Бензиновая электростанция. Переносной источник энергии

Принцип действия газовых электростанций

По принципу устройства электростанции разделяют на два типа: газотурбинные и газопоршневые. Последние имеют более простую конструкцию, в процессе эксплуатации не нуждаются в дорогостоящем обслуживании и являются наиболее экономичным вариантом газовой установки. При этом они почти не имеют ограничения в максимальной мощности. Газотурбинные электростанции более технологичны и сложны по своей конструкции, но менее экономичны: их применение оправдывает себя только в масштабах промышленного производства. Главное их достоинство — высокая износостойкость узлов и полная неприхотливость к виду топлива: в отдельных случаях может быть использована даже угольная пыль, но требуется специальный модуль подготовки топливной смеси.

Газотурбинные электростанции (ГТЭ)

Характерно, что турбинные электростанции производят тепловой энергии почти вдвое больше, чем электрической. Поэтому их часто используют как составляющую ТЭЦ путем установки в вытяжной системе котла-утилизатора, обеспечивая таким образом не только выработку электроэнергии, но и теплоснабжение в большом объеме и по минимальной стоимости.

Газопоршневые электростанции (ГПЭ)

В газопоршневых электростанциях источником кинетической энергии является машинный блок, работающий по принципу двигателя внутреннего сгорания. Подача топлива осуществляется инжектором и контролируется электронным блоком управления, за счет чего поршневые электростанции имеют достаточно высокий КПД. Существенным минусом газопоршневой системы является высокий уровень шума и вибрации при работе из-за наличия большого числа подвижных частей. Преимуществом этих двигателей можно назвать высокую адаптивность к различным режимам и уровням нагрузки, чего невозможно достичь в газотурбинных установках, работающих практически на постоянной мощности.

Бензиновые электростанции для дома

Желательно, чтобы она была не очень шумной и экологичной. Ведь часто именно в пределах дома размещают бензиновые электростанции. Она должна быть инверторной или иметь регулятор напряжения АВР. Если там находится минимум электроприборов: холодильник, телевизор, водяной насос, то будет достаточно мощности 1кВт.

Для дачи с большим количеством приборов подойдёт станция с мощностью 3 кВт производителей Субара, Хонда, Kohler.

Если ваша дача уж очень сильно наворочена, включая весь набор бытовых приборов и системы видеонаблюдения, то нужно устанавливать дизельную электростанцию мощностью не меньше 10 кВт.

Термоэлектрогенераторы

Электростанции с генераторами, построенными по принципу Пельтье – достаточно интересный вариант.

Физик Пельтье обнаружил эффект, который сводится к тому, что при пропускании электроэнергии через проводники, состоящие из двух разнородных материалов, на одном из контактов происходит поглощение тепла, а на втором – выделение.

Причем эффект этот обратный – если с одной стороны проводник разогревать, а со второй – охлаждать, то в нем будет образовываться электроэнергия.

Именно обратный эффект используется в электростанциях на дровах. При сгорании они разогревают одну половину пластины (она и является термоэлектрогенератором), состоящую их кубиков, сделанных из разных металлов, а вторая же ее часть – охлаждается (для чего используются теплообменники), в результате чего на выводах пластины появляется электроэнергия.

Но есть у такого генератора несколько нюансов. Один из них – параметры выделяемой энергии напрямую зависят от разницы температуры на концах пластины, поэтому для их выравнивания и стабилизации необходимо использование регулятора напряжения.

Второй нюанс заключается в том, что выделяемая энергия – лишь побочный эффект, большая часть энергии при сгорании дров просто преобразуется в тепло. Из-за этого КПД такого типа станции не очень высокая.

К достоинствам электростанций с термоэлектрогенераторами относятся:

• Длительный срок службы (нет подвижных частей);
• Одновременно вырабатывается не только энергия, но и тепло, которое можно использоваться для обогрева или приготовления пищи;
• Бесшумность работы.

Электростанции на дровах, использующие принцип Пельтье, — достаточно распространенный вариант, и выпускаются как портативные устройства, которые способны лишь выделить электроэнергии для зарядки маломощных потребителей (телефона, фонаря), так и промышленные, способные запитать мощные агрегаты.

Бензиновая сварочная электростанция

Использовать бытовой прибор для инверторного сварочного аппарата не стоит. Здесь нужно выбирать мощную синхронную модель с прочным корпусом и минимальными перепадами напряжения. Но для выполнения кратковременных разовых операций подойдёт и бытовой.

Станция и сварочный инвертор должны быть совместимыми. Хорошо, если они одной марки. Во всяком случае, количество фаз должно совпадать.

Мощность рассчитывается так, чтобы около трети общей производительности оставалось в запасе.

Учитывайте, что при использовании кабелей большой длины для подсоединения сварочного инвертора мощность уменьшается.

Обратите внимание на силу тока сварки. Уменьшая её до допустимого значения, можно применять инверторную станцию меньшей мощности, чем ваш сварочный инвертор

Нужно учитывать соответствие диаметра электродов силе вашей электростанции

Значение её минимальной мощности (в кВт) должно быть не меньше чем на 0,5 единиц значения диаметра электрода (в миллиметрах)

Нужно учитывать соответствие диаметра электродов силе вашей электростанции. Значение её минимальной мощности (в кВт) должно быть не меньше чем на 0,5 единиц значения диаметра электрода (в миллиметрах).

Бензиновые электростанции инверторного типа

Современные станции с синхронными альтернаторами оснащаются электронным блоком управления. Это инверторные станции, или инверторы. Они дают возможность получать постоянный ток в 12 В, который преобразуется в переменный с частотой 50 Гц.

Делятся по виду импульсного напряжения:

• С прямоугольным импульсом. Используются только для строительных инструментов.
• С трапециевидным импульсом. Можно подключать холодильник и более простые приборы.
• С синусоидальным импульсом. Его ток практически не отличается от централизованного. Цена такого инвертора соответствует качеству производимого электричества.

Преимущества инверторов:

• Они легче и меньше обычных;
• Работают тише;
• Экономно используют топливо. За этим следит система электронного управления;
• На полчаса может включаться функция «режим перегрузки», повышая мощность в полтора раза.

Но стоит ли покупать неинверторную бензостанцию?

Нужно смотреть на условия, в которых она будет эксплуатироваться, да и на свои материальные возможности.

• Цена инверторов выше;
• Блок управления не переносит перепадов температур, а ремонтировать его дорого;
• Мощность инверторов не выше 7,2 кВт.

Техническое обслуживание и допуск

Большинство газопоршневых установок мощностью до 5 МВт не требуют постоянного присутствия оперативного персонала. Наблюдение и контроль параметров можно наладить через линию беспроводной связи, но периодический осмотр нужно проводить лично. Техническое обслуживание станции заключается в проведении плановых ремонтов силами специалистов сервисных компаний и поддержании нормального уровня масла в двигателе. Самостоятельное вмешательство в конструкцию станции не допускается условиями гарантийного обслуживания. Все что требуется от владельца — остановить работу генератора на время планового ремонта или транспортировать маломощную станцию до сервисного центра при необходимости.

Обзор популярных моделей

Выпуск бензиновых электростанций осуществляется производителями в разных странах мира. К наиболее популярным моделям можно отнести следующие:

• Компания ELITEC производит бензиновые агрегаты непосредственно в России, начиная с 2008 года. За этот период инженерным персоналом разработано и внедрено в производство несколько типов таких устройств. Среди них одно- и трехфазные установки с соответствующей мощностью 6,5 и 9,5 кВт. Для подключаемых приборов, отличающихся повышенной чувствительностью к выходному току, существует электростанция инверторная мощностью от 1 до 3,5 кВт.
• Электростанции ENERGO совместно производят японская компания Sawafugji Electric Co. Ltd и российская фирма МНПО «Энергоспецтехника». Сборка продукции осуществляется в Японии, но сами изделия ПЭС ориентированы именно на потребителей российского рынка. Наиболее известными моделями считаются ЭНЕРГО серии ЭА 3200, 3900, 5300, 6600С, 6500R, а также инверторная электростанция серий ЭА 1000И и ЭА 2000И.
• Японский концерн HONDA выпускает не только автомобили, но и бензиновые электростанции различного назначения. Для бытовых нужд выпускаются изделия серии EU, EP, EG, EM, ET, а также промышленные агрегаты EGT, ECM. Модельный ряд состоит из одно- и трехфазных генераторов с различными типами запуска. Производительность установок находится в пределах 1-11 кВт.
• Немецкий производитель HUTER известен в России с начала 21-го века. Одним из основных направлений деятельности стали мобильные электрические генераторы, в том числе и бензиновые, серий DN, DY, HT. На российском рынке компания занимает одно из первых мест в этой области.

Газотурбинная электростанция (ГТЭС)

Газовые электростанции

Ветряные электростанции

Геотермальные электростанции (ГТЭС)

Дизельные электростанции (ДЭС)

Волновая электростанция (ВЭС)

Электростанции модульного типа средней мощности

Представляют собой машинные блоки больших размеров, могут быть в открытом исполнении или же ограничены защитным шумопоглощающим корпусом. Преимущественно используются в качестве основных или резервных источников электроэнергии для загородных жилищных кооперативов, офисных и небольших производственных и торговых центров, складов. Производительность таких электростанций довольно высока, а стоимость выработанной электроэнергии сопоставима с электричеством от городской сети.

Основные характеристики:

1. Тип двигателя: V-образный карбюраторный или инжекторный двигатель с 6–16 цилиндрами, верхним расположением клапанов и водяным охлаждением.
2. Тип генератора: асинхронный трехфазный бесколлекторный генератор с самовозбуждением.
3. Выдаваемая мощность: до 1 МВт.
4. Топливо: природный газ, биометан, пропан-бутан.
5. Управление: цифровой контроллер, комбинированная многоуровневая защита, АВР, самодиагностика. Работа полностью автоматизирована.
6. Выход на номинальную мощность: до одного часа.
7. Стоимость: от $10000 до $250000.

Газопоршневые агрегаты такого класса являются наиболее рациональным методом автономного обеспечения электроэнергией жилых массивов и энергоемких предприятий. Установленный лимит моточасов позволяет использовать их на постоянной основе, останавливая дважды в год на одни сутки для проведения технического обслуживания. Электростанции комплектуются отдельными блоками подготовки газообразного топлива и ЗРУ для первичной коммутации.

Это оборудование является полностью стационарным и при установке требует специально оборудованных площадок или зданий, оснащенных подготовленным бетонным основанием, компенсирующим вибрацию, топливными бункерами, системами газоудаления и вентиляции. Благодаря автоматическому регулированию подачи топлива, стоимость выработанной электроэнергии значительно ниже сетевой.

Как работает бензиновый генератор

Практически все электростанции с приводом от бензинового двигателя работают по одной и той же схеме. Этот принцип действия должен знать каждый пользователь, с целью своевременного выявления неполадок, организации технического обслуживания и ремонта.

Каждый агрегат работает в следующем порядке:

• Топливный бак электростанции заполняется бензином.
• Во время пуска топливо через бензопровод поступает в двигатель.
• В бензопроводе установлен топливный фильтр, где из бензина удаляются возможные загрязнения и механические примеси.
• Очищенное топливо подается в карбюратор с помощью насоса.
• Внутри карбюратора бензин превращается в однородную массу, после чего он смешивается с очищенным воздухом. Когда топливо достигает нужной консистенции, оно впрыскивается в цилиндры двигателя.
• Одновременно свеча зажигания выдает искру. Топливная смесь воспламеняется, расширяется, толкает поршень, соединенный с коленчатым валом, в результате чего и происходит запуск двигателя.
• Вращение коленчатого вала передается на ротор генератора, возникают электромагнитные колебания, создается электромагнитное поле, начинается превращение механической энергии в электрический ток.

При использовании бензиновых генераторов следует учитывать особенности эксплуатации двух- и четырехтактных двигателей. Как уже говорилось, двухтактные двигатели используются в маломощных установках, таких как переносная электростанция. Они более экономичные, простые в использовании, легко запускаются в условиях низких температур. Однако, их выходное напряжение довольно неустойчивое и может колебаться в пределах 210-240 вольт. Точно такой же неустойчивостью отличается и частота тока. Во время работы агрегат производит много шума и выбрасывает в атмосферу большое количество вредных веществ.

Четырехтактные двигатели используются совместно с более мощными агрегатами. Они отличаются повышенной экологической чистотой и гораздо меньше вредят окружающей среде. Период непрерывной работы и общий моторесурс значительно выше, чем у двухтактных движков. Бензин и масло подаются раздельно, поэтому в морозы иногда возникают проблемы при запуске двигателя. Благодаря однородному топливу, на выходе получается более ровное и устойчивое напряжение. Стоимость таких электростанций значительно выше, поэтому при выборе следует ориентироваться на условия, в которых будет эксплуатироваться тот или иной агрегат.

Подключение и эксплуатация

Питание электростанции осуществляется либо от баллона через специальный редуктор, либо магистральным газом, давление которого соответствует требуемым параметрам. Для подключения к магистрали следует зарегистрировать электростанцию как дополнительный газовый прибор, что делается по стандартной процедуре с внесением изменений в проект домового газоснабжения.

К электрической сети газогенератор подключается через двухпозиционный переключатель, если сама установка не включает блок АВР, либо же через ограничитель мощности, автоматический выключатель или линейный разъединитель с комплексом РЗАиТ. Очень полезно организовать на линии генератора внутренний узел учета прямого включения или на токовых трансформаторах — это поможет контролировать стоимость генерируемой электроэнергии и оперативно отслеживать расход топлива.

В процессе эксплуатации важно соблюдать предписанный режим работы, выраженный в числе моточасов в сутки. Электростанции свыше 100 кВт имеют постоянный режим работы на протяжении 361 дня в год, менее мощные могут работать от 6 до 20 часов в сутки

Во время работы практически все параметры контролируются автоматически, в случае неисправности либо остановится двигатель, либо генератор отключит подачу напряжения. Дальнейшая диагностика проводится в соответствии с руководством по эксплуатации.

Преимущество использования газопоршневых электростанций в индивидуальном хозяйстве

Автономные газогенераторы вызывают большой интерес и у индивидуальных предпринимателей, и у жителей частных секторов, коттеджей и небольших агломераций. На практике газовые электростанции полностью оправдывают свое применение, а их окупаемость достижима во вполне обозримые сроки. Единственным минусом можно назвать необходимость серьезных капиталовложений, кроме того, существуют следующие нюансы:

1. Преимущественно используются газопоршневые установки.
2. Срок окупаемости тем ниже, чем выше действительная мощность станции.
3. Для установки требуется отдельный земельный участок.
4. В случае коллективного пользования необходима развитая инфраструктура.
5. Работа установок невозможна без квалифицированного обслуживания.

Автономные газовые электростанции и ТЭЦ можно разделить на три группы.

Как выбрать и на что обратить внимание?

Советы следующие:

Обратить внимание на тип двигателя. Высокопроизводительный генератор наделен четырехтактным движком Он работает до 5 часов в автономном режиме. Не требует подготовки различных смесей из масла

Не требует подготовки различных смесей из масла.

Вид самого генератора. Может быть асинхронным и синхронным. Первый показывает отличную устойчивость к внешним неблагоприятным условиям, работает с приборами с неизменяемыми показателями тока при запуске. Второй устойчив к пусковым перегрузкам, имеет более сложную конструкцию и высокий ценник. Необходим для работы с индуктивными приборами — сваркой, насосом, компрессором и так далее. Для использования бытовых нужд подойдет асинхронный генератор.

Учесть фазность. Устройства разделяются на два типа — однофазные и трехфазные. Последние более мощные и функциональные, но и стоят намного дороже. Для решения простых задач подойдет однофазный генератор.

Оценить технические характеристики. Они подробно рассказывают об интересующей модели

Поэтому важно изучить рабочие параметры, чтобы не пожалеть о выборе

Когенерация в малых масштабах

Мини-ТЭЦ, работающие на газообразном топливе, начали появляться в России относительно недавно, но тем не менее продемонстрировали превосходную эффективность. На сегодняшний день на территории РФ действуют более 200 установок, большая часть которых размещена в отдаленных регионах. Основной аргумент для установки мини-ТЭЦ на объекте — требование полной автономности или невозможность подключения к магистральным линиям энергообеспечения. В этом случае вопрос об экономической целесообразности выводится на второй план.

Преимущество мини-ТЭЦ заключается в том, что станция производит электрическую энергию, которая почти вдвое дешевле сетевой. Тепловая же энергия и вовсе является бесплатной в производстве, а потому ее потребительская стоимость состоит исключительно из затрат на обслуживание оборудования и транспортировку на небольшие расстояния.

Перспектива использования мини-ТЭЦ повсеместно — всего лишь вопрос времени. Так, при строительстве жилых комплексов нового поколения, вопрос о подключении к централизованным источникам тепла и электроэнергии вовсе не стоит. Поскольку качество и режим подачи этих ресурсов оставляют желать лучшего, новостройки комплектуются собственными энергосистемами, от чего выигрывают и владельцы объектов недвижимости, и их пользователи.

Переустройство линий инженерного обеспечения для использования мини-ТЭЦ связано с рядом трудностей. В первую очередь — это вопрос об объемных капиталовложениях. Реструктуризация отрасли энергообеспечения малого предприятия с тепловой и электрической нагрузкой в 2 МВт обойдутся администрации в 20 млн. рублей. Вторая причина низкого распространения — проблема отсутствия собственной сети инженерных коммуникаций: при отказе от центральных источников тепло- и электроснабжения предприятию придется либо выкупать всю имеющуюся инфраструктуру, либо создавать собственную. Рентабельно это только при условии продажи энергоресурсов сторонним потребителям.

Что собой представляет бытовой электрический генератор

Мобильная электростанция, или, как чаще их называют – электрогенератор, представляет собой достаточно сложное электромеханическое устройство. Его главная задача – преобразование энергетического потенциала жидкого или газообразного топлива вначале в кинетическую, а затем – в электрическую энергию для ее дальнейшего использования в бытовых или хозяйственных целях. Существует великое множество разнообразных моделей, но всегда и во всех присутствуют основные узлы и блоки, обеспечивающие функционирование этого прибора:

Общая схема бензиновой переносной электростанции

Двигатель внутреннего сгорания (поз. 1) вырабатывает кинетическую энергию – создает крутящий момент, который напрямую или через механизм передачи передается на вал генератора (поз. 4). Двигатель имеет встроенную систему пуска – стартер, ручной (как показано поз. 2) или (и) электрический. Подача топлива для работы двигателя осуществляется из встроенного бака (поз. 3) определенной емкости.

Преобразование кинетической энергии вращения вала в электрическую происходит в генераторе (поз. 4).

Вся конструкция скомпонована на одной раме (поз. 5), или в общем корпусе. Обычно предусматриваются удобные ручки для переноски электростанции, а иногда – и колесная тележка для облегчения перемещения тяжелых моделей.

Большинство современных переносных генераторов оснащены блоком управления (поз. 6) с контрольно-измерительными приборами, которые позволяют вести мониторинг работы как механической, так и электрической части агрегата. Некоторые модели не имеют такого блока, но обычно в них предусмотрена возможность его последующей установки опционально. В любом случае, имеется один или несколько выходов (розеток) (поз. 7) для подключения потребителей выработанной электроэнергии.

Приводы генераторов бывают дизельными, газовыми и бензиновыми

Силовой привод (двигатель) может быть дизельным, рассчитанным на продолжительное безостановочное функционирование. Обычно такие установки достаточно массивны, довольно шумные, и стоимость у них в 1,5 ÷ 2 раза выше, чем у бензиновых с примерно такими же характеристиками. Если место установки электростанции газифицировано, то есть смысл приобрести агрегат, работающий на природном газе. Выпускаются и компактные модели, которые работают от сжиженного или природного газа из баллонов. Основные достоинства таких электростанций – высокий КПД, и самое дешёвое электричество – из-за невысокой цены газообразного топлива. Недостаток – очень высокая стоимость самих установок. Кроме того, они достаточно сложны в настройке, обслуживании, ремонте. Так что пока популярность газовых генераторов – невысока. Наибольшей востребованностью у среднестатистического потребителя все же пользуются бензиновые генераторы – они наиболее мобильные, компактные, простые в эксплуатации, и

что немаловажно, самые доступные с точки зрения стоимости. Именно им и будет посвящено дальнейшее изложение

Использоваться переносные бензиновые электростанции могут по-разному:

Такой генератор может быть установлен в качестве резервного питания, на случай временного отключения электроэнергии.

Генератор установлен стационарно в боксе в качестве резервного источника питания

Он может использоваться в качестве основного источника энергии в период непродолжительных приездов семьи на дачу, на которой не предусмотрено подведение стационарной линии питания.

Часто мини-электростанция становится незаменимой при ведении строительства

Это – отличное решение по организации электропитания для инструментов и для освещения при проведении строительных и, иногда, сельскохозяйственных работ, в мастерских, гаражах и т.д., в случаях, когда нет возможности использовать сетевую электроэнергию.

Компактный генератор позволяет организовать полноценный комфортабельный отдых на природе

Мобильная бензиновая электростанция поможет создать максимальный комфорт в походных условиях, обеспечивая питанием осветительные приборы, мультимедийные устройства, мини–холодильник, электроплитку или чайник и т.п.

Потенциальный владелец, намереваясь приобретать бензиновую электростанцию, должен чётко представлять, в какой роли он собирается ее использовать. От этого напрямую зависят многие критерии оценки и выбора необходимой модели.

Общее устройство бензиновых электростанций

Основной деталью любого бензинового агрегата является двигатель внутреннего сгорания. Двухтактные двигатели используются в устройствах малой мощности и могут непрерывно эксплуатироваться лишь в течение короткого времени. У четырехтактных двигателей запас прочности выше. Они бесперебойно работают на протяжении 5-7 часов, а их общий ресурс составляет 3-4 тысячи моточасов.

В конструкцию самого двигателя включены различные системы – подачи топлива, смазки, зажигания, поглощения шума и другие. Отработанные газы выводятся через выхлопную трубу. Все узлы и детали бензинового генератора размещаются на рамном каркасе, который объединяет их в единое целое. Горючее заливается в топливный бак, а его уровень контролируется индикатором. Для перемещения установки предусмотрены колеса, либо агрегат может переноситься за ручки каркаса.

Двигатель соединяется с генератором синхронного или асинхронного типа. Первый вариант считается более надежным, способным выдерживать многократные перепады напряжения. Асинхронные генераторы имеют упрощенную конструкцию и применяются в бюджетных моделях.

Заключение

Отрасль локального производства электрической и тепловой энергии считается потенциальной для развития на глобальном уровне. Выработка энергии таким способом является существенным вкладом в сбережение мировых запасов ископаемого топлива и даст достаточно времени на полный переход к добыче электричества и тепла из возобновляемых источников.

Главная проблема локального использования электростанций — поддержание экологической безопасности в черте городской застройки. Но и этот недостаток очень легко устранить при использовании установок, сорбирующих продукты горения природного газа

Для рядовых же граждан газовые электростанции предоставляют отличную возможность снизить цену на электроэнергию практически вдвое, а при необходимости пользоваться почти бесплатным централизованным отоплением.

Редрик Шухарт (Adlynx), рмнт.ру