньше мощности в кВА. И тут нужно ориентироваться на мощность, указанную в киловатах (кВт). Если же мощность указана только в кивольтамперах (кВА), то необходимо учитывать разницу в 20%. таким образом наши 30 кВт из примера для трехфазного дизельгенератора будут соответствовать 36 кВА.

В итоге, когда Вы рассчитали необходимую мощность и тип дизельгенератора, можно переходить к выбору модели с помощью сервиса в разделе "ДИЗЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ"