Жидкотопливные генераторы

Когда появляется необходимость ежедневно активно работать мощным электроинструментом, то аккумулятор с инвертором эти потребности может удовлетворить лишь в самой небольшой части. Здесь могут помочь жидкотопливный генератор, работающий на бензине, солярке или пропане. Но, в то же время, его можно считать лишь временным или резервным источником питания. Относительно небольшой ресурс, шум и экологический вред, а также дорогая эксплуатация не позволяют его считать стратегическим источником энергии. Генератор работает относительно экономично лишь тогда, когда мощность нагрузки близка к его номинальной мощности.  Поэтому относительно маломощные потребители (глубинный насос, лампы освещения и т.п, вплоть до зарядки сотового телефона) имеет смысл включать одновременно с другими потребителями: электроинструментами, например, если их суммарное потребление не превышает номинальной мощности генератора.  Кроме того, целесообразно одновременно подзаряжать аккумуляторы. Например, можно стационарно установить зарядное устройство и протянуть провода, чтобы оно было всегда подключено к генератору, а аккумуляторы всегда подключены к зарядному устройству.  Также можно стационарно подключиться и к генератору вашего соседа. Такая проводка будет стоить вам примерно от 1.5 до 4 тыс.рублей (при расстоянии 100-200 м). О том, как выбирать провода, речь пойдёт дальше. Некоторые генераторы имеют встроенное зарядное устройство. Однако, пользоваться им не очень удобно, т.к. генератор обычно располагают в отдалении от дома, а аккумуляторы - внутри дома. Тянуть провода от зарядного устройства до аккумуляторов на такое расстояние нецелесообразно (очень большие потери), можно лишь подносить один из аккумуляторов (например, резервный) для зарядки непосредственно к генератору.     Для размещения генератора можно сделать специальную будку с откидывающимися стенками.

 

Какие провода использовать?

Эффективность и надёжность работы системы очень сильно зависит  от качества соединений и проводов. Особенно ощутимыми могут быть потери в цепях низкого напряжения, в первую очередь - тех, где протекают наибольшие токи, например, соединениях аккумуляторов между собой, аккумуляторов и  инвертора.  Сечние пары проводов можно выбрать, исходя из такого расчёта:

s = 200 * P * ro * L / k * U_н²,

где  s  - сечение провода (в мм²), ro - удельное сопротивление провода (для медных проводов ro = 0.017 ом*м/мм², для алюминиевых ro = 0.026 ом*м/мм²), L - длина двойного провода, k - допустимое падение напряжения (%), U_н  - номинальное напряжение системы (12 или 24 В), P- мощность (Вт).  При расчёте соединения аккумуляторов с инвертором в расчётах в используется номинальная мощность инвертора.  Для соединения солнечной батареи или ветряка с контроллером заряда - номинальная мощность солнечной батареи или ветряка. Для соединения контроллера заряда с низковольтной нагрузкой - суммарная мощность всех потребителей 12/24 В, включаемых одновременно. Для соединения контроллера заряда с аккумуляторами - наибольшая из двух величин - номинальной мощности СБ/ветряка и суммарной мощности потребителей 12/24 В, включаемых одновременно. Для соединения зарядного устройства с аккумуляторами - мощность, отдаваемая зарядным устройством (произведение максимального зарядного тока на номинальное напряжение системы аккумуляторов).

Допустимое падение напряжение обычно принимается равным 2%. Однако, эта норма чисто эмпирическая. Тянуть толстый кабель к солнечной батарее или ветряку может оказаться не по карману, и в этом случае можно мириться и с большими потерями, например 5-7%. Реальные потери будут существенно меньше, т.к. СБ или ветряк выдают свою номинальную мощность очень редко или вообще никогда.  Для соединения аккумуляторов между собой, напротив, 2% - довольно большие потери в кабеле. Поэтому батареи обычно ставят вплотную друг к другу и соединяют наиболее толстым кабелем из имеющихся, при наименьшей его длине. 

Сечение провода при известной длине, либо длину при известном сечении можно подобрать и из следующей таблицы. Здесь длина пары медных проводов дана для U_н=12 В, k=2%. При напряжении 24 В соответствующую длину проводов из таблицы надо умножать на 4; либо при той же длине проводов умножать на 4 допустимую мощность.

Мощность, P(Вт)	Сечение провода, s (мм2)
	1,5	2,5	4	6	10	16	25	35	50	75	100
20	6.7	11	18	27	45	72	112	158	225	337	450
50	2.6	4.5	7.2	11	18	29	45	63	90	135	180
100	1.3	2.2	3.6	5.4	9	14	22	31	45	67	90
250	-	0.9	1.4	2.2	3.6	5.8	9	13	18	27	36
500	-	-	-	1.1	1.8	2.9	4.5	6.3	9	13	18
750	-	-	-	-	1.2	1.9	3	4.2	6	9	12
1000	-	-	-	-	0.9	1.4	2.2	3.1	4.5	6.7	9
1500	-	-	-	-	-	0.9	1.5	2.1	3	4.5	6

Существенные потери могут возникнуть и в местах соединений. Поэтому для надёжной работы системы они должны быть зачищены и обеспечивать прочное крепление. Особенно это относится к клеммам аккумуляторов. За их состоянием необходимо регулярно следить.

В полной аналогии, можно рассчитать сечение кабеля для проводки 220 В.  Обычно для внутридомовой проводки такие расчёты не требуются из-за относительно малой мощности потребителей и малых расстояний. Однако, если необходимо протягивать проводку, например, от дома до бани, от бензогенератора до дома, от соседнего поместья или даже от ближайшей деревни, то аналогичный расчёт сечения может очень помочь.  В данном случае k принимаем равным 5%. Ниже приведена таблица максимальных длин для медных проводов, U_н=220 В, k=5%. Для алюминиевых проводов соответствующую длину проводов, либо соответствующую мощность надо умножить на  0.62 .

Мощность, P(Вт)	Сечение провода, s (мм2)
	0,75	1,5	2,5	4	6	10	16
100	567	1134	1890	3025	4537	7562	12100
250	226	452	756	1210	1814	3024	4840
500	113	226	378	605	907	1512	2420
750	75	151	252	403	605	1008	1613
1000	56	113	189	302	454	756	1210
1500	38	75	126	202	302	504	806
2000	-	56	95	151	227	378	605
3000	-	38	63	101	151	252	403

Я привёл в этой статье лишь базовую информацию. Если вы глубоко интересуетесь данными вопросами, соответствующую информацию несложно найти в интернете - на сайтах компаний, занимающихся альтернативной энергетикой и на тематических форумах.  И конечно, никакая статья не заменит практический опыт. С его накоплением, решения будут к вам приходить сами.

И конечно, какими бы альтернативными источниками энергии мы не пользовались, мы не должны забывать о целесообразности наших потребностей, о том, что, как и для чего мы делаем.