Газовые генераторы становятся все популярнее. Во многом их широкое распространение связано с экономичностью: газ заметно дешевле бензина и дизеля, а также имеет возможность запуска при минусовой температуре. Поэтому такие установки все чаще используют не только на производстве и сельскохозяйственных предприятиях, но и в быту. В этой статье мы разберем, как работают генераторы на природном газе.

Принцип работы газового электрогенератора в целом такой же, как у бензиновых и дизельных моделей. В рабочей камере сгорает топливо — газ, — за счет чего выделяется энергия, которая приводит в движение поршень, коленчатый вал и сам генератор. Один из самых популярных вариантов такого оборудования — газовый генератор с автозапуском. Он оснащен блоком АВР, который без участия пользователя запускает электростанцию при исчезновении питания в центральной сети.

Важно отметить, что при сгорании газа выделяется не меньше энергии, чем у бензиновых и дизельных генераторов той же мощности. Поэтому компактные генераторные установки, работающие на природном газе, все чаще выбирают вместо более мощных и громоздких дизельных станций.

Станции этого типа собираются из нескольких узлов, и у каждого своя задача:

• генерировать, смешивать или подавать газ (нужный набор таких узлов и их число зависят от устройства конкретной станции и от того, как она работает);
• сжигать газ (это происходит в двигателе внутреннего сгорания, то есть в ДВС);
• получать от ДВС вращающее усилие (этот узел называют генераторным);
• следить за работой остальных частей оборудования, а также за их режимами и параметрами (за это отвечает контроллер);
• выполнять опорную функцию для агрегата и защищать его от механических повреждений, которые могут навредить генератору (это задача корпусов и рам).

Проще всего объяснять принцип работы газгена по иллюстрациям. Возьмем модель, в которой газообразное топливо подается в ДВС из баллона. По пути газ проходит через редуктор и шланг, который закреплен хомутами. Когда топливо воспламеняется внутри двигателя, возникает вращающий момент. Вал передает его на электрогенератор. После этого генератор начинает вырабатывать напряжение для потребителей, как трехфазное, так и однофазное.

Как и другие электростанции, газовые применяют:

• в качестве основного источника энергоснабжения;
• как резервный источник питания.

Один из ключевых плюсов таких станций — их универсальность. Их можно подключить к центральной газовой магистрали. Правда, на это потребуется время: нужно собрать нужные документы и согласовать проект подключения. Зато в итоге вы получите автономный источник энергии, который не придется постоянно заправлять топливом. Если такого подключения нет, можно использовать газгольдер или баллоны со сжиженным газом. Требования к их хранению обычно мягче, чем, например, к хранению дизельного топлива. Самое главное здесь — строго соблюдать технику безопасности, ведь газ относится к взрывоопасным веществам.

Основной режим работы генераторной установки рассчитан на постоянное электроснабжение объектов, имеющих подключение к природному газу. Такие станции собирают на двигателях с жидкостным охлаждением, которые держат частоту вращения коленвала не ниже 1500 об/мин; рабочая нагрузка обычно составляет 75–80% от максимально допустимой. Часто ставят систему подкачки масла, чтобы увеличить межсервисный интервал и реже проводить техобслуживание.

Резервный режим особенно востребован в коттеджном и дачном проживании — он поддерживает основные функции дома при авариях на подстанциях или перебоях в линиях из-за перегрузок и непогоды. Резервный генератор запускается только при отключении основной сети и готов сразу принять максимально допустимую нагрузку; частота вращения коленвала обычно выбирается 3000 об/мин, что помогает снизить износ при частых изменениях нагрузки. Охлаждение может быть жидкостным или воздушным; чаще предпочитают воздушное — оно экономичнее, поскольку отсутствуют дополнительные контуры, требующие обслуживания, и простая течь не приведёт к остановке ГУ и обесточиванию здания.

В отличие от расчета тепловой энергии, где обычно ориентируются на площадь здания в квадратных метрах, расчет электрической мощности зависит только от того, какие потребители будут использоваться. Эти параметры можно посмотреть в паспорте конкретного устройства или в таблице с наиболее распространенными бытовыми приборами. При этом важно учитывать, что суммарная максимальная нагрузка не должна превышать рекомендуемую производителем номинальную мощность газового электрогенератора в киловаттах. Также нужно помнить, что помимо активной нагрузки, к которой относятся нагревательные приборы, электрочайники, лампы накаливания и электротэны, есть и реактивная нагрузка — это электроинструменты, кондиционеры, насосы, компрессоры в холодильниках. Чтобы привести ее к общей единице измерения в кВт, для этой группы применяют повышающий коэффициент с учетом cos φ не менее 0,8.

* Примечание: скважинные насосы GRUNDFOS оснащены контроллером плавного пуска. Помимо этого, электроника обеспечивает работу насоса при отклонениях входного напряжения от 150 В до 315 В. Более подробно ознакомиться с характеристиками скважинных насосов серии SQ, SQ-N и SQE можно в паспорте изделия.

Часто встает вопрос: брать однофазный или трёхфазный генератор? Ведь в дом заведены три фазы и нагрузка, по идее, равномерно распределена по ним в соответствии с выделенной мощностью. Кажется логичным взять газогенератор на 380 В, но это может оказаться ошибкой, если в доме большинство приборов рассчитаны на 220 В.

Первый минус — если у вас трёхфазный генератор на 6 кВт, это 6 кВт суммарно, то есть по сути по ≈2 кВт на каждую фазу, а не 6 кВт на каждую линию отдельно. Второй минус — перекос фаз не должен превышать ~30%. Что это значит на практике? Например, на одной фазе работает телевизор 300 Вт, на другой включили чайник 2,5 кВт — при таких неравномерных нагрузках возможны скачки между фазами, которые приведут к выходу из строя бытовой техники и даже повредят сам генератор, особенно если такие перекосы повторяются постоянно.

Чаще всего на объектах с 380 В рекомендуют другой вариант: ставят однофазный генератор и 3-фазный блок АВР. Тогда на каждой «фазе‑линии» вы получаете полные 6 кВт (мощности по фазам при этом не суммируются), и проблема перекосов фаз отпадает.

Подключение генератора к магистральному природному газу — самый выгодный и технически оправданный вариант: топливо доступно круглосуточно, поэтому при длительных отключениях можно не переживать о заправках ночью или в метель, отправляясь на АЗС в мороз.

Если остановиться на газгольдере, заправленном сжиженным газом, то эксплуатация выйдет заметно дороже в расчёте на 1 кВт, чем при магистральном газе. Зато объём ёмкости, особенно подземной, позволит дольше переждать масштабные аварии в областной сети.

Питание от баллонного газа вызывает ряд неудобств. Помимо более высокой цены на АЗС, это технически менее удобно: 50-литровый баллон вмещает всего 38–42 л сжиженного пропана, поэтому придётся ездить заправляться чаще. Для генераторов свыше 6 кВт приходится объединять несколько баллонов через «гребёнку», чтобы обеспечить подачу при пиковых нагрузках, а зимой такую конструкцию нужно укрывать термоодеялом, поддерживающим положительную температуру, при которой жидкий пропан активно испаряется.

По скорости ввода в эксплуатацию самые дешёвые и быстрые решения — баллонные сборки. Установка газгольдера требует серьёзных вложений и участия тяжёлой техники для подземной установки ёмкости и организации перекачки с заправщиков. Провести магистральный газ — тоже дорого и требует времени из‑за прокладки коммуникаций и оформления разрешений.

Агрегат может сильно нагреваться из-за того, что внутри него постоянно сгорает газ. Длительное воздействие очень высоких температур вредно для элементов конструкции, поэтому их нужно охлаждать. Газовые генераторы охлаждают либо антифризом, либо воздухом.

Охлаждение антифризом еще называют жидкостным. Антифриз отводит лишнее тепло от агрегата, сам при этом нагревается, проходит через радиатор и охлаждается.

Пуск у генератора бывает автоматическим или ручным. Автоматический вариант отлично подходит для объектов, которые подключены к внешней электросети. Если по какой-то чрезвычайной причине подача энергии из сети прекратится, генератор запустится сам, без участия человека. Модели с ручным стартом чаще выбирают те, кому газген нужен лишь изредка и без строгого графика — например, дачники, приезжающие за город только на выходные.

Для контроля напряжения, которое получает потребитель, на газгене используют узел AVR (автоматический регулятор напряжения). Он сглаживает перепады, чтобы параметры вырабатываемой энергии оставались в нужных пределах. В итоге электроснабжение получается ровным и надежным, а владелец агрегата почти не замечает разницы по сравнению с подключением к внешней сети.

Генераторы в шумозащитном кожухе можно устанавливать на улице без дополнительной защиты от внешней среды: достаточно подготовить ровное основание, подвести топливную газовую магистраль и подключить к клеммной колодке силовые электрические и слаботочные управляющие линии. Некоторые производители также разрешают ставить портативные газогенераторы в кожухе на ровную отмостку рядом с домом, выдерживая расстояние 50 см от наружной стены.

Для размещения ГУ в отдельно стоящем помещении или контейнере типа «Север» производители обычно предлагают рамное исполнение, которое отличается заметным уровнем шума. Такое место установки требует предварительной подготовки: нужно организовать отвод выхлопных газов, чтобы исключить риск отравления людей, а также проложить короба принудительной вентиляции для охлаждения электростанции. Нередко встречаются и проекты размещения резервных установок в цокольных этажах коттеджей, но на практике они нередко создают ощутимый дискомфорт жильцам из-за шума и вибрации, особенно в ночное время.

У маломощных моделей до 6 кВт с одноцилиндровыми ДВС интервал замены масла обычно не превышает 100 моточасов. Двигатели на двух и более цилиндрах от 8 кВт спокойно выдерживают длительные переменные нагрузки без вреда для ресурса генераторной установки: у них замена масла требуется каждые 100–200 моточасов, а это — почти 8 дней непрерывной работы, чего обычно хватает, чтобы переждать временные перебои с электричеством.

Подробнее о составе основных узлов и порядке проведения ТО, а также чтобы оставить заявку на сервис, переходите в раздел «Техническое обслуживание».

Чтобы подключить газовую мини-электростанцию к магистральному газу, нужно либо внести изменения в действующий газовый проект, либо разработать новый и согласовать его в местном областном газовом хозяйстве.

Вот шесть вопросов, которые помогут подобрать газогенератор, максимально подходящий именно для ваших задач:

1. Какая мощность нужна вашей сети?
2. Должны ли работать трехфазные потребители при их наличии от газового генератора? Если да, то выбираем генератор на три фазы. Если нет - то на одну.
3. Будет ли электроэнергия от генератора основным источником питания или резервным?
4. От какого газа будет работать генератор? От природного или сжиженного?
5. Где вы собираетесь установить генератор?
6. Какие предельные размеры газгена допустимы с учетом места его размещения?