Страница находится в оформлении. Извините за временные неудобства
Прежде всего хотелось бы пояснить что в данном описании мы опираемся на наш опыт реальной эксплуатации тех или иных систем резервного электроснабжения в течении длительного времени и некоторые моменты могут быть не очень “модными”. К примеру наше отношение к литий-ионным АКБ “немного” отличается от некоторых “теоретиков, возносящих их до небес. Да оборудование неплохое для определенных задач. Подробнее ниже мы на этом остановимся подробнее. Мы не хоти склонять Вас в этой статье к выбору какого-либо варианта, это в корне неправильно, нет двух одинаковых объектов, всегда нужно подбирать оптимальный вариант под конкретные условия. К слову поэтому на нашем сайте Вы не найдете так модных сейчас готовых комплектов. В этой статье мы хотим кратко донести особенности различных конфигураций систем резервного электроснабжения, которые желательно понимать при выборе.
Резервное электроснабжение имеет два основных типа “независимых” источников энергии:
1.Резервные электростанции. Резервные электростанции собраны на базе двигателей внутреннего сгорания (ДВС) обеспечивающего механическое движение, альтернатора (преобразующего механическое движение в электричество 230В/50Гц) и системы вспомогательного электрооборудования (электрические топливные насосы, контрольные датчики и т.д.). Далее резервные электростанции разделяются:
1.1. По типу используемого топлива:
1.1.1 Бензиновые электростанции. Одни из самых доступных резервных электростанций на рынке.
Плюсы: Надежность. Уверенный запуск в условиях низких температур (реально уверенный запуск происходит до температуры минус 13-16*С (для запуска в условиях более низких температур лучше установить подогреватель), отсутствие жестких требований по топливу (применяемый бензин АИ92 (АИ95 не следует применять, это прописано у всех основных производителей двигателей HONDA, YAMAHA, BRIGS&STRATTON, KOHLER и т.д.). Простота и дешевизна обслуживания, действительно может справится даже далекий от техники человек. Относительно невысокая цена. Отсутствие устойчивого запаха топлива (дизельное топливо выветрить невозможно). По сравнению с дизельными относительно низкий уровень шума 75dBA против 105dBA (имеется ввиду открытое исполнение со штатными пламягасителями (глушителями это назвать трудно).
Минусы: относительно низкий КПД двигателя и как следствие довольно высокое выделение тепла. Вы не ошибетесь если будете считать, что на 1кВт потребляемой мощности выделяется 1,5-2кВт тепловой, и с этим при установке электростанции стационарно в помещении придется считаться. В нашей истории, лет этак 12 назад, были “отекшие” пластиковые плафоны и кабель каналы в довольно больших гаражах, когда мы не смогли убедить Заказчика в необходимости вентиляции. Да и сейчас нам при осмотрах частенько говорят, что ну вот мол отверстие 100 мм для вентиляции, и это улыбает. Для примера скажу, что с электростанцией на 6.5кВт справляются на пределе два вентилятора (один приточный, один вытяжной) производительностью 1800м3/час (отверстие 320мм). Поэтому этот момент обязательно нужно учитывать при планировании размещения резервной электростанции с бензиновым двигателем. Второй минус, вытекающий из КПД бензиновых двигателей это топливная экономичность. Удельный расход топлива в среднем 420-480 гр/кВт/час. Этот момент не очень важен в системах резервного электроснабжения и очень важен при автономных системах электроснабжения. Поэтому данный минус довольно условный. К условным минусам можно также отнести довольно непростую процедуру увеличения топливного бака. Бензиновые электростанции требуют “правильной” подготовки к автоматизации.
ВАЖНО! Часто слышим, что бензиновые электростанции плохо заводятся автоматически, а вручную без проблем. Здесь кроется основной момент недобросовестной конкуренции. В абсолютном большинстве современные двигатели все еще карбюраторные и соответственно имеется воздушная заслонка (не путать с дроссельной), да там две заслонки. Так вот без грамотного управления воздушной заслонкой уверенного запуска не бывает. Определяющим фактором является температура двигателя, если на горячем двигателе Вы попробуете закрыть воздушную заслонку и запустить двигатель это не получится и свечи окажутся “залитыми” и Вас будет ждать процедура выворачивания свечи и все далее по списку. В тоже время если на холодном двигателе Вы не закроете заслонку, запуска не будет, хотя свечи продержатся более долгое время (но в конце концов тоже будут “залиты”). Скажем более, при запуске при отрицательных температурах плавность открытия заслонки будет определять продолжит Ваша электростанция работать или остановится, т.к. не успела прогреться. И на рынке полно электростанций, продавцы которых пишут, что они подготовлены под автоматику и при этом у части вообще нет управления воздушной заслонкой, а уж про установку датчика температуры двигателя можно молчать, штатно это не делает даже SDMO (оно и понятно во Франции они их не пытаются запустить в минус 15, поэтому и АКБ установлены “детской” емкости). Только бензиновые GEKO (Германия) мощностью 10кВт были снабжены и сервоприводом (вместо соленоида) и датчиком температуры. Но они были очень дорогими и на сегодняшний день их на рынке нет. Но спасибо им, научили как правильно организовать уверенный запуск бензинового двигателя резервной электростанции. Мы готовим наши электростанции именно так: была разработана плата управления заслонкой, устанавливается датчик температуры двигателя и сервопривод на воздушную заслонку (сервопривод позволяет плавно управлять ее положением в отличии от соленоидов у которых два положения).
1.1.2 Дизельные электростанции. Являются более дорогими по отношению к бензиновым или газовым электростанциям.
Плюсы: Надежность. Простая процедура запуска и автоматизации. Более высокий КПД и как следствие более высокая топливная эффективность. Удельный расход топлива 290-380гр/кВт/час. Тепловыделение также как и у бензиновых электростанций требует организацию вентиляции, но менее производительной, вентиляторы, которые на пределе справляются с бензиновой электростанцией на 6.5кВт, довольно спокойно справляются с аналогичной по мощности дизельной электростанцией.
Минусы: Намного более высокий уровень шума по сравнению с бензиновыми электростанциями, причем это касается и открытых и кожухных (электростанций в всепогодном шумозащитном кожухе). Запах топлива, кажется что это мелочь, но мы постоянно сталкиваемся с этой проблемой. Неприятный запах выхлопа и невозможность победить запах топлива в помещении где установлена дизельная электростанция. Учитывайте пожалуйста этот момент. Тяжелый запуск при отрицательных температурах. И это даже не минус 15*С, без подогрева тяжело завести бывает даже в минус 5*С. Отсюда затраты на электроэнергию на работу подогревателя (для электростанций в кожухе). “Завоздушивание” топливной системы: это очень серьезное неудобство особенно для электростанций, работающих от собственных небольших топливных баков. Если Вы упустили момент окончания топлива в баке и в дизельный двигатель попал воздух, без небольшой “войсковой операции” Вы его не запустите. По факту Вам придется снимать шланг с ТНВД (кто не знает даже не будем это описывать), проливать дизельное топливо по шлангам и потом пытаться запускать двигатель. Понятно, что при этом все вокруг в дизельном топливе, даже если Вы будете очень аккуратны. Ну а по факту это выливается в звонки в компанию установщика или продавца с требованием срочного выезда.
1.1.3 Газовые электростанции.
Плюсы: При подключении к магистральному газу, отсутствие суеты с заправкой. Экологичный выхлоп (относительно бензиновых и дизельных) Как и у бензиновых электростанций относительно низкий уровень шума даже в открытом исполнении. Т.к. практически все двигатели газовых электростанции устроены идентично бензиновым, и зачастую и представляют собой переведенные на газ бензиновые двигатели то газовые электростанции как и бензиновые имеют отностительно невысокую стоимость.
Минусы: Очень тяжелый запуск при отрицательных температурах (можно сказать зачастую тяжелее дизельных). Установка в помещении тянет за собой необходимость установки газоанализаторов и защитной автоматики. Основную особенность которую упускают при планировании установки газовой электростанции это отсутствие разрешенного объема газа. Газовая электростанция в отличии от газового котла не просто работает за счет давления в магистральной трубе, а реально “сосет” газ. То есть если редуктор установленные на Ваш участок не способен пропустить объем газа необходимы котельной и электростанции, котел у Вас остановится. Это еще хорошо если редуктор установлен только на Ваш участок. У нас был в Вырице случай когда у 6 участков отключились котлы отопления при запуске газовой электростанции Надо обязательно сверять требования по объему газа для котла и электростанции с разрешенным объемом по договору.
1.2 По ресурсу и длительности непрерывной работы
1.2.1 Электростанции 3000 об/мин с воздушным охлаждением. В этом классе присутствуют бензиновые, дизельные и газовые электростанции. По паспорту у данного класса техники присутствует ограничение непрерывной работы 8 часов. Кроме газовых электростанций Generac где данного ограничения нет, хотя двигатель не имеет никаких исключительных особенностей. Данное ограничение зачастую связывают с тепловым режимом двигателя, но наш опыт эксплуатации говорит что здесь есть нестыковки и в ограничении времени непрерывной работы и в последствиях. С 2002 года нами были проданы очень много электростанций данного класса различным дорожным строителям и просто на стройки и там они работали практически круглосуточно (днем от них работали, ночью отапливались в зимний период), причем нам конкретно говорили, что приобретаемая электростанция по сути расходный материал. И к сожалению на электростанциях до 10 кВт редко раньше ставили счетчики моточасов, но многие из них до сих пор живы, построив коттедж они оставались там в качестве резервных и до сих пор в рабочем состоянии. И раньше мы не задумывались над этим моментом, но в августе 2008 году по карельскому перешейку прошел ураган и вот тогда очень много резервных электростанций данного класса работали даже не сутками, а неделями и опять же с наработкой по 3-5 тыс часов работают исправно и сейчас. Второй момент, доказать непрерывную длительную (более 8 часов) работу электростанции по факту невозможно даже при наличии счетчика моточасов, поэтому при установке электростанций собственной сборки на базе двигателя YAMAHA, мы пошли по пути американского производителя и не требуем 8 часового ограничения непрерывной работы. Конечно нужно ко всему подходить разумно и ставить такой класс техники если у Вас на даче свет дают только по субботам и воскресеньям (а с таким мы сталкивались), а остальное время работает генератор нельзя. Но если у Вас отключения обычные на полдня и вдруг предупредили что света не будет трое суток, нет ничего страшного в такой эксплуатации. Просто сделайте электростанции внеочередное ТО после такого забега и будет она у Вас жить долго и счастливо.
Теперь что касается ресурса. Заявленный ресурс бензиновых электростанций 3000 об/мин с воздушным охлаждением 4-6 тысяч моточасов, дизельных электростанций 3000об/мин с воздушным охлаждением-6-8 тысяч часов. Теперь перейдем к реальности. У нас имеются достаточно примеров бензиновых и дизельных электростанций SDMO, PRAMAC, GENMAC, GEKO, GEN SET, ELEMAX с наработкой около 5000 моточасов и не имеющих проблем со “здоровьем”, с другой стороны также есть случаи когда и те, и другие умирают на 1500 часов. А разница между случаями в обслуживании, просто нужно следить за техникой, применять качественные расходники, проверять состояние навесного оборудования и следовать инструкции по эксплуатации. А не привозить в сервис резервную электростанцию с заклинившим двигателем и свежим маслом, которого в двигатель почему то помещается на 1.6 л например, а 0.6 л. А при разборе остальное пространство занято масляным “пластилином”. Который получается если тысячи полторы вообще не заглядывать в мотор, при межсервисном интервале 125 часов.
1.2.2 Электростанции 3000 Об/мин с жидкостным охлаждением. Данный класс резервных электростанций за счет наличия жидкостной рубашки охлаждения гильз поршней имеет гораздо больший ресурс, около 10-12 тысяч часов, опять же при правильном и своевременном обслуживании. Хотя производители обычно для этих электростанций ограничивает время непрерывной работы теми же 8 часами, по факту этот класс техники мы успешно применяли и в автономных системах, где нагрузка на электростанцию существенно выше по сравнению с резервным использованием. Конечно тут нужно отметить что обычно производителями двигателей встречающихся на нашем рынке в этом классе являются YANMAR (Япония), KUBOTA (Япония), ISUZU(Япония) и бывшая компания LOMBARDINI(Италия) ныне KOHLER(США), что уже говорит и о цене и о надежности.
1.2.3 Электростанции 1500 Об/мин с жидкостным охлаждением. Здесь много писать не о чем. Ресурс до 25-35 тысяч моточасов. Ограничений по непрерывной работе нет, остановка только для ТО (для разных производителей двигателя от 125 часов до 500 часов).
1.3 По вариантам исполнения
1.3.1 Открытое исполнение на раме. Электростанции в данном исполнении на самом деле не рассчитывались производителями для стационарной установки, оттуда и пламягаситель вместо глушителя и небольшие топливные баки и т.д. Отсюда относительно небольшая стоимость и как следствие распространенность на рынке. Но в силу причин, указанных выше, при стационарной установке возникает ряд трудностей. Самый простой пример слабого места это глушитель на ряде моделей мощностью до 8 кВт, при установке в помещении возникает необходимость отвода выхлопных газов. Для этого к глушителю присоединяется сильфон (компенсатор вибраций) и далее выхлопная труба. Вроде все просто, но очень много переделываем объектов где отрывает или точку крепления компенсатора к глушителю или выхлопной коллектор.
Открытые на раме электростанции не надо ставить под навес на улице, их исполнение IP20 и не предусматривает по сути даже влажность. Будьте уверены лето такая установка переживет без последствий, осень зиму и весну нет.
Резервные электростанции в открытом исполнении являются наиболее шумными. Иногда встречаемся с попытками самостоятельно прикрыть электростанцию шумоизолирующими панелями, без принудительной вентиляции это плохо заканчивается.
1.3.2 Исполнение в шумозащитном всепогодном кожухе. Резервные электростанции в таком исполнении могут устанавливаться как на улице, так и в помещениях. Они как правило оборудованы увеличенными топливными баками (к примеру, в кожухах, производимых нами топливные мы устанавливаем топливные баки 70 или 140 л.). Кроме того, в них организована система принудительной вентиляции с системой защиты от перегрева (контроль работоспособности вентилятора) и система отвода выхлопных газов с дополнительным глушителем (подобранным под двигатель). С одной стороны, часто слышим, что резервная электростанция в кожухе с установкой на улице дорого. Это до тех пор, пока нет сметы на установку открытой электростанции в помещении: отвод выхлопных газов, система вентиляции, топливная система и увеличенный объем работ часто заставляют передумать наших Заказчиков. Недостаток у резервных электростанций в кожухе только низкая защита от кражи. Но тут вариантов решения немного, как не крепи против “болгарки” ничего не сделаешь/
Пожалуй, с электростанциями для систем резервного электроснабжения будем считать разобрались, мы сознательно больше внимания уделили минусам чем плюсам. Если Вы не будете знать о каком-либо из плюсов это не так критично, как после установки выяснить критичный минус. Теперь перейдем ко второму применяемому независимому источнику энергии, к преобразователям (инверторам и ИБП). Сразу скажу, что вопреки сложившимуся в обиходе пониманию инверторы практически не применяются (кроме автомобильных), но это не имеет к нашей теме отношения. Инвертор напряжения это устройство преобразующее постоянное напряжение аккумуляторных батарей (АКБ) в переменное напряжение 220В для питания нагрузок …..и все. Если инвертор имеет зарядную часть и может от сетевого напряжения заряжать АКБ и имеет систему переключения питания нагрузок с сети на АКБ, он называется источником бесперебойного питания (ИБП). А так как, практически все инверторы, предназначенные для создания систем резервного (не автономного) электроснабжения сами заряжают АКБ и переключают нагрузки будем их в дальнейшем называть ИБП, чем они и являются. Теперь подробнее какие ИБП чаще всего применяются в системах резервного электроснабжения.
2.1 ИБП Класса OFF-line. Данный класс самый “старый” и по сути на наш взгляд потихоньку уходящий в прошлое. Определяющим критерием принадлежности к этому классу является наличие времени переключения (при переключении с сети на АКБ и обратно электричество пропадает в среднем на 20 мсек, большинство техники этого не замечает, но человеческий глаз замечает). Кроме “морганий” при переключении ИБП данного класса не имеют стабилизации входящего сетевого напряжения, и имеют пороговое значение перехода на АКБ (обычно 180 или 170В), так что если в сети 185В это напряжение будет и на нагрузках Вашего дома. Поэтому часто эти ИБП применяются совместно со стабилизаторами напряжения. Но есть и достоинства условные и однозначные. Например, наличие мощных зарядных устройств до 150А (48В). Достоинством считается и малое количество АКБ (напряжение подключаемых АКБ): 12/24/48 В, т.к. это напряжение считается безопасным для человека, хотя тут же наличие на клеммах 220В никого не напрягает. С нашей точки зрения это не относится к достоинствам, при таком напряжении приходится параллельно подключать цепочки АКБ и они взаимодействуют друг с другом. При подключении 8 АКБ (2 группы по 4 шт АКБ) в систему 48В, при коротком замыкании в одном АКБ одной из групп, вторая группа будет разряжаться на это короткое заИмыкание, и надежда только на предохранитель. Вероятность такого события невелика, но все-таки она есть. Все группы параллельных АКБ должны подключатся через предохранители. Так же низковольные системы АКБ требуют установки ИБП максимально близко от АКБ, т.к. очень велики разрядные токи при питании нагрузок от АКБ. Но в общем данный класс применяется давно при построении систем резервного электроснабжения и если Вам не критичны указанные минусы можно смело применять данные ИБП.
2.2 ИБП Класса ON-Line. Двойное преобразование, ON-Line, VFI это все про один класс ИБП. Координальное отличие заключается в принципе работы. В ИБП этого класса переменное питающее сетевое напряжение выпрямляется в постоянный ток, при этом отфтильтровываются все возможные помехи и заново создается синусоидальное напряжение 230В/50Гц. У ИБП этого класса отсутствует время переключения, никаких морганий не будет, ни при переключении, ни даже если у Вас сосед работает сваркой. На нагрузках будет 230В/50Гц+/-1%. Такое же напряжение будет и при нестабильном напряжении внешней сети, обычно диапазон работы без перехода на АКБ 80-295В. Если совсем коротко что бы не случилось с сетью на нагрузках будет 230В/50Гц+/-1%. К условным минусам относят большое количество в цепочке АКБ (обычно 20 шт последовательно в однофазных ИБП до 30кВт и 40 шт АКБ последовательно в трехфазных ИБП до 500кВт). 10 лет назад этот момент очень всех пугал, сейчас редко кого эо напрягает. Хотя с точки удобства и безопасности такие системы выигрывают. Т.к. ток при работе на нагрузку небольшой это позволяет разнести ИБП и АКБ хоть на 100 м друг от друга. Кроме того неисправность в одном из АКБ вообще не приводит ни к каким последствиям кроме уменьшения времени резервирования. Но в отличии от низковольтных систем где увеличивается число АКБ, здесь увеличивается емкость, а количество проктически всегда остается неизменным (редко где нужно ставить 20 шт по 200А/час, но пару раз было). По экономики тоже все хорошо, давайте сравним: самые ходовые АКБ в низковольных системах 200А/час 12В (4 шт таких АКБ стоят 146448 рублей и имеют запас энергии 9.6кВт/час), равные им 20 шт по 40А/час стоят 163000 рублей и имеют запас энергии 9,6кВт/час. Разница в стоимости 10%. Но Вы получаете совсем другое качество питающей сети.
2.3 Гибридные ИБП и ИБП специального назначения. В этот класс ИБП попадают различные ИБП класса как правило OFF-Line имеющие дополнительные функции. Например отдельный вход для подключения солнечных модулей и имеющие возможность подмешивать мощность солнечных модулей к сети.