Стоимость электростанции существенно зависит от ее мощности, комплектующих деталей, а также от фирмы-производителя. Сначала следует определиться с мощностью генератора. Нужно четко просчитать суммарную мощность электроприборов, которые могут быть подключены к электростанции, а также выяснить будут ли среди них приборы, сложные для работы генератора. Это могут быть любые насосы, электродвигатели, лазерные принтеры, холодильники, компрессоры, дрели или пилы, так называемые индуктивные приборы, которые при включении кратковременно увеличивают потребляемую мощность в 4–5 раз.
Примерную мощность электростанции можно определить следующим образом: нужно просуммировать мощность всех одновременно подключаемых приборов и прибавить 15–20 %. Это и будет требуемая мощность генератора. Если вы собираетесь использовать электротехнику индуктивного типа, учитывайте, что в момент пуска она нуждается в большей мощности, поэтому суммарную мощность таких приборов необходимо умножить на 2 или 2,5, чтобы станция сохраняла работоспособность. Для примерной оценки суммарной мощности подключаемых приборов можно воспользоваться данными о мощности различных бытовых приборов, приведенными в прил. П2.1. После того как определена необходимая мощность генератора, приступают к выбору вида генераторной установки.
Быстро подобрать электрогенератор компании GMGen Power Systems и рассчитать необходимую мощность электростанции можно на сайте ЗАО "Джи Эм Центр" (http://www.gm-gen.ru/) (рис. 2.4). Здесь же можно подобрать оборудование по параметрам (рис. 2.5).
Рис. 2.4. Быстрый подбор электрогенераторов компании GMGen Power Systems и расчет необходимой мощности электростанции на сайте ЗАО "Джи Эм Центр"
Рис. 2.5. Подбор оборудования по параметрам в режиме on-line на http://www.gm-gen.ru/podbor_oborudovaniya.php
http://www.stroyboard.su/).
Примерную мощность электростанции можно определить следующим образом: нужно просуммировать мощность всех одновременно подключаемых приборов и прибавить 15–20 %. Это и будет требуемая мощность генератора. Если вы собираетесь использовать электротехнику индуктивного типа, учитывайте, что в момент пуска она нуждается в большей мощности, поэтому суммарную мощность таких приборов необходимо умножить на 2 или 2,5, чтобы станция сохраняла работоспособность. Для примерной оценки суммарной мощности подключаемых приборов можно воспользоваться данными о мощности различных бытовых приборов, приведенными в прил. П2.1. После того как определена необходимая мощность генератора, приступают к выбору вида генераторной установки.
Быстро подобрать электрогенератор компании GMGen Power Systems и рассчитать необходимую мощность электростанции можно на сайте ЗАО "Джи Эм Центр" (http://www.gm-gen.ru/) (рис. 2.4). Здесь же можно подобрать оборудование по параметрам (рис. 2.5).
Рис. 2.4. Быстрый подбор электрогенераторов компании GMGen Power Systems и расчет необходимой мощности электростанции на сайте ЗАО "Джи Эм Центр"
Рис. 2.5. Подбор оборудования по параметрам в режиме on-line на http://www.gm-gen.ru/podbor_oborudovaniya.php
http://www.stroyboard.su/).
Нормальная работа генератора невозможна без хорошей вентиляции. Для очистки воздуха генератор оснащен фильтром, а вот для его постоянной циркуляции необходимо приобрести специальную вентиляционную систему, которая монтируется к устройству. Электронный блок позволит регулировать воздушный поток и препятствовать чрезмерному нагреванию двигателя генератора. Хорошая вентиляция у генераторов с открытой конструкцией, но они очень шумные и поэтому неудобные.
Внимание!
Бензиновые установки категорически запрещено устанавливать в помещении, это обусловлено требованиями пожарной безопасности.
Узнать больше об особенностях и преимуществах выбранной модели генераторов можно из каталогов компаний, производящих эту продукцию. Из компаний, представляющих на рынке России электростанции для использования в качестве основных и резервных источников питания, отметим отечественные: "Энерго", "Вепрь", ЯМЗ и иностранные: Eisemann, Gesan, Geko, Kubota, Energo, Elemax, Wilson.
Возникает вопрос: "Какую фирму следует предпочесть?" Среди множества производителей хорошо зарекомендовали себя генераторы компаний Geko и Eisemann (Германия), SDMO (Франция), "Вепрь" (Россия), Hitachi (Япония) и Blizzer [7].
Традиционно цена на новые генераторы, как дизельные, так и бензиновые, колеблется в пределах от 15 000 до 300 000 рублей. Разумеется, дизельный генератор обойдется вам дороже.
Бензиновые установки категорически запрещено устанавливать в помещении, это обусловлено требованиями пожарной безопасности.
http://www.stelmarket.ru/katalog/abb_rub.htm (табл. 2.4).
Таблица 2.4. Реверсивные рубильники ABB
Примечание. Приведены цены компании "Стэлмаркет" в г. Москве на 1.10.2010 г.
2.5. Установка бензогенератора или дизель-генератора
2.5.1. Установка бензогенератора
Прочно установите бензогенератор на плоскую горизонтальную поверхность. Убедитесь, что вокруг агрегата достаточно пространства для свободной циркуляции воздуха, необходимой для охлаждения установки. Не устанавливайте бензиновый генератор в замкнутом объеме, выхлопная труба должна быть выведена наружу [11].
Убедитесь, что к выходным разъемам генератора не подключено электродвигателей. Необходимо предусмотреть отвод выхлопных газов, при этом длина металлорукава не должна превышать трех метров (из соображений потерь мощности двигателя). В помещении, где работает бензиновый генератор, нужно быть предельно осторожным: воздерживаться от курения, не проливать топливо, масло и другие горючие жидкости.
Бензогенератор во время работы следует заземлить через стержневой заземлитель, который должен быть выполнен из токопроводящего материала длиной не менее 1 м, диаметром 12–15 мм. Глубина забивания в грунт 500–600 мм. Соединение стержня с клеммой "Земля" на раме агрегата производить с помощью гибкого медного провода сечением не менее 4 мм2 с надежным закреплением. Запрещается использовать для заземления водопроводные, газовые, отопительные трубы и металлоконструкции.
Залейте масло с индексом вязкости по SAE 10W-30 (смена масла каждые 50 ч для бензиновых двигателей, 100 ч для дизельных двигателей).
Заполните топливный бак. Убедитесь, что кнопка останова не в положении "Stop".
Убедитесь, что к выходным разъемам генератора не подключено электродвигателей. Необходимо предусмотреть отвод выхлопных газов, при этом длина металлорукава не должна превышать трех метров (из соображений потерь мощности двигателя). В помещении, где работает бензиновый генератор, нужно быть предельно осторожным: воздерживаться от курения, не проливать топливо, масло и другие горючие жидкости.
Бензогенератор во время работы следует заземлить через стержневой заземлитель, который должен быть выполнен из токопроводящего материала длиной не менее 1 м, диаметром 12–15 мм. Глубина забивания в грунт 500–600 мм. Соединение стержня с клеммой "Земля" на раме агрегата производить с помощью гибкого медного провода сечением не менее 4 мм2 с надежным закреплением. Запрещается использовать для заземления водопроводные, газовые, отопительные трубы и металлоконструкции.
Залейте масло с индексом вязкости по SAE 10W-30 (смена масла каждые 50 ч для бензиновых двигателей, 100 ч для дизельных двигателей).
Заполните топливный бак. Убедитесь, что кнопка останова не в положении "Stop".
2.5.2. Установка дизель-генератора
Внимание!Меры предосторожности при эксплуатации двигателя:
Перед запуском дизель-генератора выполните все предписания по технике безопасности. Топливо, электрооборудование, выхлопные газы и вращающиеся детали представляют опасность.
• Запрещается заправлять топливный бак при работающем двигателе.
• Вдыхание выхлопных газов представляет опасность для здоровья.
• Ежедневно проверяйте уровень масла.
• Запрещается снимать крышку маслоналивной горловины при работающем двигателе.
• Контролируйте состояние и очищайте воздушный фильтр настолько часто, насколько необходимо.
• Очищайте ребра охлаждения для обеспечения циркуляции охлаждающего воздуха.
Меры предосторожности при эксплуатации генератора:
• Заземлите генераторную установку при помощи барашковой гайки, расположенной на раме установки.
• Используйте розетки и проводники с заземлением.
• Запрещается подвергать генераторную установку воздействию дождя или повышенной влажности воздуха.
• Будьте внимательны: поражение электрическим током может иметь смертельный исход.
• Рекомендуется для личной безопасности и сохранности оборудования на случай повреждения изоляции предусматривать устройство дифференциальной защиты между установкой и потребителями.
Потребители подключаются напрямую к выходным разъемам или клеммам электрогенератора либо через устройство, отключающее промышленную сеть – систему автозапуска. В зависимости от мощности и удаленности нагрузки следует правильно подбирать необходимое сечение проводов.
Приблизительное сечение проводов приведено в табл. 2.5. Например, для прожектора мощностью 2 кВт (8,7 А), удаленного от дизельного генератора на 100 м, необходимое сечение кабеля равно 6 мм2.
Подключение потребителей к электроагрегату могут выполнить специалисты сервисного центра либо необходимо воспользоваться услугами квалифицированного электрика.
Предупреждение!
Перед остановкой двигателя необходимо отключить все потребители во избежание выхода из строя генератора.
Таблица 2.5. Рекомендуемое сечение проводов в зависимости от мощности и удаленности нагрузки от электрогенератора
2.6. Ветрогенераторы
2.6.1. Общая информация
Современные ветроэнергетические установки (ВЭУ) – это надежные машины, которые весьма эффективно преобразуют энергию ветра в электрическую энергию. Для того чтобы применить ВЭУ в хозяйстве загородного дома, необходимо ответить на вопрос: "Достаточно ли высоки скорости ветра в выбранном месте?" Установить те регионы страны, где имеются достаточные ветроэнергетические ресурсы, можно с помощью ветровых атласов (см. прил. П2.3). Узнав среднегодовую скорость ветра в регионе, можно приближенно определить объем электрической энергии, которую может выработать ВЭУ в течение года. Более точные методы расчета требуют значительного объема дополнительной информации и должны производиться специалистами [12].
Если ветроэнергетические ресурсы в вашем регионе невелики, вполне возможно, что эффективными окажутся другие виды ВИЭ. В перспективных для применения ВЭУ регионах среднегодовая скорость ветра должна быть 4–6 м/с и более. Россия располагает значительными ресурсами ветровой энергии, они сосредоточены главным образом в тех регионах, где отсутствует централизованное энергоснабжение. Такая ситуация характерна для всего Арктического побережья от Кольского полуострова до Чукотки, а также для побережья и островных территорий Берингова и Охотского морей.
В России энергия ветра может быть эффективно использована в следующих регионах:
• области: Архангельская, Астраханская, Волгоградская, Калининградская, Камчатская, Ленинградская, Магаданская, Мурманская, Новосибирская, Пермская, Ростовская, Сахалинская, Тюменская, Краснодарский край, Приморский край, Хабаровский край;
• республики и АО: Дагестан, Калмыкия, Карелия, Коми, Ненецкий автономный округ, Таймырский автономный округ, Хакасия, Чукотка, Якутия, Ямало-Ненецкий автономный округ.
Перспективны и другие отдельные районы многих краев, областей и республик РФ. Например, в Ленинградской области очень многие территории подходят для установок ветрогенераторов, которые будут эффективно вырабатывать энергию практически круглогодично.
Если выясняется, что на интересующей территории нет достаточных ветроэнергетических ресурсов, применять ВЭУ в этом месте не имеет никакого смысла.
После уточнения местной розы ветров можно планировать потребление электроэнергии. Ветряки можно устанавливать индивидуально. Специалисты подсчитали, что для обеспечения так называемого "интеллектуального быта" жильцов (семьи из 3–4 человек) пригородного дома, расположенного в регионе со средней скоростью ветра 1,8–4,5 м/с, вполне хватит одного ветряка мощностью 5 кВт. Он будет вырабатывать энергию, достаточную не только для освещения здания, но и для работы привычного ассортимента бытовой техники: телевизора, холодильника, компьютера и т. п. [13].
Если ветроэнергетические ресурсы в вашем регионе невелики, вполне возможно, что эффективными окажутся другие виды ВИЭ. В перспективных для применения ВЭУ регионах среднегодовая скорость ветра должна быть 4–6 м/с и более. Россия располагает значительными ресурсами ветровой энергии, они сосредоточены главным образом в тех регионах, где отсутствует централизованное энергоснабжение. Такая ситуация характерна для всего Арктического побережья от Кольского полуострова до Чукотки, а также для побережья и островных территорий Берингова и Охотского морей.
В России энергия ветра может быть эффективно использована в следующих регионах:
• области: Архангельская, Астраханская, Волгоградская, Калининградская, Камчатская, Ленинградская, Магаданская, Мурманская, Новосибирская, Пермская, Ростовская, Сахалинская, Тюменская, Краснодарский край, Приморский край, Хабаровский край;
• республики и АО: Дагестан, Калмыкия, Карелия, Коми, Ненецкий автономный округ, Таймырский автономный округ, Хакасия, Чукотка, Якутия, Ямало-Ненецкий автономный округ.
Перспективны и другие отдельные районы многих краев, областей и республик РФ. Например, в Ленинградской области очень многие территории подходят для установок ветрогенераторов, которые будут эффективно вырабатывать энергию практически круглогодично.
Если выясняется, что на интересующей территории нет достаточных ветроэнергетических ресурсов, применять ВЭУ в этом месте не имеет никакого смысла.
После уточнения местной розы ветров можно планировать потребление электроэнергии. Ветряки можно устанавливать индивидуально. Специалисты подсчитали, что для обеспечения так называемого "интеллектуального быта" жильцов (семьи из 3–4 человек) пригородного дома, расположенного в регионе со средней скоростью ветра 1,8–4,5 м/с, вполне хватит одного ветряка мощностью 5 кВт. Он будет вырабатывать энергию, достаточную не только для освещения здания, но и для работы привычного ассортимента бытовой техники: телевизора, холодильника, компьютера и т. п. [13].
Для справки
Ветер скоростью до 3 м/с человек практически не ощущает, полотно из легкой ткани на таком ветру очень слабо колышется.
2.6.2. Шум ветрогенератора
Ветряные энергетические установки производят две разновидности шума:
• механический шум – от работы механических и электрических компонентов; в современных ветроустановках практически отсутствует, но является значительным в ветроустановках старых моделей;
• аэродинамический шум – от взаимодействия ветрового потока с лопастями установки, который усиливается при прохождении лопасти мимо башни ветроустановки.
В настоящее время при определении уровня шума от ветроустановок пользуются только расчетными методами. Метод непосредственных измерений уровня шума не дает информации о шумности ветроустановки, т. к. эффективно отделить шум ветроустановки от шума ветра в данный момент невозможно. Приведем сравнительные значения уровня шума (в дБ) для различных ситуаций:
• болевой порог человеческого слуха – 120;
• шум турбин реактивного двигателя на удалении 250 м – 105;
• шум от отбойного молотка на расстоянии 7 м – 95;
• шум от грузовика при скорости движения 48 км/ч на удалении 100 м – 65;
• шумовой фон в офисе – 60;
• шум от легковой автомашины при скорости 64 км/ч – 55;
• шум от ветрогенератора на удалении 350 м – 35–45;
• шумовой фон ночью в деревне – 20–40.
В непосредственной близости от ветрогенератора у оси ветроколеса уровень шума достаточно крупной ветроустановки может превышать 100 дБ. Законы, принятые в Великобритании, Германии, Нидерландах и Дании, ограничивают уровень шума от работающей ветряной энергетической установки до 45 дБ в дневное время и до 35 дБ ночью. Минимальное расстояние от установки до жилых домов – 300 м.
• механический шум – от работы механических и электрических компонентов; в современных ветроустановках практически отсутствует, но является значительным в ветроустановках старых моделей;
• аэродинамический шум – от взаимодействия ветрового потока с лопастями установки, который усиливается при прохождении лопасти мимо башни ветроустановки.
В настоящее время при определении уровня шума от ветроустановок пользуются только расчетными методами. Метод непосредственных измерений уровня шума не дает информации о шумности ветроустановки, т. к. эффективно отделить шум ветроустановки от шума ветра в данный момент невозможно. Приведем сравнительные значения уровня шума (в дБ) для различных ситуаций:
• болевой порог человеческого слуха – 120;
• шум турбин реактивного двигателя на удалении 250 м – 105;
• шум от отбойного молотка на расстоянии 7 м – 95;
• шум от грузовика при скорости движения 48 км/ч на удалении 100 м – 65;
• шумовой фон в офисе – 60;
• шум от легковой автомашины при скорости 64 км/ч – 55;
• шум от ветрогенератора на удалении 350 м – 35–45;
• шумовой фон ночью в деревне – 20–40.
В непосредственной близости от ветрогенератора у оси ветроколеса уровень шума достаточно крупной ветроустановки может превышать 100 дБ. Законы, принятые в Великобритании, Германии, Нидерландах и Дании, ограничивают уровень шума от работающей ветряной энергетической установки до 45 дБ в дневное время и до 35 дБ ночью. Минимальное расстояние от установки до жилых домов – 300 м.
2.6.3. Некоторые недостатки ветрогенераторов
Несмотря на известные преимущества, у ветрогенераторов есть и трудноустранимые недостатки, с которыми приходится считаться.
• Недостаточная мощность средних, " бытовых" ветряков для отопления домов в холодные сезоны. Для решения проблемы можно установить несколько ветрогенераторов или один очень мощный, что дорого и нерационально с точки зрения использования площадей.
• Для установки ветрогенератора требуется много места. Устанавливать его рекомендуется не ближе чем в 20 м от жилого строения, в противном случае электромагнитные поля, возникающие при работе генератора, могут стать не только источником помех при работе электронной техники, но и причиной заболеваний владельца дома.
• Высокая цена. Средний ветродизельный комплекс, в зависимости от комплектации, стоит 250–400 тыс. руб., а его окупаемость может растянуться на 3–5 лет. Правда, сегодня это не очень смущает.
• Недостаточная мощность средних, " бытовых" ветряков для отопления домов в холодные сезоны. Для решения проблемы можно установить несколько ветрогенераторов или один очень мощный, что дорого и нерационально с точки зрения использования площадей.
• Для установки ветрогенератора требуется много места. Устанавливать его рекомендуется не ближе чем в 20 м от жилого строения, в противном случае электромагнитные поля, возникающие при работе генератора, могут стать не только источником помех при работе электронной техники, но и причиной заболеваний владельца дома.
• Высокая цена. Средний ветродизельный комплекс, в зависимости от комплектации, стоит 250–400 тыс. руб., а его окупаемость может растянуться на 3–5 лет. Правда, сегодня это не очень смущает.
2.6.4. Ветрогенератор в составе электросети
Средние и крупные ветрогенераторы единичной мощностью от 50 кВт до 5 МВт часто объединяют в группы (ветропарки) и устанавливают на специально подобранных площадках с постоянно дующим свежим ветром при скорости 8-15 м/с. Подобные ветрогенераторы обычно стоят на берегах водоемов, склонах холмов, гор, на равнинах. Стоимость таких ветрогенераторов, в зависимости от производителя и мощности ветряка, составляет 40–60 тыс. руб. за 1 кВт установленной мощности. На рынке имеется много б/у реставрированных ветрогенераторов, стоимость которых вполовину меньше новых моделей [14].
Ветрогенератор может работать в полностью автономном режиме без сети, как правило, это небольшие и средние ветрогенераторы от 0,5 до 30 кВт. Такие ветрогенераторы предназначены для энергоснабжения индивидуальных домовладений и объектов, удаленных от централизованного энергоснабжения (рис. 2.12). Автономные ветряки могут эффективно "обслуживать" небольшие дачи в режиме проживания "по выходным": в течение недели ветряк накапливает электроэнергию в аккумуляторные батареи, которой хватает на выходные дни.
Рис. 2.12. Небольшой автономный ветрогенератор на крыше загородного дома
Планируя приобрести ветрогенератор для загородного дома, необходимо учитывать также стоимость дополнительного оборудования (аккумуляторных батарей и т. п.). Стоимость всей системы ветроэлектрической установки "под ключ" мощностью 2 кВт в условиях Подмосковья составляет около 200 тыс. руб.
Ветрогенератор может работать в полностью автономном режиме без сети, как правило, это небольшие и средние ветрогенераторы от 0,5 до 30 кВт. Такие ветрогенераторы предназначены для энергоснабжения индивидуальных домовладений и объектов, удаленных от централизованного энергоснабжения (рис. 2.12). Автономные ветряки могут эффективно "обслуживать" небольшие дачи в режиме проживания "по выходным": в течение недели ветряк накапливает электроэнергию в аккумуляторные батареи, которой хватает на выходные дни.
Рис. 2.12. Небольшой автономный ветрогенератор на крыше загородного дома
Планируя приобрести ветрогенератор для загородного дома, необходимо учитывать также стоимость дополнительного оборудования (аккумуляторных батарей и т. п.). Стоимость всей системы ветроэлектрической установки "под ключ" мощностью 2 кВт в условиях Подмосковья составляет около 200 тыс. руб.
2.6.5. Устройство современного ветрогенератора
Основные элементы автономной ветроэнергетической установки: ветроколесо, генератор, мачта, регулятор, контроллер, инвертор и аккумуляторная батарея (рис. 2.13).