В XXI веке мы все привыкли к тому, что нас окружает большое число электротехнических изделий - электрочайники, телевизоры, компьютеры, системы доступа и охраны. Электроэнергия нас сопровождает повсюду, и мы сами, не подозревая того, стали ее заложниками. Веерные отключения электроэнергии, устаревшие глобальные электрические сети, банальные кражи кабеля, нехватка электрических мощностей - проблем очень много и надо их решать.
Реалии нашего времени таковы, что практически все современные системы жизнеобеспечения загородного дома зависят от электроэнергии. При ее отключении светильник над столом с праздничным ужином легко заменит свеча, добавив немного таинственности и уюта в вечернюю трапезу, но систему отопления свеча не заменит. Длительное отсутствие электроэнергии может вывести из строя системы отопления, водоочистки, канализации. Система ограничения доступа в жилище может заблокировать Вас в собственном загородном доме, а батарейка в мобильном телефоне разрядится и негде ее будет зарядить.
Если проблему с выбором материала для строительства дома решить не сложно - стоит клееный брус недорого, то продумать систему энергообеспечения жилища нужно тщательно. Задачу снабжения электроэнергией загородного жилища можно решить путем создания системы автономного электропитания дома. Есть две системы автономного электроснабжения (САЭ): полностью автономная и резервная. Полностью автономную систему электроснабжения целесообразно использовать при питании больших электрических нагрузок коттеджных городков, многоквартирных домов.
Электрогенераторы лучше выбирать с приводами на газопоршневых двигателях. Ресурс газопоршневого двигателя до капитального ремонта составляет в среднем 60 000 моточасов. Окупаемость газопоршневой электростанции (ГПЭС) примерно 5-7 лет в зависимости от графика потребления электроэнергии. Существенный недостаток газопоршневых электростанций в том, что двигатели потребляют большое количество газа в час, и не всегда предприятия, поставляющие газ, могут выделить такое количество газа для нормального функционирования ГПЭС. К тому же, газ должен быть не ниже определенного давления. Проект с ГПЭС со станцией подготовки газа (давление и.т.п.) - проект дорогостоящий, но выгоды использования ГПЭС перевешивают все недостатки, связанные с ее приобретением. Оптимальна будет ГПЭС мощностью от 300 кВт. На рынке представлены ГПЭС и меньшей мощности - так называемые "переделки" из бензиновых и дизельных двигателей, работающие на газовом топливе. Ресурс таких двигателей ограничен и поэтому подойдет только в случае, если Вам нужна электроэнергия на 8-9 месяцев, пока Вас не подключат к сетям АО "Энерго". ГПЭС мощностью 15-100 кВт будет идеальным решением. Впоследствии такой генератор можно использовать в качестве резервного источника электроэнергии. Особенностью ГПЭС является то, что нагрузка принимается равными долями за определенные промежутки времени.
Любая автономная система электропитания, основанная на электрогенераторах, должна проектироваться по схеме N+1, где 1 энергоблок должен находиться в резерве. Резервная автономная система снабжения электропитанием начинает работать только в случае пропадания электросети.
Специалисты предлагают несколько вариантов решения построения системы автономного электропитания.
Вариант 1 - резервирование электропитания отдельного электроустройства на 2-3 часа (система контроля какой-либо коммуникации, компьютер, система видеонаблюдения). Для создания резерва требуется ис-точник бесперебойного питания (ИБП) со временем автономной работы от аккумуляторной батареи (АБ) 2-3 часа, однако следует знать: 1 час работы источника равен себестоимости ИБП. Пример: источник на 12 минут работы от АБ стоит 1000-2000 EURO; на 3 часа работы точно такой же источник будет стоить уже 30ОО~6000 EURO. Система автономного электропитания на базе маломощных ИБП рекомендуется использовать для корректного завершения работы электротехнических устройств и исключения потери информации на различных электронных базах хранения информации.
Вариант 2 - резервирование нагрузки, необходимой для особо важных систем: системы отопления, холо-дильник, система ограничения доступа и видеонаблюдения. Для такого резервирования идеально подходит бензиновый электрогенератор марки GenSet (Италия) мощностью 4-6 кВт. Запускаются такие бензоэлектрогенераторы с помощью оператора при пропадании электросети. Автомат включения резерва (АВР) в целях пожарной безопасности лучше не ставить: любая утечка бензина и автоматический запуск станции в Ваше отсутствие может привести к необратимым последствиям.
Топливо дизельных электростанций менее летуче, поэтому идеально подойдет для использования в автома-тическом режиме.
Вариант 3 - полное резервирование Вашего дома. Для этих целей подойдут дизельные электростанции (ДЭС) мощностью от 10 кВт и выше в зависимости от количества потребителей, находящихся в доме. Планировать создание САЭ в таком варианте нужно на стадии проектирования дома. Для подбора электрогенератора необходимо спроектировать электропроводку в доме так, чтобы нагрузка на каждой фазе была одинакова.
Большинство ДЭС комплектуются синхронными генераторами, которые не допускают "перекос" фаз более чем на 10-20%. Для такого резервирования подойдут станции компании PowerPro (Великобритания), которые изготавливаются на базе двигателей таких известных фирм-производителей, как Perkins, Cummins, Scania, Volvo Penta, Deutz AG. Если дом уже построен, и возникла потребность резервирования электропитания, можно подобрать электростанции с "асинхронным гене-ратором", который не так требователен к "перекосам фаз", но перегрузку такой генератор не держит. Дизель-генераторные установки (ДГУ) с асинхронным генератором с максимальной мощностью 12 кВт предлагаются компанией GenSet. ДГУ такой мощности идеально подходит для электропитания загородного дома, общая потребляемая электрическая мощность которого 10 кВт. При этом станцию необходимо только подключить к главному распределительному щиту.
Вариант 4 - резервирование всего дома без провала в электропитании. Этот вариант наиболее затратный. Создается схема: ИБП на весь дом и ДГУ. В данном случае потребитель получает "чистое" электропитание от ИБП: когда пропадает электропитание, ИБП посредством аккумуляторной батареи питает нагрузку, в это время запускается ДГУ и начинает снабжать электроэнергией весь дом. По четвертому варианту в загородном доме никогда не пропадает электроэнергия ни на одну секунду.
Все эти варианты построения САЭ зависят только от желания и возможностей заказчика. Для правильного выбора оборудования необходимо выбрать наиболее предпочтительный вариант, произвести расчет потребляемой электроэнергии. Простое сложение мощностей всех электропотребителей не даст Вам точной требуемой мощности. Такие мощности можно суммировать, пока Вы не дойдете до электродвигателей. Так, предположим, что мощность электродвигателя по паспорту 5 кВт (Внимание! Это мощность, потребляемая на валу двигателя при коэффициенте полезного действия 80%), отсюда следует, что потребляемая мощность двигателя 6,25 кВа - это и есть мощность, которую двигатель забирает от генерирующего источника. Паспорт любого двигателя содержит информацию по Cos ? =0,8 или другому числу. С помощью этой величины рассчитывается реактивная составляющая: 6,25:0,8-7,81 кВа - это и есть полная потребляемая мощность электродвигателя.
Следующий момент, на который надо обратить внимание, это тип электродвигателей. Если электродвига-тель асинхронный (тип указывается в паспорте изделия), следует помнить, что в момент пуска он будет по-треблять мощности в 1,6-1,8 раза больше. Пример: если полная мощность двигателя 7,81 кВа и он асинхронный, то при запуске он будет потреблять 12,5 кВа. Это же условие касается и различных электрических приводов водяных погружных насосов.
Когда Вы определили требуемую мощность, немаловажно определить спрос на электроэнергию в Вашем доме, поскольку не все приборы будут включаться одновременно. Электростанцию следует загружать на 75-80% номинальной мощности.
После того, как Вы определились с электростанцией, необходимо выполнить требования к установке.
Требования к фундаменту. Должна быть изготовлена бетонная подушка толщиной не менее 150 мм, длиной и шириной не менее габаритных размеров рамы дизель-генератора. Установка дизель-генератора на шпильки фундамента должна производиться строго горизонтально.
Требование к помещению для дизель-генераторов:
- наличие естественного или искусственного освещения;
- высота потолка не менее 2,5 м;
- наличие проходов вокруг дизель-генератора не менее 1,5 м для удобства обслуживания и ремонта;
- дверь в помещении должна открываться наружу;
- должна быть предусмотрена вентиляция. Требования к установке дизель-генератора:
- необходимо организовать приток воздуха в помещение, а также выпуск воздуха из помещения для систе-мы охлаждения дизель-генератора (изготовление жалюзных решеток, воздуховодов, их сборка и монтаж);
- площадь поперечного сечения воздуховодов и выхлопных труб должны быть не менее фронтальной площади радиатора и площади сечения выхлопной трубы дизель-генератора;
- необходимо организовать выпуск выхлопных газов в атмосферу, желательно на высоте не менее 3 м от уровня земли (изготовление выхлопных труб, их монтаж с глушителем шума и теплоизоляция);
- необходимо подвести силовой кабель к дизель-генератору и к системе собственных нужд дизель-гене-ратора, а также кабель для системы дистанционного контроля и управления (если она имеется). Сечение кабеля выбирается в зависимости от токовой нагрузки;
- необходимо обеспечить электробезопасность обслуживающего персонала: надежное заземление дизель-генератора, а также дополнительного оборудования;
- необходимо обеспечить пожаробезопасность оборудования;
- осуществить монтаж дополнительного оборудования (если оно заказано) и его подключение только с привлечением квалифицированных специалистов. При установке дизель-генератора необходимо учитывать следующие моменты: дизель-генератор устанавливается на виброизоляторах, поэтому запрещено жесткое крепление к дизель-генератору всех подводов и отводов (воздуховодов, топливных трубопроводов, силовых кабелей, выхлопной системы);
- нельзя допускать подтеканий топлива, масла, охлаждающей жидкости и утечку выхлопных газов в помещение дизель-генератора.
Итак, при наличии желания и возможностей энергетический кризис никогда не создаст Вам дополнительных проблем.