Приблизительный расчет необходимой мощности электростанции (генератора)

В этой статье мы собрали весь необходимый минимум знаний о генераторах, который позволит вам не ошибиться при его выборе.

Прежде чем приступить к выбору генератора, стоит четко определиться с тем, какие параметры наиболее предпочтительны для вас. При покупке устройства нужно учитывать его вес, габариты, длительность работы, наличие автоматизации, уровень шума, потребление топлива, мощность и, конечно, цену.

Как рассчитать необходимую мощность генератора?

Мощность – это один из главных параметров, которые нужно учитывать при выборе генератора. Чтобы определить необходимую мощность электрогенератора следует проверить мощность приборов, которые будут к нему подключаться. Нужно учитывать, что мощность электрогенераторадолжна превышать сумму мощностей всех подсоединяемых одновременно приборов, которые будут работать более пяти минут, на 20-30%. Это обусловлено тем, что электростанция будет работать в наиболее оптимальном режиме лишь в том случае, когда подключенная к ней нагрузка не превышает 40-80% от номинальной мощности.

Если мощность генератора подобрана неверно, то, вероятно, вы столкнетесь с:

• перегрузкой генератора и его последующей остановкой;
• снижением срока эксплуатации из-за длительной работы на предельных режимах;
• большим расходом топлива.

Подобрав же мощность правильно, вы получите возможность подключать к запитываемой от электростанции сети не предусмотренных ранее потребителей.

Ватты, вольт-амперы и коэффициент мощности

Обратите внимание, мощность может измеряться в ваттах (Вт) и вольт-амперах (ВА). Если в инструкции к прибору и в инструкции к генератору мощность указана в разных размерностях, то стоит привести оба значения к общей единице измерения. Для перевода кВА в кВт необходимо значение в вольт-амперах умножить на коэффициент мощности (cos ȹ).

Допустим, у нас есть электростанция мощностью 3 кВА и коэффициентом мощности 0,8; произведя несложные вычисления, умножив 3 на 0,8, мы узнаем, что мощность этой установки составляет 2,4 кВт. Теперь вычислим, пылесос какой мощности к ней можно подключить. Обычно (cos ȹ) пылесоса составляет примерно 0,5. Итого, рассчитаем мощность пылесоса: 3 × 0,8 × 05 = 1,2 кВт.

А какой должна быть мощность обогревателя, который можно подключить к описанной выше электростанции? Поскольку обогреватель не обладает реактивностью, коэффициент его мощности равен единимее. Умножим: 3 кВА × 0,8 × 1 = 2,4 кВт. То есть, мощность обогревателя такая же, как и мощность самой электростанции.

Резистивные, индуктивные, емкостные…

Для правильного подбора генератора важно знать резистивные, индуктивные или емкостные приборы вы собираетесь использовать. Резистивные приборы потребляют ток с активной мощностью, попросту те, у которых нет электродвигателя. К ним относятся нагревательные приборы, лампы накаливания, кухонные плиты. Для данного вида приборов подойдет любой генератор соответствующей мощности, так как они полностью преобразовывают потребляемую мощность в свет или тепло.

Индуктивные – это приборы, которые работают от электродвигателя. Например, компрессор, насос или пилорама. Для этого вида характерна потеря мощности за счет трения обмотки, поэтому в качестве полезной мощности используется всего 70% от исходного показателя. Также в индуктивных приборах дополнительная мощность требуется для запуска двигателя. Поэтому при работе с такими устройствами лучше иметь запас мощности генератора около 20%.

В случае покупки электростанции для подключения к ней индуктивных приборов, непременно следует узнать, какой максимальный ток она способна выдерживать.

Емкостные приборы – это наиболее чувствительные потребители тока (например, профессиональные разрядные лампы, лампы-вспышки). Для работы с такими устройствами используют исключительно асинхронные генераторы.

Пусковой ток

Пусковой ток – это ток, возникающий на короткий промежуток времени после запуска оборудования, оснащенного электродвигателем. Пусковой ток может в несколько раз превышать номинальную мощность агрегата. Значение этого тока можно найти в паспорте прибора. Для приближенных рассчетов можно использовать следующую таблицу:

Маленькая хитрость – если подключать оборудование не напрямую к генератору, а через достаточно толстый удлинитель (он должен быть  длинным, хотя бы метров 15), то в этом случае удлинитель ведет себя как дроссель и пусковые токи на входе в генератор значительно снижаются.

Как правильно подобрать мощность?

Таким образом, при выборе генератора вам нужно:

• определить какие приборы вы будете подключать к генератору;
• определить мощность этих приборов (обычно это можно прочитать в инструкции или на самих приборах);
• знать коэфициенты пусковых токов для этих приборов;
• исходя из типа прибора и его мощности, рассчитать необходимую мощность агрегата.

Если Вы нет возможности точно узнать, какой точно мощности приборы, которые Вы собираетесь подключить, воспользуйтесь следующей таблицей приближенных значений:

Простой пример рассчета мощности генератора

Необходим резервный генератор на дачу, чтобы когда в очередной раз отключат свет на пару дней, холодильник не превратился в дурно пахнущий ящик для овощей и мяса, а в темное время можно было ходить по комнатам не опасаясь травм. Так же было бы здорово, иногда посмотреть телевизор и пропылесосить пол.

Суммарная мощность перечисленных нами приборов составит примерно 1,5-2 кВт. Давайте рассмотрим тип нагрузки, приходящийся на источник питания (генератор). Для этого посмотрим на таблицу пусковых токов, а после этого рассчитаем необходимую мощность для перечисенных выше одновременно подключенных потребителей электроэнергии (возьмем максимальные значения): 0,3кВт×3,3+0,2кВт(две 100Вт лампы)×1+0,08кВт×1+0,8кВт×1,2=2,23кВт. А т.к. обычно максимальная мощность генератора (мощность, которую он может выдавать короткий промежуток времени) обычно превышает его номинальную мощность, для наших целей мы с легким сердцем можем взять генератор на 2 кВт.

Синхронные и асинхронные генераторы

Синхронные генераторы – обладают более низким качеством тока по сравнению с асинхронными, но, тем не менее, они пригодны для аварийного электропитания офисов, холодильных установок, оборудования загородных домов, дач, строительных объектов. Такие генераторы более устойчивы к кратковременным перегрузкам, но плохо защищены от воды, пыли и грязи поскольку для охлаждения протягивают через себя воздух. Основное преимущество таких электрогенераторов – они относительно безболезненно воспринимают пиковые нагрузки. Т.е. для работы приборов с реактивной нагрузкой (имеющих электродвигатель) вам хватит генератора меньшей (по сравнению с асинхронным) мощности.

Асинхронные генераторы плохо переносят пиковые нагрузки, но обеспечивают поддержание напряжения в сети с высокой точностью, поэтому позволяют подключать к ним аппаратуру, чувствительную к перепадам напряжения (например, медицинское оборудование, компьютеры, другие электронные устройства). Источником электрического тока в них служит остаточная намагниченность ротора. Благодаря этому принципу асинхронные генераторы более долговечны: они не требуют воздушного охлаждения и их корпус полностью закрыт и защищен от влаги и пыли. Благодаря невосприимчивости к коротким замыканиям, такие генераторы – идеальный источник питания сварочных аппаратов. Но они чувствительны к перегрузкам и не подходят для питания электроинструментов и других устройств с высокими пусковыми токами.

Какой двигатель вам нужен?

Двигатель – это основная часть агрегата, от его потенциала зависит, как долго прослужит электростанция. Двигатели бывают бензиновые и дизельные. Срок службы агрегата с бензиновым мотором составляет примерно 3 - 4 тысячи часов. Ресурс дизельных двигателей значительно превышает этот показатель, да и топлива они потребляют меньше. Стоит отметить, что дизельное топливо дешевле бензина и не требует особых условий хранения. Однако электростанции с дизельным мотором в 1,5-2 раза дороже генераторов такой же мощности с бензиновым двигателем.

Таким образом, стоит отдать предпочтение агрегату с дизельным двигателем в том случае, если планируется использование электростанции в качестве основного источника питания, если предполагается длительная непрерывная работа, при использовании работающих на дизеле приборов, а также при работе с приборами мощностью 10-15 кВА. Бензиновые или карбюраторные моторы (двигатели внутреннего сгорания), как правило, используются на генераторах средней и малой мощности. Основные достоинства бензинового двигателя в сравнении с дизельным – это низкая цена и небольшая масса