Если у владельца загородного дома, коттеджа или дачного участка спросить, какое оборудование он хотел бы иметь у себя на «фазенде», в ответ можно услышать перечень, в котором наверняка будут фигурировать котел, насос и мини-электростанция. Все эти устройства в той или иной мере решают одну задачу — сделать человека независимым от внешних условий, обеспечив его теплом, водой и электричеством «собственного» производства.
Мини-электростанция (или агрегат-генератор, или генераторная установка) — это устройство, двумя главными элементами которого являются топливный двигатель и электрогенератор. Сразу оговоримся: в статье не рассматриваются промышленные агрегаты, а только техника с выходной мощностью до 15 кВ*А и «нормальными» моторами — бензиновыми или дизельными.
Максимально упрощенный принцип действия мини-электростанции состоит в следующем: мотор «превращает» топливо во вращение своего вала, а генератор с ротором, связанным с валом двигателя, по закону Фарадея преобразует обороты в переменный электрический ток. На самом деле все гораздо сложнее. Вот несколько ярких примеров, на первый взгляд парадоксальных.
Ситуация 1. Человек покупает трехфазную мини-электростанцию с номинальной выходной мощностью (трехфазной же) 4 кВ*А. Дома он подключает к ней 2-киловаттный обогреватель и… тот отказывается работать.
Ситуация 2. Тот же человек пытается подключить к своему агрегату 1-киловаттный погружной насос, и… тот отказывается работать.
Ситуация 3. Другой покупатель приходит в магазин, твердо уверенный, что для всех его нужд хватит 3-киловаттного агрегата. После общения с консультантами он выясняет, что даже 10-киловаттным не обойдется.
Давайте попробуем разобраться, почему так происходит.
Виды нагрузок
Активные нагрузки. Самые простые нагрузки, у них вся потребляемая энергия преобразуется в тепло. Примеры: лампы накаливания, обогреватели, электроплиты, утюги и т. п. Здесь все просто: если их суммарная потребляемая мощность составляет 2 кВт, для их питания в точности достаточно 2 кВт.
Реактивные нагрузки. Все остальные. Они, в свою очередь, подразделяются на индуктивные и емкостные. Простейший пример первых — катушка, вторых — конденсатор. У реактивных потребителей энергия превращается не только в тепло — часть ее расходуется на другие цели, например, на образование электромагнитных полей.
Мерой реактивности выступает так называемый cosφ. Например, если он равен 0,8, то 20% энергии преобразуется не в тепло. На приборах обычно указывают их «тепловую» потребляемую мощность и cos. Чтобы подсчитать «реальное» потребление, нужно мощность разделить на cosφ.
Пример: если на дрели написано «500 Вт» и «cosφ = 0,6», это означает, что на самом деле инструмент будет «тянуть» из генератора 500:0,6 = 833 Вт.
Имейте в виду: каждая мини-электростанция имеет собственный cosφ, который обязательно нужно учитывать. Например, если он равен 0,8, то для работы вышеназванной дрели от данного агрегата потребуется 833 Вт : 0,8 = 1041 В*А. Кстати, именно по этой причине грамотное обозначение выдаваемой электростанцией мощности В*А (вольт-амперы), а не Вт (ватты).
Высокие пусковые токи. Любой электродвигатель в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в штатном режиме. Чтобы не вдаваться в технические подробности, приведем аналогию: представьте себе тяжелую тележку, стоящую на горизонтальной поверхности. Чтобы сдвинуть ее с места, требуется гораздо больше усилий, чем для поддержания в дальнейшем ее скорости.
Стартовая перегрузка по времени не превышает долей секунды, поэтому главное — чтобы мини-электростанция смогла ее выдержать (специалисты говорят «проглотить»), не отключаясь и тем более не выходя из строя. Совет здесь один: при покупке обязательно интересуйтесь, какие стартовые перегрузки «по зубам» выбранному вами агрегату.
Кстати, с точки зрения пусковых токов один из самых «страшных» приборов — погружной насос, у которого в момент старта потребление может подскочить в 7-9 раз (ситуация 2). Это и понятно: в отличие, скажем, от дрели у помпы отсутствует холостой ход — ей сразу приходится начинать качать воду.
Сварочные аппараты. Вообще-то для их энергоснабжения рекомендуется использовать специальные генераторные установки. Дело в том, что работа сварочного аппарата с точки зрения мини-электростанции выглядит как банальное короткое замыкание…
Однако реалии жизни таковы, что большинству из нас не по карману два агрегата-генератора, приходится применять тот, что есть под рукой. В таком случае рекомендуется (по крайней мере) «варить» не напрямую, а через сварочный трансформатор.
