Мир, в котором мы живем, славиться своей нестабильностью – то аномально жаркое лето, то в африканских странах выдает невиданный десятки лет снег, то куда-то запропастился Гольфстрим у побережья Европы или пропало электропитание, что для современного человека равнозначно локальному наступлению «конца света». А последнее наши электросети организовывают без предупреждения и с завидной регулярностью. Рецепт спасения от подобного катаклизма довольно прост и не требует привлечения высших сил – это автономные источники электропитания или миниэлектростанции, то есть энергетические установки, оборудованные преобразующими механическую энергию вращения вала двигателя в переменный электрический ток генераторами. Сегодня довольно часто и не совсем корректно любую мобильную установку по выработке электроэнергии называют электрогенератором, а термин электростанция используют для обозначения оборудования с тем же принципом работы, но больших размеров. Кроме аварийного источника питания на случай перебоев централизованного электропитания миниэлектростанция может быть основным источником электроснабжения загородного коттеджа, а также будет незаменимым для садового дома или дачи при периодическом посещении, для работы разнообразного электрооборудования на стройплощадке и т.п.

Выбирая подобное устройство во избежание ошибок в техническом и финансовом аспектах необходимо учитывать ряд основных факторов его эксплуатации: суммарную мощность питаемого электрооборудования, длительность непрерывной работы, окружающие условия, стоимость самого генератора и произведенного им электричества и т.д.

Рассчитывая суммарную мощность нагрузки миниэлектростанции, т.е. мощность подключаемых потребителей (одновременно включаемого оборудования), необходимо учитывать, что она бывает различных типов. Активную (резистивную, омическую) нагрузку создает оборудование, при работе которого практически вся потребляемая электроэнергия преобразовывается в тепло (лампы накаливания, электроплиты, электрочайники, утюги, теплые полы и другие электронагревательные приборы). Необходимую для питания подобной нагрузки мощность рассчитывают, суммируя паспортные данные для каждого потребителя и прибавляя к полученному значению запас в 10-20%. Запас мощности необходим, чтобы электрогенератор не работал на пределе своей мощности, поскольку подобная ситуация приводит к ускоренному износу. То есть, если необходимо обеспечить работу освещения в 10 лампочек по 70 Вт и 2кВт электрочайника, то для этого понадобится не менее (10 х 70 + 2000) х 1,1 = 2970 Вт ≈ 3 кВт.

Резистивную (индуктивную и емкостную) нагрузку создает оборудование, при работе которого часть потребляемой энергии преобразуется в тепло (активная составляющая), а оставшаяся часть – на генерацию электромагнитных полей (реактивная составляющая). К этому типу нагрузок относятся потребители, в конструкцию которых входят катушки индуктивности (электродвигатели) и/или конденсаторы: люминесцентные лампы, холодильники, кондиционеры, стиральные машины, СВЧ-печи, компьютеры, электроинструменты, насосы и т.д. Указываемый в техническом паспорте или на корпусе устройства коэффициент мощности cosφ является количественным показателем доли активной составляющей воздаваемой нагрузке. То есть, обозначение cosφ = 0,8 означает, что в тепло преобразуется только 80%, а остальные 20% составляют реактивную мощность. Поэтому рассчитывая мощность, необходимую для питания реактивной нагрузки, необходимо делить паспортную активную мощность потребителя на его cosφ. Например, если в технической документации на холодильник указана мощность 600 Вт и cosφ = 0,6, то его реальное энергопотребление будет составлять 600/0,6 = 1000 Вт или 1 кВт.

Помимо этого, при выборе электрогенератора, нужно учитывать, что при запуске электродвигателей на доли секунды возникают пусковые (пиковые) токи, превышающие в несколько раз указанное в паспорте изделия номинальное значение. То есть при расчете мощности, необходимой потребителю с электромотором, нужно умножить паспортное значение номинальной мощности этого потребителя на коэффициент пускового тока. К сожалению, многие производители игнорируют этот параметр в технических характеристиках своего оборудования, а измерить пусковой ток бытовыми измерительными приборами невозможно из-за их инерционности. Если значение пускового тока не указано в спецификации оборудования и его нельзя уточнить у производителя или дилера, то, в крайнем случае, можно воспользоваться усредненными коэффициентами (значения их приблизительны и могут не отражать конкретную реальную ситуацию).

Если не учесть коэффициент пускового тока, то электрогенератор в лучшем случае выключиться, а в худшем – выйдет из строя. Таким образом, для уже упоминавшегося холодильника нужно будет не 1 кВт, а 1 х 4 = 4кВт. Сама миниэлектростанция также является оборудованием с реактивной мощностью и ее отдаваемая потребителям мощность определяется собственным коэффициентом мощности cosφ. Полная отдаваемая мощность генератора миниэлектростанции указывается в вольт-амперах (ВА), а ее полезная мощность определяется умножением величины в ВА на cosφ станции. То есть, если у самого электрогенератора cosφ = 0,8 (, то для нагрузки в 4 кВт необходимо 4000/0,8 = 5000 ВА. Получается, что для питания холодильника с паспортным значением мощности 600 Вт, необходимо использовать электрогенератор мощностью не менее 5 кВА.

Подключать потребителей к миниэлектростанции можно несколькими способами. Самый простой – когда несколько реактивных нагрузок включаются одновременно. В этом случае мощность электрогенератора подбирается исходя из суммы мощностей всех потребителей с учетом всех cosφ и пусковых токов. Например, надо обеспечить работу холодильника (пусковая мощность 4 кВт, номинальная 1 кВт), кондиционер (пусковая мощность 15,75 кВт, номинальная 3,15 кВт), утюга (пусковая мощность 2 кВт, номинальная 2 кВт), шесть лампочек по 70 Вт (пусковая мощность 0,42 кВт, номинальная 0,42 кВт). В этом случае суммарная мощность всех потребителей с учетом 10% запаса будет (4 + 15,75 + 2 + 0,42) х 1,1 = 24,38 кВт.

Второй способ более экономичный – к миниэлектростанции потребители подключаются последовательно: начиная от оборудования с самой высокой реактивной нагрузкой, потом с меньшей и последними включаются активные нагрузки. Расчет необходимой мощности в этом случае следующий: (кондиционер с пусковой мощностью 15,75 кВт + холодильник с номинальной мощностью 1 кВт + утюг 2 кВт + лампочки 0,42 кВт) х 1,1 = 21,09 кВт. То есть в этом случае высвобождается 3 кВт мощности электрогенератора. Этот способ применим, если после включения реактивные нагрузки работают при номинальной мощности и не включатся одновременно. То есть, например, если выполняются работы дрелью с периодическим включением/выключением такой способ подключения нагрузки неприемлем. В случае выбора миниэлектростанции как постоянного источника электроэнергии современного здания с множеством разнородных нагрузок, следует все же обратиться к имеющим опыт специалистам.

оптимальный подбор и установка электрогенераторов в Украине: electro-servis.kiev.ua