Выбираем лучший газовый генератор: рейтинг топ 7, виды, плюсы и минусы, отзывы, цены
Содержание:
Принцип работы и устройство
Электрический газовый генератор представляет собой агрегат, состоящий из двигателя внутреннего сгорания, использующего газ как топливо, и собственно генератора, находящегося с ним на одном валу. Генератор является электрической машиной, состоящей из вращающегося ротора и неподвижного статора. Вращаемый двигателем ротор создает напряжение на выводах обмотки статора, которое и потребляется нагрузкой.
В электрогенерирующих агрегатах могут применяться два вида генераторов:
- Синхронные;
- Асинхронные.
Синхронный генератор оснащен обмоткой возбуждения, расположенной на роторе и питающейся постоянным током через щеточный механизм. Магнитное поле ротора, создаваемое током возбуждения, индуцирует вращающееся магнитное поле в обмотках статора, причем, вращение этих полей происходит синхронно. Частота генерируемого напряжения определяется угловой скоростью вращения ротора, поэтому последняя должна быть постоянной, что достигается системой регулирования оборотов приводного двигателя внутреннего сгорания.
К недостаткам генераторов этого типа следует отнести достаточно сложную конструкцию, обусловленную наличием системы питания обмотки возбуждения и щеточного механизма, являющегося довольно частой причиной отказов.
Отдельный класс устройств образуют газовые генераторы на природном газе, содержащие инверторные преобразователи. В таких конструкциях используются асинхронные генераторы, имеющие многополюсное исполнение, вырабатывающие напряжение высокой частоты, которое после выпрямления поступает на вход инвертора. Инвертор преобразует постоянное напряжение, обеспечивая строго синусоидальную форму и стабилизированный уровень выходного сигнала.
Газогенераторы инверторного типа несут в себе преимущества синхронных и асинхронных генераторов: простоту конструкции электрической машины, не содержащей щеточный механизм, а также возможность гибко реагировать на изменение нагрузки, стабилизируя напряжение. Кроме этого, качество синусоиды выходного напряжения, задаваемое микропроцессорным блоком, выше, чем в чисто электромашинных системах.
Коэффициент гармонических искажений, являющийся одним из показателей качества электрической энергии, у генераторов инверторного типа, значительно ниже предельной величины, допускаемой действующими сетевыми правилами.
Возможно, вам будет интересно:
Виды
Существует несколько типов и разновидностей газовых генераторов:
По типу используемого топлива:
- На сжиженном газе, в баллонах (пропан-бутан) – самый недорогой вариант генераторов, поскольку возможно использование только одного вида газа, сжиженного.
- На сжиженном газе, в баллонах (пропан-бутан) и природном (магистральном) газе – самая распространенный и удобный вариант, так как всегда можно выбрать, какой газ использовать. Такой вариант представлен наиболее широким ассортиментов моделей генераторов, так как пользуется наибольшим спросом.
- На сжиженном газе, в баллонах (пропан-бутан) и бензине – битопливные модели, предоставляющие возможность использовать газ (также только 1 вид, сжиженный), либо бензин.
По типу охлаждения:
- Воздушные – наиболее экономичный вариант по стоимости, но ограниченный по времени безостановочной работы.
- Жидкостные – как правило, неограниченные по времени безостановочной работы, ограничением может быть необходимость проведения технического обслуживания (ТО) по прошествии определенного времени работы, а также замена и добавление необходимого топлива.
По типу использования:
- Обычные отдельные модели, самый недорогой и распространенный вариант
- Когенерационные установки – для одновременной выработки электрической и тепловой энергии для жилых, производственных и коммерческих объектов.
- Синхронизированные установки – комплект из нескольких газовых генераторов, для возможности выбора их одновременной работы, или использования частично.
По типу применения и защиты:
- Открытые – применяются в случае хранения и использования в помещениях открытого или полуоткрытого типов, более экономичный вариант по стоимости.
- Закрытые (в кожухе, контейнере и т.п.) – используются при необходимости установки на открытой местности, в этом случае присутствует защита от осадков, холода, сильного ветра, мороза и метели. Кроме того, такие варианты обладают меньшей шумностью при работе.
Термоэлектрогенераторы
Электростанции с генераторами, построенными по принципу Пельтье – достаточно интересный вариант.
Физик Пельтье обнаружил эффект, который сводится к тому, что при пропускании электроэнергии через проводники, состоящие из двух разнородных материалов, на одном из контактов происходит поглощение тепла, а на втором – выделение.
Ветряные электростанции – бесплатное электричество у вас дома
Причем эффект этот обратный – если с одной стороны проводник разогревать, а со второй – охлаждать, то в нем будет образовываться электроэнергия.
Именно обратный эффект используется в электростанциях на дровах. При сгорании они разогревают одну половину пластины (она и является термоэлектрогенератором), состоящую их кубиков, сделанных из разных металлов, а вторая же ее часть – охлаждается (для чего используются теплообменники), в результате чего на выводах пластины появляется электроэнергия.
Но есть у такого генератора несколько нюансов. Один из них – параметры выделяемой энергии напрямую зависят от разницы температуры на концах пластины, поэтому для их выравнивания и стабилизации необходимо использование регулятора напряжения.
Второй нюанс заключается в том, что выделяемая энергия – лишь побочный эффект, большая часть энергии при сгорании дров просто преобразуется в тепло. Из-за этого КПД такого типа станции не очень высокая.
К достоинствам электростанций с термоэлектрогенераторами относятся:
- Длительный срок службы (нет подвижных частей);
- Одновременно вырабатывается не только энергия, но и тепло, которое можно использоваться для обогрева или приготовления пищи;
- Бесшумность работы.
Электростанции на дровах, использующие принцип Пельтье, — достаточно распространенный вариант, и выпускаются как портативные устройства, которые способны лишь выделить электроэнергии для зарядки маломощных потребителей (телефона, фонаря), так и промышленные, способные запитать мощные агрегаты.
Обзор производителей котлов с генератором
Рассмотрим на конкретных примерах системы бытовых котлов, существующих на сегодняшний день, в которых принцип использования выхлопных газов (продуктов горения) для производства электроэнергии был успешно реализован. Южнокорейская фирма NAVIEN успешно реализовала вышеуказанную технологию в котле марки HYBRIGEN SE.
В котле используется двигатель Стирлинга, который согласно паспортным данным вырабатывает в процессе работы электроэнергию мощностью 1000W (или 1кВт) и напряжением 12В. Разработчики утверждают, что вырабатываемую электроэнергию можно использовать для питания бытовых приборов.
Такой мощности должно хватить для питания бытового холодильника (порядка 0,1кВт), персонального компьютера (около 0,4кВт), жидкокристаллического телевизора (около 0,2кВт) и до 12 светодиодных лампочек мощностью по 25Вт каждая.
Котел серии hybrigen se компании navien со встроенным генератором и двигателем системы Стирлинга. При работе котла помимо основных функций вырабатывается электроэнергия порядка 1000Вт мощности
Из европейских производителей разработками в данном направлении занимается компания Viessmann. Viessmann обладает возможностью представить на выбор потребителя две модели котлов серии Vitotwin 300W и Vitotwin 350F.
Модель Vitotwin 300W была первой разработкой в указанном направлении. Она отличается достаточно компактным исполнением и внешне очень схожа с обычным настенным газовым котлом. Правда именно при эксплуатации первой модели были определены «слабые» места в работе двигателя системы Стирлинга.
Самой большой проблемой оказался отвод тепла, основа работы устройства – нагрев и охлаждение. Т.е. разработчики столкнулись с той же проблемой, с которой столкнулся Стирлинг в сороковых годах прошлого века – эффективное охлаждение, которого можно достигнуть только при значительных размерах охладителя.
Именно поэтому появилась модель котла Vitotwin 350F, которая включала в себя уже не только газовый котел с генератором электричества, но и встроенный бойлер на 175л.
Накопительная емкость для горячей воды выполняется в напольном варианте по причине большого веса как самого оборудования, так и подготавливаемой для санитарных целей жидкости
В этом случае достаточно эффективно был решен вопрос с проблемой охлаждения поршня установки Стирлинга за счет воды в бойлере. Однако решение привело к тому, что габаритные размеры и вес установки увеличились. Такая система уже не может крепиться на стену как обычный газовый котел и может быть только напольной.
Котлы компании Viessmann предусматривают возможность подпитки систем работы котла от внешнего источника, т.е. от сетей центрального электроснабжения. Компания Viessmann позиционировала оборудование как устройство, обеспечивающее собственные нужды (работу агрегатов котла) без возможности отбора избытка электроэнергии для бытового потребления.
Система Vitоtwin F350 – котел с бойлером нагрева воды объемом 175л. Система позволяет обогревать помещение, обеспечивает горячей водой и вырабатывает электрическую энергию
Для того чтобы можно было сравнить эффективность применения генераторов, встраиваемых в систему отопления. Стоит рассмотреть котел, который разработан компаниями «ТЕРМОФОР» (республика Беларусь) и компанией «Криотерм» (Россия, г. Санкт-Петербург).
Рассмотреть их стоит не потому, что они смогут каким-то образом конкурировать с вышеприведенными системами, а для сравнения принципов работы и эффективности получения электрической энергии. Эти котлы в качестве топлива используют только дрова, прессованные опилки или брикеты на основе древесины, поэтому их нельзя поставить в один ряд с моделями фирм NAVIEN и Viessmann.
Котел, названный «Отопительная печь «Индигирка», ориентирован на длительное отопление дровами и т.п., но снабжен двумя термическими генераторами электричества типа ТЭГ 30-12. Расположены они на боковой стенке агрегата. Мощности генераторов малы, т.е. в общей сложности они в состоянии генерировать лишь 50-60Вт напряжением 12В.
Принципиальное устройство печи “Индигирка” позволяет не только обогревать помещение, но и готовить еду на конфорке. Дополнение системы – два теплогенератора на 12В мощностью 50-60Вт.
В данном котле нашел применение метод Зебека, основанный на формировании ЭДС в замкнутой электрической цепи. Она состоит из двух разнородных видов материала и поддерживает точки контакта при различных температурах. Т.е. разработчики тоже используют выделяемое котлом тепло для выработки электрической энергии.
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 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 |
«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 |
«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 |
«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 |
«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 |
Преимущества и недостатки газгена
Газогенераторы можно использовать в схеме автономной газификации дома
Одним из преимуществ газогенераторной установки являются широкие возможности использования горючего газа:
- для приготовления пищи;
- для отопления дома;
- в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания.
В первом случае трубы от газового генератора подводят к кухонной плите. Во втором – полученный газ сжигается в пиролизном котле и используется для отопления жилых домов, теплиц, а также производственных помещений, цехов и предприятий. Двигатели внутреннего сгорания, работающие на газе, служат приводом электрогенераторов, насосных станций и даже автомобилей.
Помимо этого, выделяются и другие положительные моменты:
- Некоторые модели газогенераторов на дровах автономны. Их можно установить там, где невозможно провести электричество или где затруднен подвоз газа в баллонах.
- По сравнению с твердотопливным котлом, КПД которого составляет около 60%, газогенераторный котел работает с КПД 80–95%.
- В обычном котле дрова сгорают за 3–5 часов. В газогенераторе одна закладка прогорает примерно за 8–12 часов, причём скорость горения зависит от вида топлива и устройства котла. Если котел с верхним горением, дрова горят до 25 часов, а уголь 5–8 дней.
- Древесное топливо сгорает полностью, поэтому не приходится часто чистить газоход и зольник.
- Мощность газогенератора регулируется от 30 до 100%.
- Газогенератор практически не выбрасывает в атмосферу вредных веществ.
- Установки экономичны по сравнению с обычными газовыми или жидкотопливными котлами.
- Некоторые газогенераторы справляются с неполностью высушенной древесиной и даже свежесрубленной.
- Необязательно рубить поленья, в газген можно заложить дрова длиной до 1 метра.
- В газогенератор на опилках и дровах можно загружать полимерные материалы: резину, полиэтилен, пластмассу.
- Газогенератор более безопасен, если сравнивать с твердотопливным котлом.
Газогенератор по стоимости превышает цену твердотопливного котла
Недостатки:
- Газовый генератор стоит примерно в 2 раза дороже обычного твердотопливного котла.
- Не все модели могут работать без электричества, в некоторых устройствах используется вентилятор для нагнетания воздуха, требующий подключения к электросети.
- Следствием использования на неполной мощности является нестабильное горение, которое приводит к образованию дегтя.
- Низкая температура обратки отопления (ниже 60°С) становится причиной образования конденсата.
- Некоторые модели работают только на хорошо просушенной древесине.
Как сделать своими руками?
Теперь попытаемся разобраться, как сделать такой газогенератор на дровах собственноручно. Сначала рассмотрим, что нам понадобится, после чего попробуем разобраться в процессе изготовления данного устройства.
Подготовка
Итак, для создания газогенератора самому потребуется приготовить:
- использованный баллон из-под газа;
- бочка, из которой будет сделан корпус газогенератора;
- сварочный аппарат;
- несколько шурупов;
- клапаны и фильтры для газоочистки, что можно приобрести в специализированных магазинах.
Кроме того, потребуется подготовить чертежи модели, которая заинтересовала. Их использованием не стоит пренебрегать, ведь они позволяют максимально точно подогнать все необходимые компоненты друг другу и уберегут от каких-либо ошибок и необязательных промахов. Поэтому лучше иметь их под рукой и перед непосредственным началом работ внимательно с ними ознакомиться.
Для создания корпуса потребуется подготовить уголки и предварительно раскроенную и нарезанную по шаблонам листовую сталь. Для бункера следует приготовить листовой прокат. А также понадобится жаропрочная сталь, из которой делается камера сгорания. Для горловины камеры сгорания нужны асбестовые прокладки, которыми она отделяется от корпуса.
Схема изготовления
Попробуем разобраться, как же осуществляется сборка газогенератора на дровах своими руками. Итак, для начала производится сборка корпуса из заранее подготовленных стальных листов, которые соединяются между собой при помощи сварки. После этого снизу следует приварить ножки.
На втором этапе производится создание бункера. Его форма может быть какой угодно. После того как он будет сделан, его нужно поместить в корпус и обязательно закрепить внутри при помощи болтов. Его следует дополнить крышкой.
На следующем этапе потребуется установить емкость в нижней области бункера, что будет отсеком сгорания. Его как раз можно вырезать из использованного баллона для газа. Тут следует быть осторожными и перед проведением работ с баллоном наполнить емкость водой, чтобы случайно остатки газа не взорвались. Верхнюю часть срезаем, а оставшуюся делаем отсеком для сгорания.
На следующем этапе требуется создать короб для распределения кислорода. Его монтаж происходит за корпусом. На выходе из него устанавливают клапан обратного типа.
Колосник делается из чугуна. Предпоследним этапом будет создания приспособления для подачи кислорода и газоотвода. Они должны быть установлены сверху и снизу газогенератора соответственно. А последним этапом будет монтаж дымохода.
Рекомендации
Даже лучшие газовые генераторы могут стабильно работать при плюсовых температурах, а не на морозе. По возможности следует их оберегать от холода — в том числе и когда производитель указывает на морозостойкость своей продукции. В идеале следует выносить подобное оборудование в отдельное помещение. Горючее на сжиженном газе должно подаваться только в котельные на уровне земли или более высокие конструкции. Для генераторов на природном газе такое требование необязательно, но очень желательно. Даже самое маломощное оборудование должно располагаться в комнатах или залах вместимостью не менее 15 м3.
Критически важна еще и качественная вентиляция, достаточный уровень и регулярность воздухообмена. Любые выхлопы следует обязательно отводить за пределы помещений (для этой цели предусматриваются насадки). Еще одно значимое требование — наличие принудительной вентиляции и средств пожаротушения везде, где используются газовые генераторы.
В любом случае ставить устройство можно только в соответствии с техническим планом, который согласуется с официальными инстанциями. Централизованное подключение производится по тщательно рассчитанному монтажному плану, и само его составление весьма сложно и дорого. Питание баллонным газом проще, но для хранения емкостей понадобится еще одно помещение. Само такое топливо дороже, чем поставляемое по трубе. Требуется обязательно учитывать давление поступающей смеси.
Обзор газогенератора смотрите далее.
Преимущества газовых систем
Рассмотрим ряд преимуществ и особенности силовых систем на газу:
- Дешевое топливо;
- Экологичность;
- Высокая производительность;
- Неограниченное рабочее время;
- Легкий запуск;
- Автоматизация процесса работы;
- Корректировка мощности работы программным управлением.
В отличие от дизельных/бензиновых генераторов, вихревые газогенераторы и другие установки могут быть использованы для выработки тепловой энергии отопительной системы дома. Такая работа не под силу другим видам генераторов, и дает несравненное преимущество перед ними.
Функционирование ГГУ при различных температурных режимах (-50/+50) делает их удобными для эксплуатации в различных регионах страны. Неприхотливость газового агрегата- несравненный плюс, ведь для его установки не требуется отдельного помещения.
Смотрим видео, критерии выбора и также все плюсы и минусы агрегата:
Следующим преимуществом является сам вид топлива: газовая смесь вихревых газогенераторов не теряет свои рабочие характеристики со временем. К примеру, дизельное или бензиновое топливо уже через полгода теряют октановое значение.
Чистота и экологичность газового топлива имеет большие преимущества перед жидкими аналогами: газ не образует нагар в процессе сгорания. Поэтому газовый генератор не нуждается в периодической очистке узлов во избежание поломки системы. В соответствии с этим, срок эксплуатационной службы ГГУ значительно выше, чем дизельных/бензиновых аналогов.
Отсутствие выхлопов при сгорании данного топлива в вихревых газогенераторах — одно из важных преимуществ ГГУ. Данные системы широко применяются в частном секторе для обеспечения энергией и теплом домов и коттеджей.
Недостаток газовой модели: отсутствие топлива в некоторых регионах страны. Также транспортировка топлива требует спецтехники, а для подключения газового генератора к магистральному трубопроводу требуется специальное разрешение. Да и сама врезка точки потребления займет немалую сумму денег. Но это не сравнить с постоянным приобретением бензина/дизеля для питания генератора и коротким сроком эксплуатации дизельных/бензиновых установок.
Актуальные модели
Рассмотрим некоторые газовые генераторы для дома на природном газе.
На фото 3 изображена газовая миниэлектростанция GREENPOWER CC5000АТ LPG/NG-Т2. Максимальная мощность электростанции Green Power 4,5 кВт. Агрегат оснащен автоматической системой запуска. В комплект поставки входит аккумуляторная батарея.
На фото 4 представлен газовый генератор французского бренда SDMO.
Номинальная мощность агрегата 2,4 кВт. Двигатель имеет воздушное охлаждение, запуск осуществляется вручную. Расход топлива составляет 1,2 л/час. Имеется две розетки на 220 Вольт.
На фото 5 представлен стационарный газовый генератор Generac 6271
Газовый генератор Generac адаптирован для работы на магистральном газе. Он может служить в качестве резервного генератора большого дома или офиса. Такие генераторы обычно снабжены панелью автоматики, управляющей работой агрегата. Включение его происходит автоматически, при исчезновении напряжения питания основного источника. Отключается он также автоматически, после восстановления основного электропитания.
В заключение можно еще раз подчеркнуть, что газовый генератор от магистрального газа является источником самой дешевой электрической энергии, вырабатываемой автономными агрегатами. По этой причине, выбор агрегата, использующего газ в качестве топлива, является самым рациональным решением.
Классический вариант
Как уже отмечено, в электростанции на дровах используется несколько технологий для получения электричества. Классической среди них является энергия пара, или попросту паровой двигатель.
Здесь все просто – дрова или любое другое топливо сгорая, разогревает воду, в результате чего она переходит в газообразное состояние – пар.
Полученный пар подается на турбину генераторной установки, и за счет вращения генератор вырабатывает электроэнергию.
Поскольку паровой двигатель и генераторная установка соединены в единый закрытый контур, то после прохождения турбины пар охлаждается, снова подается в котел, и весь процесс повторяется.
Такая схема электростанции – одна из самых простых, но у нее имеется ряд существенных недостатков, одним из которых является взрывоопасность.
После перехода воды в газообразное состояние давление в контуре значительно повышается, и если его не регулировать, то высока вероятность порыва трубопроводов.
И хоть в современных системах применяются целый набор клапанов, регулирующих давление, но все же работа парового двигателя требуется постоянного контроля.
К тому же обычная вода, используемая в этом двигателе, может стать причиной образования накипи на стенках труб, из-за чего понижается КПД станции (накипь ухудшает теплообмен и снижает пропускную способность труб).
Но сейчас эта проблема решается использованием дистиллированной воды, жидкостей, очищенных примесей, выпадающих в осадок, или же специальных газов.
Но с другой стороны эта электростанция может выполнять еще одну функцию – обогревать помещение.
Здесь все просто – после выполнения своей функции (вращения турбины) пар необходимо охладить, чтобы он снова перешел в жидкое состояние, для чего нужна система охлаждения или попросту – радиатора.
И если разместить этот радиатор в помещении, то в итоге от такой станции получим не только электроэнергию, но еще и тепло.
