Газовые электростанции. автономный источник энергии в большом диапазоне мощности

Популярные производители


Модель марки RIG

Если рассматривать газогенераторы компактные для выработки электроэнергии, купить их можно уже в пределах 35 000 руб. Например, это могут быть устройства производителя Generac, работающие на природном или сжиженном газу.

Причем пользователь получит функциональную технику мощностью от 2 кВт и выше. А вот пиролизные устройства обойдутся порядком дороже, учитывая их устройство и крупные габариты.

Из отечественных выделяются «ЭльтЭнергоЭффект», «Союзэнерго», «АэМэс». Также популярны марки «FG Wilson», «RIG». Преимуществами газовых установок являются их высокий ресурс работы, экологичность и относительная доступность топлива, в особенности, когда речь идет о пиролизных моделях.

Оценка пользователей

Если заинтересовали газогенераторы пиролизные для выработки электроэнергии, купить их можно за довольно большую цену, что обусловлено высокой производительностью и мощностью, некоторые модели выдают значение от 40 кВт и выше. Несомненно, при большой нагрузке такие агрегаты вполне оправдывают себя, но на практике пользователями нередко отмечается неудобство при эксплуатации и сложности обслуживания. Например, особенно трудно контролировать уровень влажности, влияющий на процесс горения.

Смотрим видео, отзывы о продукции Generac:

Оборудование, которое работает на природном или сжиженном газу, занимает меньше места, также выдает высокую степень производительности, но его плюс в том, что можно подобрать вариант небольшой мощности (от 2 кВт). Однако есть и недостаток – не всегда использование газа в качестве топлива для работы автономного источника электроэнергии обходится дешево. Но такие модели намного проще эксплуатировать благодаря автоматическому процессу работы.

Выбор места для установки и особенности монтажа

Крупногабаритные пиролизные устройства, во-первых, не слишком привлекательны с виду, во-вторых, требуют довольно много места для расположения в жилой комнате. К тому же условия эксплуатации заставляют производить установку в специальном помещении. Поэтому для бытовых условий допускается использовать под эти нужды цокольный или подвальный этаж. Если агрегат соответствует степени защиты определенного уровня, тогда вполне можно расположить газогенератор под открытым небом.

Газовые автономные генераторы и электростанции, отзывы о которых в своем большинстве положительны, практически всегда заключены в закрытый кожух, который как раз и обеспечивает устройству определенный уровень защиты. Такая особенность является решающей при выборе места для установки, так как исключает какие-либо ограничения. Единственное, что следует соблюдать, так это необходимость расположения техники такого рода на максимально ровной поверхности. Если проигнорировать данное требование, то уровень издаваемого шума во время работы будет выше, а излишние биения основных элементов при вращении приведут к преждевременному износу и выходу из строя.

Смотрим видео, расположение и монтаж оборудования:

Пиролизные котлы рекомендуется устанавливать на участке, куда будет проще организовать подачу топлива. Нередко задействуются исполнения, поддерживающие прием дров длиной до 1,5 м. Трудно не согласиться, что в таких условиях довольно проблематично осуществить подачу древесины, если котел располагается где-то в помещении, например, на цокольном этаже. Также учитывается и уровень теплоотдачи оборудования, ведь во время горения температура достигает больших значений (до 1400 градусов). Исключение составляют, пожалуй, только котлы длительного горения, которые оснащены дополнительным слоем теплоизоляционного материала камер сгорания.

Таким образом, при правильной организации участка эксплуатации техники можно снизить необходимость регулярного обслуживания. Газогенераторное оборудование в сравнении с прочими видами и так требует намного меньше внимания ввиду того, что топливо сгорает полностью, что исключает необходимость регулярной очистки камер сгорания. Для пользователя главной остается задача по выбору техники с соответствующим уровнем мощности, чтобы обеспечить эффективную работу в полевых условиях, где отсутствуют централизованные сети

Важно не забывать также и о соответствии габаритов устройства с размерами помещения, где оно будет располагаться. Если газогенератор планируется установить на улице, тогда этот вопрос не является актуальным

Газовый генератор SDMO

Особо популярный и надежный, имеющий массу достоинств и отличных отзывов у потребителей — это газовый генератор SDMO.

Устанавливать его можно только на улице, в помещениях размещать категорически запрещено, поэтому он выполнен в специальном шумозащитном и всепогодном кожухе. Самое лучшее место для установки — рядом с выходом газовой магистрали или вблизи вводного электрического щита. Минимальное расстояние до зданий и деревьев — два метра, высота до подвеса — полтора метра.

Завод-изготовитель такого генератора изначально задумал его, как дополнительный резервный источник электроэнергии. Он может работать восемь суток без перерыва, но, конечно, после этого необходимо будет проходить очередное техническое обслуживание (заменить масло, фильтрующие элементы, свечи зажигания).

Генератор SDMO — это достойное качество сборки, надежность комплектующих, невысокая цена и возможность работы на сжиженном газе.

Установку этого, да и других газовых генераторов лучше производить опытным специалистам, прошедшим обучение и имеющим именные сертификаты. В этом случае оборудование будет исправно и долго работать.

Устройство


Наиболее дешевыми и распространенными являются поршневые газовые электрогенераторы — это ближайшие родственники бензиновых. Более того, большинство моделей имеют резервный бензобак и карбюратор, что позволяет им работать на любом виде топлива. Цена таких генераторов выше, чем у работающих исключительно на бензине, но она окупается при частой эксплуатации достаточно быстро. Сама система питания газового двигателя очень проста — она представляет собой газовый редуктор, производительность которого управляется разряжением во впускном коллекторе двигателя либо задается при заводской тарировке. Кроме того, в целях безопасности выход редуктора блокируется при отсутствии разряжения, что предотвращает утечку газа при внезапной остановке двигателя.

Важным преимуществом газовых генераторов является способность работать с разными источниками топлива: вы сможете применять и сжиженный пропан в баллонах, и метан из централизованной сети газоснабжения. Но при использовании сжиженного газа есть один минус, который ярко проявляется в холодное время года: плохая испаряемость пропана требует подогрева редуктора, и тем сильнее, чем больше расход газа. Поэтому на газовых установках гораздо чаще можно встретить водяное охлаждение по сравнению с бензиновыми — это позволяет наиболее просто и эффективно обеспечить обогрев редуктора.

Если же при питании генератора используется испаренный газ, то обмерзает уже сам баллон, в результате чего сильно падает давление подачи газа. При этом осуществлять подогрев баллона по правилам техники безопасности запрещается.

Подключение к газовой магистрали низкого давления значительно удобнее и не требует обогрева, но по понятным причинам ограничивает сферу применения стационарными установками.

Вторым видом двигателей, который специфичен именно для газовых генераторов, сталигазотурбинные установки. Типичная газовая турбина состоит из трех частей:

  • Компрессор. Его задача — нагнетание атмосферного воздуха в камеру сгорания с целью создания в ней превышения давления (напомним, что с давлением в камере сгорания прямо связан КПД двигателя). Конструктивно он представляет собой центробежный нагнетатель с большим числом лопаток.
  • Камера сгорания газовой турбины — это полость, в которую подается природный газ через форсунку. Для запуска служит установленная в камере сгорания искровая свеча. Важным отличием газовой турбины от поршневого двигателя является непрерывность горения, что делает систему зажигания необходимой только в момент запуска. Обычно включает зажигание термопара, расположенная в камере сгорания — это позволяет повторно запустить турбину, если горение нестабильно (например, при прогреве турбины).
  • Значительный рост давления при горении направляет поток газов на лопатки турбины. Она расположена на одной оси с компрессором и имеет схожую конструкцию, за исключением того, что ее лопатки выполнены из более жаропрочных сплавов. Под действием давления газов турбина начинает вращаться, приводя в движение компрессор и внешнее оборудование.

Каковы преимущества газовой турбины над поршневым двигателем? В первую очередь, это значительно больший ресурс при правильной эксплуатации, так как единственная пара трения в ней — это подшипники оси, ресурс которых при качественной смазке очень велик. Во-вторых, за счет непрерывного горения удельная мощность газовой турбины гораздо выше — если у четырехтактного поршневого двигателя 3/4 времени работы занимают впуск, сжатие рабочей смеси и выпуск отработавших газов, то в газовой турбине крутящий момент к ее валу приложен всегда. Отсутствие потребности в преобразовании возвратно-поступательного движения во вращение делает уровень вибраций ГТД на порядок меньшим, чем у поршневого мотора, благодаря чему использование турбины более комфортно.

Но есть и очевидный минус — необходимость в высокой точности изготовления и дорогие материалы делают газовые турбины весьма дорогими по сравнению с поршневыми двигателями.

Газогенераторы малой мощности

Внешне схожи с бензиновыми, имеют похожий принцип действия и наибольшую стоимость генерируемого электричества. Могут иметь защиту в виде всепогодного кожуха или требуют специального помещения. Не используются в качестве основного источника электроэнергии за очень редкими исключениями. На выборе таких генераторов останавливаются частные домовладения и производственные мастерские, нуждающиеся в резервном источнике электроэнергии и имеющие подвод на объект природного газа. Рассчитаны на баллонное топливо, но эта возможность редко используется. В отличие от более мощных установок имеют существенное ограничение на непрерывную работу (от 6 до 10 часов). Также имеют недостаток в низком качестве генерируемой электроэнергии.

Основные характеристики:

  1. Тип двигателя: Одноцилиндровый четырехтактный карбюраторный с принудительным охлаждением.
  2. Тип генератора: обычно асинхронный одно- или трехфазный генератор с самовозбуждением.
  3. Выдаваемая мощность: до 20 кВт.
  4. Топливо: природный газ, пропан-бутан.
  5. Управление: аналоговый блок управления, релейная защита, АВР в большинстве моделей.
  6. Ввод в работу: менее одной минуты.
  7. Стоимость: от $2000 до $10000.

Это единственный тип газовых генераторов, который можно без усилий перемещать. Его часто задействуют на тех объектах строительства, где отсутствует электроснабжение или во время выездных мероприятий. За мобильное применение приходится расплачиваться высокой ценой портативной электростанции, которая делает использование бензинового топлива в таком случае более рациональным.

Устройство комнаты генераторной для ГПЭ

Монтажные и пуско-наладочные работы провести своими силами не удастся при всем желании, если только речь не идет о генераторах малой мощности. Но подготовить помещение или площадку для установки электростанции вполне реально: это поможет частично сэкономить на дорогостоящих услугах монтажных организаций.

Открытое размещение. При монтаже установки с электрической мощностью более 500 кВт потребуется устройство бетонной площадки, оборудованной средствами пассивного виброгашения. Главный плюс открытого размещения энергоблока — эффективный отвод тепла и отсутствие необходимости в устройстве систем дымоудаления. Для повышения удобства работы обслуживающего персонала над оперативными панелями и механическим блоком сооружают навес.

Установка в помещении. Потребность в полной изоляции энергетической установки зависит от климатического исполнения оборудования. Помещение должно иметь продвинутую систему приточно-вытяжной вентиляции и пожаротушения. Система дымоудаления представлена спаренными общим коллектором дымососами. Потребуется установка вытяжной трубы, пропускная способность и высота которой выбирается в соответствии с рекомендациями производителя оборудования. Требования к зданиям тепловых электростанций регламентируется СНиП II-58–75.

Полупроводниковые термоэлементы

Подлинную революцию в создании термоэлементов произвели труды академика А.И. Иоффе. В начале 30 – х годов XX столетия он выдвинул идею, что с помощью полупроводников возможно превращение тепловой энергии, в том числе и солнечной, в электрическую. Благодаря проведенным исследованиям уже в 1940 году был создан полупроводниковый фотоэлемент для преобразования световой солнечной энергии в электрическую. Первым практическим применением полупроводниковых термоэлементов следует считать, по-видимому, «партизанский котелок», позволявший обеспечить питанием некоторые портативные партизанские радиостанции.

Основой термогенератора служили элементы из константана и SbZn. Температура холодных спаев стабилизировалась кипящей водой, в то время как горячие спаи нагревались пламенем костра, при этом обеспечивалась разница температур не менее 250…300 градусов. КПД такого устройства был не более 1,5…2,0 %, но мощности для питания радиостанций вполне хватало. Конечно, в те военные времена конструкция «котелка» была государственным секретом, и даже сейчас на многих форумах в интернете обсуждается его устройство.

Инструкция по подключению

Схема объединения газового котла и генератора с заземлением.

Подключить газовый котел к генератору довольно просто, важно лишь заземлить «ноль». Но если генератор не имеет четко выраженного «ноля» и «фазы», есть 2 способа заземления:

  1. Использовать соответствующий мощности газового котла разделительный трансформатор 220/220. Один из выводов его вторичной обмотки считать за «ноль» и заземлить.
  2. Взять за «ноль» фазу с более высоким потенциалом к заземлению и заземлить ее.

Без заземления газовый котел работать от генератора не будет, поскольку не будет функционировать ионизационный датчик пламени. Если генератор подключается к электросети дома, заземление не требуется, поскольку оно уже произведено в электросети.

Важно понимать, что генератор, как и ДВС автомобиля, при своей работе выделяет достаточное количество продуктов сгорания в виде выхлопных газов. Поэтому нужно позаботиться и о вентиляционной системе, желательно принудительной

Для этого нужно подвести вентиляцию к самому генератору, отличное решение — полностью отвести все выхлопные газы на улицу, подключив гофру к выхлопному патрубку.

Конструктивные особенности

Газопоршневый электрогенератор конструктивно представляет собой газовый двигатель внутреннего сгорания, состоящий из шатунно-поршневой группы, размещенной в цилиндрах и связанной с коленчатым валом.

При воспламенении в цилиндрах газовоздушной смеси от искры свечи зажигания энергия расширяющегося газа передается через движение поршневой группы на коленчатый вал, обеспечивая его возвратно-поступательное движение и вращение основного вала.

Основной вал газового двигателя связан через соединительную муфту с электрогенератором, состоящим из ротора с обмоткой и окружающего его статора. Вращение ротора генератора внутри статора обеспечивает выработку электроэнергии в обмотках ротора, которая, в свою очередь, передается через регулирующую автоматику потребителю.

Газовый двигатель обычно устанавливается на общей стальной раме вместе с генератором и аппаратурой управления электроустановкой.


Генераторы инверторного исполнения имеют двойной преобразователь, преобразующий вырабатываемый ими ток в постоянный, а затем снова в переменный, обеспечивая его требуемые выходные параметры.

Подача газа в генератор осуществляется через редуктор – узел, позволяющий устранить скачки в давлении газа, в особенности при его подаче из центральной магистрали.

Газотурбинная электростанция (генератор) – еще одно устройство, предназначенное для выработки электроэнергии с помощью газа.

Газовая турбина – это тепловой двигатель, использующий подающуюся под давлением смесь воздуха и газа в камеру сгорания, где она воспламеняется и давит на лопасти турбины, заставляя ее быстро вращаться. Вращающаяся турбина через вал приводит  в движение ротор электрогенератора, вырабатывающего электричество.

Генераторные установки этого типа выпускаются мощностью от 20 кВт до сотен мегаватт.

Ресурс газотурбинных генераторов до капитального ремонта составляет около 7 лет, а интервал ТО составляет в среднем около года, однако частота запусков газовых турбин обычно не превышает 300 пусков в год, что ограничивает их применение как резервных источников электроснабжения.

Как выбрать генератор для газового котла

Минимально необходимая мощность

Первым, на что стоит обратить внимание, определившись с видом используемого топлива и наличием инвертора, – мощность генератора. Рассчитать мощность электрогенератора просто: она равна суммарной пусковой и рабочей мощности всех подключаемых устройств

Также рекомендуется заложить запас в 20-30%.

Необходимая мощность для обеспечения работы газового котла указана в его инструкции по эксплуатации как электропотребление или потребляемая мощность (раздел технических характеристик). Обычно это небольшие значения порядка 120-180 Вт. Приблизительно столько же (в среднем 150 Вт) потребляет циркуляционный насос, при его наличии, и приблизительно столько же потребляет турбина в турбированных моделях котлов.

Итого, если к генератору будет подключен только газовый котел, минимально необходимая мощность = 120-180 + 150 + 150 + 20-30% = 504-624 Вт или 0,5-0,62 кВт.

Синхронный или асинхронный

Синхронный Асинхронный
Величина напряжения и его частота поддерживаются стабильно и с высокой точностью Величина напряжения и частота изменяются в относительно большом диапазоне
Уязвим к электрическим перегрузкам при пуске и в установленном режиме Устойчив к электрическим перегрузкам при пуске и в установленном режиме
Более дорогостоящие, имеют более сложную конструкцию и более высокие требования к обслуживанию Более дешевые, простые и надежные, неприхотливые к обслуживанию

Синхронные генераторы – отличное решение, если необходима сверхточные характеристики тока, а в сети часто случаются серьезные перепады напряжения. В случае ограниченного бюджета достаточно обычного асинхронного генератора, защитить работу системы отопления от перепадов напряжения в отечественной сети электроснабжения можно с помощью стабилизатора (или инверторного типа генератора, где он уже установлен) и ИБП (источника бесперебойного питания).

Напряжение

Перепады напряжения могут сказаться на электронике котла. Для дорогостоящих моделей газовых котлов с многофункциональной автоматикой лучше позаботиться о качестве напряжения, выходящего из генератора.

Частота

Как правило, энергозависимые газовые котлы рассчитаны на частоту 50 Гц, что указано в инструкции по эксплуатации модели. Практически все модели генераторов (за исключением более мощных промышленных) рассчитаны на частоту 50 Гц. Если частота будет отличаться, то выйдет из строя контроллер котла.

Наличие сквозной нейтрали

Существуют фазозависимые и фазонезависимые газовые котлы, что указано в инструкции.

Если фазонезависимые модели котлов не вызывают никаких трудностей, то для нормальной работы фазозависимых котлов обязательно необходимо наличие сквозной нейтрали или виртуального нуля. Выраженной фазы у большинства моделей генераторов нет. В таком случае необходимо либо подбирать генератор с наличием четкой фазы и нуля, либо подключать генератор через трансформатор. Также есть опыт принятия за фазу клеммы с большим потенциалом к заземлению.

Другие критерии

Определившись с основными техническими критериями, можно обратить внимание на:

  • время непрерывной работы – обычные бытовые генераторы не могут работать беспрерывно 24/7, поскольку двигателю необходимы перерывы на охлаждение. Если более габаритные модели часто могут работать по 12-16 часов и более, то компактные бензиновые модели весом до 10 кг ограничены 3-5 часами беспрерывной работы;
  • способ запуска – есть модели с ручным и автоматическим запуском. Последние более удобны, способны обеспечить абсолютную автономность системы отопления, но автозапуск используется в основном на более дорогих и мощных моделях;
  • уровень шума – зависит от рабочих оборотов двигателя, возможности регулировки мощности и наличия звукоизоляции. Обычно звукоизоляционным кожухом обладают компактные маломощные бензогенераторы.

Виды и типы устройств

Если рассматривать пиролизный автономный генератор для выработки электроэнергии, то различают всего три типа, отличия между которыми заключаются в процессе газогенерации:

  1. Прямой;
  2. Обратный;
  3. Горизонтальный.

Особенности каждого из типов касаются способа подачи топлива и непосредственно вида используемого материала. Так, в первом случае речь идет о небитуминозном топливе (уголь, полукокс), во втором – смоляной материал, например, дрова. Третий тип отличается конструктивно: воздух подается с боковой стороны и происходит этот процесс на большой скорости дутья через так называемые фурмы.

В остальных случаях подача воздуха и забор газа осуществляется на разных уровнях: прямой процесс газогенерации подразумевает подачу снизу, а забор газа – сверху, обратный процесс, соответственно, происходит в обратной последовательности.

Лучшие модели газовых генераторов для дома по мнению редакции

Газовые генераторы не так широко распространены в нашей стране, как их аналоги, работающие на жидких видах топлива, но, тем не менее, пользуются определенным спросом среди потребителей.

«Gazvolt Standard 6250А»

Внешний вид «Gazvolt Standard 5000E»

«Gazvolt Standard 6250А» – модель российского производства, оснащенная китайским двигателем.


Основные технические характеристики приведены в нижеследующей таблице:

Тип топлива Электри- ческая мощность, кВт Тип охла- ждения Тип стартера Расход топлива, м³/час Вес, кг Габарит- ные размеры, мм
Cжиженный/ магис- тральный 6,0 Воздушное Ручной, электри ческий 0,3 80 700×540 ×555

Gazvolt Standard 6250А

«GENERAC 7045»

Корпус модели позволяет размещать её на открытом воздухе, не занимая внутреннее пространство дома

«GENERAC 7045» – это одна из моделей целого семейства подобного оборудования, выпускаемого американским производителем для постоянного типа использования.

Основные технические характеристики модели:

Тип топлива Электри- ческая мощность, кВт Тип охла- ждения Тип стартера Расход топлива, м³/час Вес, кг Габарит- ные размеры, мм
Cжиженный/магис-тральный 10,0 Воздушное АВР, электри- ческий 176 1218×636 ×732

GENERAC 7045

«SDMOPERFORM 3000 GAZ»

Модель «SDMOPERFORM 3000 GAZ» предназначена для периодического использования

Данная модель является универсальной, т.к. конструкция используемого двигателя позволяет её использовать как на сжиженном газу, так и на бензине, что удобно при эксплуатации.

Основные технические характеристики бензогенератора на газу:

Тип топлива Электри- ческая мощность, кВт Тип охлаж- дения Тип стартера Расход топлива, м³/час Вес, кг Габарит-ные размеры, мм
Сжиженный газ/бензин 3,0 Воздушное Ручной 0,19/0,6 л/час 44 650×510 ×460

SDMOPERFORM 3000 GAZ

«Briggs&Stratton 8 kW Standby Generator»

Внешний вид газогенератора «Briggs&Stratton»

Модель предназначена для постоянного использования и успешно зарекомендовала себя при эксплуатации.

Основные технические характеристики «Briggs&Stratton 8 kW Standby Generator» приведены в нижеследующей таблице:

Тип топлива Электри ческая мощность, кВт Тип охлаж- дения Тип стартера Расход топлива, м³/час Вес, кг Габарит- ные размеры, мм
Сжиженный/магис-тральный 8,0 Воздушное АВР, электри- ческий 0,6 123 710×890×620

Briggs&Stratton 8 kW Standby Generator

«Russian Engineering Group GG7200-А» (REG)

Внешний вид «Russian Engineering Group GG7200-А»

Это модель газового генератора, работающего только от баллона со сжиженным газом, её отличительной особенностью является наличие розетки напряжением 12 Вольт постоянного тока, которую можно использовать для зарядки аккумуляторных батарей.

Основные технические характеристики:

Тип топлива Электри- ческая мощность, кВт Тип охлаж- дения Тип стартера Расход топлива, м³/час Вес, кг Габарит- ные размеры, мм
Сжиженный 6,0 Воздушное Ручной, электри-ческий 0,3 91 775×660 ×645

Russian Engineering Group GG7200-А


С этим читают