Виды бытовых генераторов
В настоящее время на российском рынке представлено несколько видов бытовых генераторов, различающихся по таким параметрам, как:
- тип потребляемого топлива;
- выходное напряжение;
- тип двигателя;
- способ запуска;
- выходная мощность.
Рассмотрим каждый параметр работы генераторов более подробно.
| Виды генераторов | Описание |
| По виду топлива |
По виду топлива бытовые генераторы разделяются на бензиновые, дизельные или газовые. Также в магазинах можно встретить гибридные модели, которые могут потреблять два вида топлива: бензин или газ. В силу простоты эксплуатации и доступности топлива в основном используются бензиновые генераторы. Часто их покупают для непродолжительного поддержания работы (не более 4 ч) основных бытовых приборов в период отключения электричества. Дизельные и газовые генераторы, как правило, устанавливаются, если требуется обеспечить более длительное резервное электропитание (более суток). Газовые генераторы являются самыми экологичными и экономичными моделями в плане вида топлива и его расхода. Однако из-за большой взрывоопасности и, соответственно, сложностей в установке и эксплуатации (требуется помощь квалифицированных специалистов) такие агрегаты среди пользователей не популярны. |
| По выходному напряжению |
По выходному напряжению устройства бывают двух видов:
Кроме переменного тока, некоторые модели выдают постоянный ток 12 В, который необходим для соответствующей нагрузки, например, системы видеонаблюдения. Для её подключения на корпусе устройства устанавливаются соответствующие разъемы. |
| По типу двигателя |
Генераторы могут иметь синхронный или асинхронный двигатель внутреннего сгорания. Первый тип мотора способен обеспечивать нагрузку стабильным током и качественным выходным напряжением без скачков и перепадов, что позволяет ему работать с электрочувствительной нагрузкой. Кроме этого, он может выдерживать большие перегрузки. Асинхронные моторы отличаются менее качественным выходным напряжением и чувствительностью к пусковым токам. У данного агрегата выходной ток и его частота может изменяться в зависимости от количества оборотов двигателя в минуту. Однако он более устойчив к перегреву и не восприимчив к коротким замыканиям. |
| По способу запуска |
По способу запуска встречаются генераторы:
Обратите внимание!
Запуск агрегата с помощью стартового шнура не всегда удобен, так как для этого требуется выполнить значительное физическое усилие. У генераторов с электрическим запуском другая особенность: в схеме их работы присутствует необходимый для стартера аккумулятор, поэтому пользователю необходимо периодически следить за его состоянием и своевременно подзаряжать, если генератор длительное время не используется.
|
| По выходной мощности |
Мощность бытовых генераторов варьируется от 0,6 до 20 кВт. Для резервного электропитания основных электроприборов в доме, как правило, приобретают однофазные агрегаты с мощностью, не превышающей 7 кВт. Маломощные генераторы на 0,6-3,5 кВт применяются для обеспечения автономной работы определенных критически важных электроприборов, например, телевизора, холодильника или системы освещения.
Обратите внимание!
Выходная мощность генератора должна быть на 20-30% больше суммарной потребляемой мощности подключаемого оборудования (с учетом пусковых токов нагрузки, например, холодильника, насоса или электроинструмента). Чтобы подобрать подходящую величину, потребуется сложить показатели тех электроприборов, которые будут одновременно подключаться к агрегату. Информацию о потребляемой мощности оборудования обычно указывается в паспорте изделия или на его заводском шильдике. Также ее можно узнать у продавца/производителя. |
ИБП для дома (без стабилизации напряжения)
Для резервного электроснабжения бытовых электроприборов некоторые пользователи применяют резервные ИБП (off-line) без стабилизации напряжения или линейно-интерактивные ИБП (line-interactive) c простейшим регулятором напряжения.
Рассмотрим особенности данных источников бесперебойного питания более подробно.
Резервные ИБП
Данные устройства работают по такому же принципу, как и сетевые фильтры и часто имеют схожий внешний вид. Их выходная мощность редко превышает 1 кВт, поэтому они рассчитаны на автономное электропитание маломощных бытовых электроприборов, например, телевизора или компьютера.
Кроме сетевого фильтра, в их схеме присутствуют следующие компоненты:
- одна или две аккумуляторные батареи, обеспечивающие резервное электропитание нагрузки;
- зарядное устройство для зарядки АБ;
- инвертор, переводящий поступающее от АБ постоянное напряжение в переменное.
Принцип действия резервных ИБП заключается в том, что при выходе сетевого напряжения за допустимый диапазон (в среднем он составляет 160-280 В) или полного прекращения подачи электроэнергии они переводят питание нагрузки на аккумуляторные батареи и снова переключаются на сеть в случае возвращения входного сигнала в рабочий диапазон. Сетевое напряжение они не корректируют.
Линейно-интерактивные ИБП
Линейно-интерактивные бесперебойники отличаются от предыдущего типа только тем, что имеют в своем составе ступенчатый регулятор напряжения, способный выполнять коррекцию поступающего из сети сигнала.
Данные ИБП переводят электропитание подключенной нагрузки на АБ при полном отключении электричества в сети или выходе напряжения за допустимый диапазон (в среднем 165-290 В). Если входное напряжение изменяется в его пределах, то устройство стабилизирует сигнал, продолжая питать нагрузку от сети.
ИБП для дома топологии on-line (со стабилизацией напряжения)
Самыми лучшими бесперебойниками для обеспечения автономного электроснабжения бытовой электротехники в доме считаются модели топологии онлайн. За счет примененной в них технологии двойного преобразования поступающий из сети сигнал сначала трансформируется в постоянный, а затем обратно в переменный, но уже с высокими характеристиками, абсолютно независящими от состояния электросети.
Благодаря этому данные ИБП можно применять с самой электрочувствительной нагрузкой в электросетях со значительными перепадами напряжения.
Также важно отметить, что устройства имеют более совершенную систему электронной защиты от перенапряжения, перегрузки, короткого замыкания, перегрева и сетевых помех.
Ценовое сравнение решений
Сравним цены на генераторы и ИБП. В качестве сравниваемой величины возьмем выходную мощность 5,5 кВт, которой, как правило, бывает достаточно, чтобы запитать основные критические электроприборы дома.
| Генераторы/ИБП | Цены, тыс. руб. |
| Бензиновые | от 40 до 500 |
| Дизельные | от 90 до 1 000 |
| Газовые или гибридные | от 70 до 1 000 |
|
Внимание!
Кроме установки самого агрегата, пользователю потребуется приобретать для него топливо и различные расходные материалы, например, свечи зажигания. |
|
| Резервные | от 40 до 150 (в настоящее время очень сложно найти модели такой мощности) |
| Линейно-интерактивные | от 70 до 300 |
| Онлайн | от 100 до 300 |
|
Внимание!
Если резервное питание нагрузки обеспечивается на несколько минут, то подойдут устройства с внутренними аккумуляторами. Если на несколько часов, то, кроме самого ИБП, необходимо будет дополнительно приобрести внешние аккумуляторные решения. Они отличаются по стоимости в зависимости от необходимого времени автономии и мощности подключаемой нагрузки. Это может привести к значительному удорожанию системы электропитания. |
|
Сравнение решений по выходным техническим характеристикам
Время переключения на резервное питание
Время переключения на резервное питание важно учитывать для тех электроприборов, работе которых разрыв в электропитании может навредить, например, газовому котлу или циркуляционным насосам.
Рассмотрим время переключения на резервное питание у генераторов и ИБП.
| Устройство | Время переключения на резервное питание | Пояснение |
| Генераторы | до 15 мин | Независимо от используемого топлива, даже если генератор после пропадания сетевого напряжения запускается автоматически, ему все равно потребуется некоторое время, чтобы начать вырабатывать необходимую для нагрузки электроэнергию. Поэтому в любом случае при подаче электроэнергии на нагрузку произойдет разрыв. |
| Резервные ИБП | 4-20 мс | Процесс переключения режимов работы off-line ИБП выполняется не мгновенно и обычно составляет несколько мс, что будет вызывать кратковременный разрыв в электропитании нагрузки. |
| Линейно-интерактивные ИБП | от 5 мс | Процесс переключения между режимами работы у линейно-интерактивных ИБП также не является мгновенным. |
| Онлайн ИБП | 0 мс | Важной особенностью данных устройств является мгновенное переключение между режимами работы: от сети на аккумуляторы и обратно. Он осуществляется без каких-либо задержек и прерываний в питании нагрузки. |
Качество электропитания
Большинство генераторов способны поддерживать выходное напряжение с отклонением не более 10% от номинального значения 230 В для однофазной и 400 В для трехфазной сети при частоте 50±0,2 Гц, что соответствует ГОСТу 29322-2014 «Напряжения стандартные».
Однако у недорогих моделей с качеством электропитания бывают проблемы. Значение выходного сигнала может изменяться с более значительным отклонением. Не редко встречается неподходящее значение частоты и искаженная форма выходного напряжения (модифицированная синусоида). Периодически происходят перенапряжения, вызванные резким увеличением потребляемой мощности нагрузки (например, из-за запуска устройства с электромотором). Все это негативно сказывается на работе особо чувствительных к качеству электропитания приборов.
Несинусоидальная форма выходного напряжения может навредить большинству бытовой электротехники, особенно той, которая имеет асинхронные и инверторные электродвигатели. Поэтому перед покупкой генераторной установки необходимо заранее уточнить характеристики выходного сигнала. Иначе подключаемая нагрузка может не запуститься или выйти из строя.
Генераторы с инверторным блоком отличаются высоким качеством выходного напряжения с формой чистой синусоиды и не требуют дополнительных защитных устройств. Однако такие модели стоят гораздо дороже.
У ИБП качество выходного напряжения будет зависеть от их топологии.
Особенность работы резервных бесперебойников выражается в том, что на нагрузку они транслируют напряжение в таком же качестве, которое поступает к ним из электросети. То есть, например, если входное напряжение составляет 200 В и имеет модифицированную синусоиду, то именно такой сигнал получат потребители. При работе от аккумуляторных батарей данные устройства подают, как правило, напряжение с модифицированной синусоидой.
Линейно-интерактивные модели имеют невысокую точность выходного напряжения. Отклонение от номинального значения может превышать 2,5%. Это вызвано ступенчатой регулировкой входного сигнала. В зависимости от модели они могут подавать на нагрузку напряжение как с аппроксимированной, так и с идеальной синусоидой. При электропитании от аккумуляторов они также в основном выдают напряжение с модифицированной синусоидой.
Онлайн ИБП принципиально отличаются от других типов тем, что способны стабилизировать напряжение:
- в самом широком диапазоне по сравнению с другими устройствами (в среднем он составляет 110-300 В). При этом устройства не уходят на резервное питание от аккумуляторов;
- с высокой точностью (отклонение от номинала составляет не более 2%).
При этом у них напряжение всегда идеальной синусоидальной формы как в режиме работы от электросети, так и от батарей.
Длительность автономной работы
Время непрерывной работы генератора зависит не только от емкости топливного бака/баллона/газгольдера, но и особенностей двигателя и системы его охлаждения. Любому агрегату необходим «отдых» – остановка для охлаждения, дозаправки и проверки масла. Обычно информация об этом указывается в инструкции по эксплуатации к устройству. В среднем генераторы непрерывно могут проработать 7-8 часов. После чего потребуется прекратить работу устройства на 1-2 часа. Некоторые модели после достижения положенного времени автоматически отключаются.
Самую продолжительную работу (до 2 суток) в непрерывном режиме обеспечивают дизельные и газовые модели.
Длительность автономной работы ИБП зависит от таких факторов, как емкость аккумуляторных батарей и потребляемая мощность нагрузки.
Резервные ИБП обычно содержат в своем составе не более двух аккумуляторов, за счет которых нагрузка может запитываться на непродолжительное время: не более 10 мин при 100% загрузке. Этого будет достаточно, например, для корректного завершения работы компьютера.
В линейно-интерактивных ИБП для обеспечения автономной работы потребителей используются как встроенные АБ, так и внешние аккумуляторы различной емкости, которые позволяют обеспечить работу нагрузки от нескольких минут до суток и более.
У онлайн ИБП автономная работа нагрузки обеспечивается встроенными батареями и/или внешними аккумуляторными решениями: аккумуляторными модулями или фронтерминальными батареями в стеллажах или шкафах. Как правило, их емкость не превышает более 250 Ач, что может обеспечить резервное электроснабжение подключенных электроприборов больше суток.
Установка аккумуляторных решений для обеспечения автономной работы основных электроприборов дома на длительное время (от 6 и более часов) будет оправдана только в редких случаях, так как потребует от пользователя не только значительных затрат, которые увеличат стоимость системы электропитания в несколько раз, но и подготовку специального помещения для размещения большого объема аккумуляторных батарей.
Сравнение решений по эксплуатационным параметрам
Место установки
Генераторные установки, в силу особенностей топливной системы, в основном устанавливают на улице рядом с домом на специально подготовленной площадке. Для этого устройства должны обладать соответствующей степенью защиты от влаги и пыли, а также защищены от незапуска в зимний период. Например, у дизельного генератора при минусовой температуре может замерзнуть топливо, а агрегат, работающий на газе вовсе не запуститься. Поэтому такие устройство оснащаются специальным кожухом или системой подогрева. Если генератор не обладает соответствующей защитой, то его устанавливают в специальном помещении, оборудованном отводом выхлопных газов и тепла.
ИБП размещается только в отапливаемом помещении с температурой +25 °C или климатическом шкафу. Это вызвано тем, что у его аккумуляторных батарей при изменении температурного режима значительно сокращается срок службы. Место установки бесперебойника должно обладать необходимой вентиляцией для отведения вырабатываемого им тепла, чтобы избежать чрезмерного нагрева устройства.
Ввод в эксплуатацию и сервисное обслуживание
При вводе источников бесперебойного питания в эксплуатацию не возникнет сложностей. Если устройства имеют внутренние АБ, то для размещения потребуется подключить их к сети через розетку или клеммные соединения, а затем соединить с нагрузкой. Сложнее монтаж, если к бесперебойнику будут подключаться фронт терминальные батареи. Их необходимо правильно соединить между собой и с ИБП.
Бесперебойникам не требуется сервисное обслуживание. Периодически только нужно будет протирать их от пыли и заменять выработавшие свой ресурс аккумуляторы.
С подключением бензиновых генераторов также не возникает никаких проблем. Для введения их в эксплуатацию потребуется залить в него топливо и масло (для некоторых двигателей требуется специальная смесь, состоящая из бензина и масла). Затем подключить нагрузку и запустить в работу. Дизельные, газовые и гибридные агрегаты, особенно с системой АВР, потребуют подготовки соответствующей системы подключения, в установке которой без квалифицированных специалистов уже не обойтись.
Любой генератор независимо от потребляемого топлива требует периодическое техническое обслуживание. Пользователю необходимо регулярно контролировать уровень топлива и/или масла, а также отслеживать состояние двигателя и своевременно производить замену его расходных материалов, например, свечей зажигания.
Уровень шума и выделение выхлопных газов
Уровень шума от работы генератора в среднем составляет 80 дБ. Самыми шумными из них являются дизельные. У некоторых из этих моделей громкость звука увеличивается до 110 дБ. Меньшей шумностью обладают бензиновые агрегаты, а газовые устройства работают практически бесшумно.
Чтобы уменьшить шум работы двигателя, некоторые производители оснащают генераторы специальными глушителями или шумоподавляющим кожухом.
Другой особенностью работы генераторов является выделение выхлопных газов при сгорании топлива. Для комфортного использования данного устройства потребуется установить систему их отведения.
ИБП не такие шумные. Дискомфорт во время их работы могут вызвать только вентиляторы охлаждения, шум от которых будет сравним с работой кулеров классического персонального компьютера. При максимальных оборотах его уровень редко будет превышать 50 Дб. У линейно-интерактивных моделей к шуму вентиляторов могут добавляться еще и звуки срабатывания трансформатора, корректирующего сетевое напряжение.
Если ИБП обладает конвекционным способом охлаждения (безвентиляторным), то такие модели будут работать абсолютно бесшумно.
Бесперебойники во время своей работы не выделяют никаких вредных веществ, только тепло. Поэтому в помещении должна быть правильно организована система вентиляции.
Итог сравнительного анализа и выводы
Целесообразность применения каждого вышерассмотренного решения зависит от требуемого времени автономии подключаемых электроприборов.
Если необходимо обеспечить автономную работу группы основных ответственных потребителей в доме (например, системы отопления и водоснабжения, холодильника и освещения) на несколько часов (от 4 и выше), то лучше всего установить генератор с АВР. Но для безразрывного перехода на резервный источник энергии в любом случае потребуется ИБП топологии онлайн, который обеспечит бесперебойную работу нагрузки на период запуска генератора, то есть примерно на 5-15 мин.
В связке генератор и ИБП отлично дополняют друг друга. Генератор вырабатывает электроэнергию на требуемое время, а ИБП обеспечивает безразрывный переход на данный источник питания и корректирует поступающий от него сигнал, обеспечивая нагрузку высококачественным напряжением.
Если в электросети отключения электричества случаются не часто и длятся не более 2-4 часа, то можно использовать как указанную выше схему, так и только один ИБП.
Сравним основные характеристики генераторов и онлайн ИБП.
| Характеристики | Генератор | ИБП (топологии онлайн) |
| Запуск | ручной или автоматический | автоматический |
| Длительность автономной работы (непрерывной) | от нескольких минут до 2 суток |
от нескольких минут до 1,5 суток
Обратите внимание!
На практике, в большинстве случаев экономически целесообразно использовать ИБП для длительного времени автономии только, если оно не превышает 6 часов. |
| Время переключения на резервный источник питания | до 15 мин | 0 мс (безразрывное) |
| Точность стабилизации выходного напряжения, % | ±10% | ±2% |
| Форма выходного напряжения | Чистая синусоида или модифицированная синусоида | Чистая синусоида |
| Уровень шума, дБ (среднее значение) | 80 | 25 |
| Установка | на улице/ в специальном помещении | в помещении |
| Обслуживание | требуется | не требуется |
Модельный ряд онлайн ИБП «Штиль» для дома
Российский производитель систем электропитания «Штиль» выпускает широкий модельный ряд онлайн ИБП, которые отлично работают в связке с большинством современных моделей генераторов и рассчитаны на обеспечение резервного электроснабжения как отдельных электроприборов, так и всех критически важных потребителей дома. Устройства способны обеспечивать автономную работу электроприборов от нескольких минут до более суток.
В интернет-магазине «Штиль» представлены следующие модели онлайн ИБП «Штиль»:
- однофазные устройства настенного, напольного и универсального (напольного/стоечного) исполнения с выходной мощностью от 0,3 до 10 кВА;
- устройства конфигурации 3 в 1 напольного исполнения с выходной мощностью 10-20 кВА (рассчитаны на подключение однофазной нагрузки к трехфазной сети с равномерной загрузкой питающих фаз).