Частный сектор, а особенно загородные дома, нередко сталкиваются с отключениями электроэнергии. Даже когда электричество подается, напряжение в сети может не соответствовать нормативам из-за повышенной вечерней нагрузки. Поэтому большинство частных домовладельцев устанавливают автономное электроснабжение с помощью генераторов и мобильных электростанций.
Как определить, какой генератор лучше для дома, дачи или загородного коттеджа? Рассмотрим основные параметры работы, типы и функции современного генераторного оборудования с реальными примерами, получившими положительные оценки владельцев.
Шаг 1. Тип генератора
Производители выпускают четыре типа генераторов по виду топлива: бензиновые, дизельные, газовые и комбинированные модели. Нельзя однозначно сказать, какой из них лучше для дома. Проанализируем, чем они отличаются друг от друга.
Бензиновые электрогенераторы
Генераторы, работающие на бензине, отличаются невысокой ценой, относительно тихой работой и компактными размерами. Они просты в транспортировке, поэтому их можно подключать не только для электроснабжения домов на постоянной основе, но и просто вывозить на дачу в летний сезон. Среди недостатков — высокая стоимость бензина, расход которого достаточно высок.
Например, ручная модель синхронного типа Huter DY6500L, рассчитанная на бензин марки АИ-92, потребляет до 374 г на 1 кВт/ч. Топливный запас генератора — 22 литра, а максимальная мощность — до 5.5 кВт/ч. То есть, при максимальном потреблении полный бак обеспечивает около 11 часов непрерывной работы. В комплектацию также входят глушитель шума и вольтметр.
В бензиновой линейке также есть отдельная группа инверторных генераторов. Они хорошо подходят для питания высокочувствительной электронной техники. Их стоимость выше, чем у обычных моделей, но за счет экономичного расхода топлива она быстро окупается.
Пример такого генератора — малогабаритная модель PATRIOT 2000i, занявшая одно из первых мест в рейтинге отзывов. Это ручная электростанция, рассчитанная на 4 часа непрерывной работы.
Объем бака составляет 3.6 л при общем весе устройства 19 кг вместе с кожухом звукоизоляции. Ее максимальная мощность составляет 1.8 кВт/ч, а уровень шума всего 58 дБ. Одна розетка обеспечивает питание 220 В, а вторая — 12 В.
Дизельные электрогенераторы
Генераторы на дизельном топливе отличаются экономичным расходом солярки, надежной безотказной работой, а также возможностью длительной бесперебойной подачи энергии (в некоторых моделях).
Недостатками можно назвать высокую цену, повышенный в сравнении с бензиновыми моделями уровень шума, а также чувствительность к низким температурам. В морозы рекомендуется регулярно проверять топливный бак — при показаниях термометра от -5С и ниже происходит загустение топлива.
Один из лидеров рейтинга — мощная универсальная дизельная модель Hyundai DHY-6000 LE-3. Он оснащена 14-литровым баком для топлива, мощным двигателем на 10 лошадиных сил с рабочим ресурсом 1500 часов. Генерируемая мощность составляет 5-5.5 кВт/ч при силе тока 13.7 А. Это позволяет обеспечить питание розеток на 220 В, 380 В и 12 В. В дополнительное оснащение входят вольтметр, система защиты от перегрузки, счетчик моточасов, шумовая защита и колесная ось для перемещения прибора. Такой генератор рекомендуют выбирать для стационарного использования.
Газовые электрогенераторы
Генераторы на газовом топливе отличаются экономичностью, тихой работой и простотой в обслуживании. При всех плюсах, хорошим выбором такие модели станут только для газифицированных участках.
При отсутствии централизованного газопровода нужно организовывать подвоз топлива в баллонах.
Минусы газовых электростанций — высокая цена и необходимость вызова специалистов, чтобы подключить к газовой сети.
Типичный представитель категории — газовый генератор Russian Engineering Group GG7200-А, оснащенный тремя выходами: 2х220 В и 1х12 В. За счет двигателя объемом 420 см3 на выходе устройства обеспечивается устойчивая мощность 5.5-6 кВт/ч при силе тока 24.8 А. Среди преимуществ модели: полная комплектация измерителей (вольтметр, счетчик моточасов), встроенная защита от перегрузки, а также шумовая защита и колеса для перемещения устройства весом 91 кг.
Комбинированные электрогенераторы
Двухтопливные электростанции относятся к универсальным моделям, поставляющим бесперебойное электропитание в режимах подключения к газовой магистрали (баллону) или в автономном (на жидком топливе). При смене топлива подача электричества не прерывается. Различают газово-бензиновые и дизельно-газовые модификации. Диапазон цен двухтопливной категории ориентировочно тот же, что у газовых моделей.
Газово-бензиновый генератор российского производства ЗУБР ЗЭСГ-5500 оснащен двигателем на 389 см3, предназначенным для работы от двух видов топлива. Бензиновый бак рассчитан на 25 л АИ-92, которого хватает на 9 часов автономного электроснабжения (мощность 5-5.5 кВт/ч). Кроме двух выходов на 22 В модель имеет дополнительную розетку 12 В. Устройство отличается надежной защитой от сетевых перегрузок.
Шаг 2. Расчет мощности
Как указано в описаниях выше, генераторы различаются уровнем мощности. Модели на 1.5-2 кВт/ч скорее подойдут для использования на дачах.
Возможностей стандартных генераторов с выдачей 5-6 кВт/ч хватит для жилого дома со средним потреблением энергии.
В загородных коттеджах с электрическим отоплением, автономным водоснабжением и насосной канализацией нужна электростанция с мощностью от 10-12 кВт/ч и более.
Например, электростанция с бесщеточным генератором EUROPOWER EP25000TE с АВР, работающая на бензине. Ее электрический потенциал составляет 19.2-17.6 кВт/ч при силе тока до 31.8 А. Благодаря 32-литровому топливному баку генератор способен без остановок обеспечивать питание электроприборов до 4 часов 10 минут.
Как выбрать генератор для дома и рассчитать необходимую мощность?
Для расчета нужно сложить мощность всех потребителей электричества, предварительно умноженную на пусковой коэффициент. Мощность указывают в паспорте электроприбора или на его корпусе.
Пусковые коэффициенты
| Наименование электротехники | Коэффициент |
| Плазменная панель (телевизор) | 1 |
| Электроплита | 1 |
| Обычная лампа | 1 |
| Пылесос | 1.2 |
| Конвектор | 1.5 |
| Микроволновая печь | 2 |
| Электрочайник | 2 |
| Стационарный компьютер | 2 |
| Холодильник | 3.3 |
| Водонагреватель | 3.4 |
| Автоматическая стиральная машина | 3.5 |
| Кондиционер | 3.5 |
| Электрическая мясорубка (блендер) | 7 |
| Водяной (канализационный) насос | 7.1 |
Шаг 3. Однофазные или трехфазные
Какой генератор для дома лучше выбрать — однофазный или трехфазный? Если электрическая система дома рассчитана на стандартное питание от сети 220 В, то проще купить однофазную модель.
Один из таких представителей — бесщеточный генератор DDE GG3300, рассчитанный на 10-часовую непрерывную работу. Расход бензина за это время составляет 15 л. Дополнительно с двумя выходами по 220 В модель имеет низковольтный выход 12 В. Выходная мощность прибора 2.6-3 кВт/ч при силе тока 13 А. Пользователи отмечают его тихую работу (68 дБ) и износоустойчивость двигателя.
Если хозяева пользуются техникой, рассчитанной на питание 380 В, потребуется трехфазный источник.
Генератор Hitachi E50 (3P), оснащенный бензиновым двигателем Mitsubishi GM401P, обеспечивает электропитание от двух выходов на 220 В и одного на 380 В в течение 8 часов подряд. При расходе топлива (21 л) выходная мощность составляет 4.2-5 кВт/ч.
Шаг 4. Способ запуска
Запуск генератора может быть ручным, электрическим или автоматическим.
Ручной запуск. Такой вариант удобен при эпизодических включениях генератора. Для старта необходимо дернуть пусковой шнур, после чего двигатель заработает. Преимущество этой категории — доступная цена и простота.
Пример ручного старта — Denzel GT-950i, рассчитанный на 4.5 часа работы с выходной мощностью 0.7 кВт/ч. Вес модели — всего 9 кг, вместе с топливной емкостью 2.1 л.
Электрический запуск. Более удобные и дорогие модели, предназначенные для регулярного применения. Запуск выполняется нажатием кнопки. Многие модели дополнительно имеют ручной шнур на случай выхода электростартера из строя.
Образцом электрических моделей можно назвать Fubag BS 6600 DA ES — трехфазный генератор с мощностью 5.6-6 кВт/ч. Объема топливной емкости в 25 л хватает на 8 часов бесперебойной подачи электричества с силой тока 8.69 А.
Автоматический запуск. В местности с постоянными перебоями электропитания логичнее установить генератор с автозапуском. в случае обесточивания сети он включится самостоятельно.
Одна из автоматических моделей — SKAT УГБ-6000Е/ATS, который отличается экономичным расходом топлива (2.5 л в час), высокой мощностью (6-6.5 кВт/ч) и рассчитан на 10 часов безостановочной работы. Кроме автозапуска, производителем предусмотрены электрический и ручной старт.
Шаг 5. Тип охлаждения
Основная часть бытовых электрогенераторов оборудована воздушным охлаждением. Эти модели дешевле, воздушной системы достаточно для поддержания работоспособности станций малой и средней мощности.
Стационарные машины высокой мощности оснащаются водяными системами охлаждения, которые эффективнее, чем воздушные.
Водяной системой оборудована дизельная станция высокой мощности (62.4-66.4 кВт/ч) Generac PME80 в кожухе. Она рассчитана на поддержание электроснабжения автономного загородного хозяйства в течение почти 14 часов подряд без дозаправки.
Шаг 6. Функциональность
При покупке рекомендуется учесть некоторые дополнительные функции моделей:
- шумозащита — снижает громкость работы на 10%;
- величина емкости для топлива — от нее зависит время непрерывной работы генератора;
- вольтметр и счетчик — для контроля работы станции;
- защита от перегрузок.
- Правильно подобранный генератор станет надежной страховкой на случай внезапного отключения электричества.
- компании-производители
Будущее (или засекреченное настоящее) плазменных движков или как достичь 27 махов в атмосфере
«Говорят, что те, кто видел гиперзвуковой экраноплан, летящий в пузыре плазмы, из которого выехал танк, сфотался, а потом заехал обратно, никому про это уже ничего не расскажут.» 
Зимой я долго приставал к Зеленому Коту по поводу плазменных движков и их физических ограничений. И вот он опубликовал пост, а я вдогонку хочу немного разобраться со «лженаукой» и мифами, а также понять, есть ли в ближайшей перспективе заменитель химическим ракетным движкам для моего реактивного ранца.
Я не специалист в движках. Ну совсем ни разу не специалист, но разобраться хочу. Сделаю небольшой «вброс» с расчетом на то, что хабраинтеллект выведет на чистую воду плазму.
- Как звучит в атмосфере двигатель, скорость истечения «струи» которого выше четвертой космической?
- Возможно ли, что уже сейчас есть рабочие образцы плазменных движков на военной технике, которые могут обеспечит скорость полета 27 махов для объекта 100-1000 кг?
- Какие есть первоисточники с разным уровнем достоверности по этому вопросу?
Вот испытания немцев: Статья в Journal of Physics: Conference Series. Прототип, будучи масштабированным до размеров обычного авиационного двигателя, как утверждается, сможет развивать тягу от 50 до 150 килоньютонов в зависимости от подаваемого напряжения. Испытанный прототип представляет собой установку длиной 80 миллиметров и диаметром 14 миллиметров. Исследователи полагают, что в будущем такие магнитоплазмодинамические двигатели можно будет устанавливать на самолеты, причем силовые установки будут эффективно работать на всех этапах: от взлета до полета на высоте 50 тысяч метров. 
Принцип работы магнито-плазменного компрессора для аналога сопла Лаваля.
Тяга и импульс для различных типов батарей при различном давлении.
Общая схема
Тестовый образец
Струя/факел плазмы при различном вольтаже.
Плазма в различных фильтрах.
Распределение магнитного поля.
Эрозия после 1000 запусков.
Источники
Когда станут реальностью плазменные генераторы электричества? » Электрика в квартире и доме своими руками
О перспективности МГД генераторов слышал почти каждый, кто интересовался энергетикой. А вот то, что эти генераторы находятся в статусе перспективных уже более 50 лет, известно немногим. О проблемах, связанных с плазменными МГД генераторами, рассказывается в статье.
История с плазменными, или магнитогидродинамическими (МГД) генераторами удивительно похожа на ситуацию с термоядерным синтезом. Кажется, что нужно сделать только одни шаг или приложить небольшое усилие, и прямое преобразование тепла в электрическую энергию станет привычной реальностью. Но очередная проблема отодвигает эту реальность на неопределенное время.
Прежде всего, о терминологии. Плазменные генераторы являются одной из разновидностей МГД генераторов. А те, в свою очередь, получили свое название по эффекту появления электрического тока при движении электропроводящих жидкостей (электролитов) в магнитном поле. Эти явления описываются и изучаются в одном из разделов физики — магнитогидродинамике. Отсюда и получили свое название генераторы.
Исторически первые эксперименты по созданию генераторов проводились с электролитами. Но результаты показали, что разогнать потоки электролитов до сверхзвуковых скоростей очень трудно, а без этого КПД (коэффициент полезного действия) генераторов чрезвычайно низок.
Дальнейшие исследования проводились с высокоскоростными ионизированными потоками газа, или плазмой. Поэтому сегодня, говоря о перспективах использования МГД генераторов, нужно иметь в виду, что речь идет исключительно о плазменной их разновидности.
Физически эффект появления разности потенциалов и электрического тока при движении зарядов в магнитном поле аналогичен эффекту Холла.
Те, кто работал с датчиками Холла, знают, что при прохождении тока через полупроводник, помещенный в магнитное поле, на обкладках кристалла, перпендикулярных линиям магнитного поля, появляется разность потенциалов. Только в МГД генераторах вместо тока пропускают проводящее рабочее тело.
Мощность МГД генераторов напрямую зависит от проводимости проходящего через его канал вещества, квадрата его скорости и квадрата напряженности магнитного поля. Из этих соотношений понятно, что чем больше проводимость, температура и напряженность поля, тем выше отбираемая мощность.
Все теоретические исследования по практическому преобразованию тепла в электричество были выполнены еще в 50-х годах минувшего столетия.
А спустя десятилетие появились опытно-промышленные установки «Марк-V» в США мощностью 32 МВт и «У-25» в СССР мощностью 25 МВт.
С тех пор ведется отработка различных конструкций и эффективных режимов работы генераторов, испытания разнообразных типов рабочих тел и конструкционных материалов. Но до широкого промышленного использования плазменные генераторы так и не дошли.
Что мы имеем на сегодняшний день? С одной стороны, уже работает комбинированный энергоблок с МГД генератором мощностью 300 МВт на Рязанской ГРЭС. КПД собственно генератора превышает 45%, тогда как КПД обычных тепловых станций редко достигает 35%. В генераторе используется плазма с температурой 2800 градусов, полученная при сгорании природного газа, и мощный сверхпроводящий магнит.
Казалось бы, плазменная энергетика стала реальностью. Но подобные МГД генераторы в мире можно сосчитать на пальцах, и созданы они еще во второй половине прошлого века.
Первая причина очевидна: для работы генераторов требуются жаропрочные конструкционные материалы. Часть материалов разработано в рамках выполнения программ по термоядерному синтезу. Другие используются в ракетостроении и засекречены. В любом случае, эти материалы чрезвычайно дорогие.
Другая причина заключается в особенностях работы МГД генераторов: они производят исключительно постоянный ток. Поэтому требуются мощные и экономичные инверторы. Даже сегодня, несмотря на достижения полупроводниковой техники, подобная задача до конца не решена. А без этого передать огромные мощности потребителям невозможно.
Не решена полностью и задача создания сверхсильных магнитных полей. Даже применение сверхпроводящих магнитов не решает проблему. Все известные сверхпроводящие материалы имеют критическую величину напряженности магнитного поля, выше которой сверхпроводимость просто исчезает.
Можно только гадать, что может произойти при внезапном переходе в нормальное состояние проводников, в которых плотность тока превышает 1000 А/мм2. Взрыв обмоток в непосредственной близости с плазмой, разогретой почти до 3000 градусов не вызовет глобальной катастрофы, но дорогостоящий МГД генератор выведет из строя наверняка.
Остаются проблемы разогрева плазмы до более высоких температур: при 2500 градусах и добавках щелочных металлов (калия) проводимость плазмы, тем не менее, остается очень низкой, несоизмеримой с проводимостью меди. Но повышение температуры потребует опять новых жаропрочных материалов. Круг замыкается.
Поэтому все созданные на сегодня энергоблоки с МГД генераторами демонстрируют скорее уровень достигнутых технологий, чем экономическую целесообразность.
Престиж страны — это важный фактор, но строить в массовом порядке дорогие и капризные МГД генераторы сегодня очень накладно. Поэтому даже самые мощные МГД генераторы остаются в статусе опытно-промышленных установок.
На них инженера и ученые отрабатывают будущие конструкции, испытывают новые материалы.
Когда закончится эта работа, сказать трудно. Изобилие различных конструкций МГД генераторов говорит о том, что до оптимального решения еще далеко. А информация о том, что идеальным рабочим телом для МГД генераторов является плазма термоядерного синтеза, отодвигает широкое применение их до середины нашего века.
|
Магнитогидродинамический генератор
| В этой статье не хватает ссылок на источники информации.Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.Эта отметка установлена 29 июня 2016 года. |
| Содержимое этой статьи или раздела нуждается в чистке.Текст содержит много маловажных, неэнциклопедичных или устаревших подробностей. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей. |
МГД-генератор Фарадея с линейным соплом и сегментированными электродами:entry — входное отверстие для подвода рабочего тела (ионизированного газа);acceleration nozzle — сопло для увеличения скорости рабочего тела;solenoids — соленоиды для создания магнитного поля;segmented electrodes — электроды, разделённые на сегменты для уменьшения эффекта Холла;output — выходное отверстие для вывода рабочего тела;красная линия — направление движения положительно заряженных частиц;синяя линия — направление движения отрицательно заряженных частиц;B — магнитная индукция;I — электрический ток;v — скорость рабочего тела
Магнитогидродинамический генератор, МГД-генератор — энергетическая установка, в которой энергия рабочего тела (жидкой или газообразной электропроводящей среды), движущегося в магнитном поле, преобразуется непосредственно в электрическую энергию.
Происхождение названия
В МГД-генераторе происходит прямое преобразование механической энергии движущейся среды в электрическую энергию. Движение таких сред описывается магнитной гидродинамикой (МГД), что и дало наименование устройству.
Принцип действия
Принцип работы МГД-генератора, как и обычного машинного генератора, основан на явлении электромагнитной индукции, то есть — на возникновении тока в проводнике, пересекающем силовые линии магнитного поля. В отличие от машинных генераторов проводником в МГД-генераторе является само рабочее тело.
Рабочее тело движется поперёк магнитного поля, и под действием магнитного поля возникают противоположно направленные потоки носителей зарядов противоположных знаков.
На заряженную частицу действует сила Лоренца.
Разделение положительно (q>0) и отрицательно (q
Плазменные генераторы: сколько еще ждать нового источника энергии?
О перспективах использования магнитогиродинамических генераторов электроэнергии наверняка слышал каждый, кто хоть немного в курсе происходящего в современной энергетике.
Но далеко не всем известно, что в статусе многообещающей разработки МГД пребывают уже ни много ни мало полвека.
О проблемах, возникающих на пути внедрения в жизнь этой технологии будущего, пойдет речь в данной публикации.
МГД-генераторы: как все начиналось
История МГД удивительно напоминает историю другого знаменитого изобретения – теплового ядерного синтеза. Казалось бы, вот еще один последний шаг, незначительное усилие – и преобразование энергии тепла в электроток станет повседневной обыденностью. И вдруг очередная проблема уже в который раз откладывает ее на более поздний срок.
МГД, одной из видов которых и являются плазменные генераторы (ПГ), были названы так в связи с открытием способности к генерации электротока при передвижении токопроводящих жидкостей (электролитов) внутри магнитного поля. Описанию и изучению этих явлений посвящен целый раздел физики — магнитная гидродинамика. Вот отсюда и пошло название этого вида генераторов.
Первые исследования по созданию плазменных источников электроэнергии осуществлялись с электропроводящими жидкостями. Но очень скоро выяснилось, что разогнать потоки жидкости до необходимых сверхскоростей чрезвычайно сложно, а без этого КПД электростанций остается недопустимо низким.
Именно поэтому исследователи переключились на эксперименты с плазмой – ионными потоками газа высокой скорости. С того времени за перспективными МГД-генераторами прочно закрепилось название плазменные, поскольку все последующие опыты проводились только с этим источником энергии.
Эффект разницы потенциалов и электротока во время движения зарядов внутри магнитного поля схож с эффектом Холла.
Все, кому приходилось иметь дело с датчиками Hall, знают: электроток, проходя через находящийся в магнитном поле проводник, провоцирует появление на поверхности кристалла разности потенциалов.
Только в магнитогидродинамических установках вместо электротока пропускается проводящее тепло.Чем выше т-ра, проводимость и напряжение поля, тем больше мощности забирается.
Опыты по преобразованию тепла в электроток активно проводились в 50 гг. прошлого века. А уже в 60-е гг.
практически одновременно появились созданные образцы «Mark-V» (Соединенные Штаты) и «У-25» (Советский Союз).
С того времени не прекращается работа над способами работы ПГ, их конструкцией; проводятся испытания материалов и видов рабочих тел. Но на стадию промышленного производства это изобретение так и не вышло.
А что же сегодня?
На ГРЭС в г. Рязани функционирует комбинированный блок с МГД-генератором в 300 мВт, КПД которого превышает 45%, в то время как КПД теплостанций очень редко достигает даже 35%. В установке используется раскаленная до 2800 гр. плазма, полученная в процессе сгорания газа, и высокомощный проводящий магнит.
Получается, что энергетика, основанная на нагревании плазмы, это уже реальность? Но не все так просто. Подобных опытных образцов в мире насчитывается всего несколько штук, и всем им больше 50 лет.
Причин тому несколько. Во-первых, для эффективной работы МГД-генераторов необходимы конструкционные материалы с высочайшей степенью жаропрочности, подобные тем, что были разработаны в ходе реализации программ ядерного синтеза.
Аналоги таких материалов и сейчас используются в космической отрасли, но остаются засекреченными.
Как бы там ни было, это весьма дорогостоящие материалы, способные свести на нет экономический эффект от промышленного применения плазменных генераторов.
Во-вторых, МГД-генераторы могут производить только постоянный ток, поэтому для них нужны экономичные и мощные инвенторы. Несмотря на то, что полупроводниковые технологии развиваются в последние десятилетия бурными темпами, решить эту задачу на сегодня не представляется возможным.
Нерешенной остается и проблема создания суперсильных магнитных полей. Все известные науке проводящие материалы ограничены критическим показателем напряженности МП, выше которого проводимость попросту исчезает.
Мы можем лишь догадываться, что случится при переходе в другое состояние проводников с плотностью тока больше тысячи А/м2. Конечно, взрыв поблизости от раскаленной плазмы не станет мировой катастрофой, но вот дорогостоящее оборудование точно выведет из строя.
Проблема необходимых показателей разогрева плазмы между тем тоже остается на повестке дня. Даже при температуре в 2500°С проводимость плазмы является несоразмерно низкой в сравнении с аналогичным показателем меди. Дальнейшее повышение температуры плазмы потребует новых, еще более жаростойких материалов. Круг проблем замыкается.
Таким образом, все действующие сегодня энергоблоки с ПГ показывают скорее уровень достижений инновационных технологий, нежели какую-либо целесообразность.
И хотя престиж державы – весьма важный фактор, запускать в массовое производство столь дорогостоящие МГД невыгодно. По этой причине даже сверхмощные магнитногидродинамические генераторы многие десятилетия остаются в ранге опытных образцов.
Ученые – физики и инженеры проводят на них испытания новых материалов, отрабатывают экспериментальные конструкционные решения.
Сложно сказать, сколько потребуется времени для завершения этой работы.
Количество конструктивных решений МГД-установок с каждым годом увеличивается, что является явным свидетельством тому, что до единственно верного решения еще очень далеко.
А данные о том, что лучшим рабочим телом для ПГ является плазма ядерного синтеза, отдаляет дату их массового использования как минимум до середины текущего столетия.