Comment choisir un générateur pour la maison: sélection des paramètres d'équipement optimaux
L'utilisation de générateurs autonomes est une pratique répandue - en général, ce sont des appareils assez simples et il n'y a aucun problème avec leur acquisition. La question la plus aiguë est de savoir quel générateur choisir pour une maison ou une résidence d'été, car des caractéristiques incorrectement sélectionnées de l'équipement entraîneront dans le meilleur des cas un coût excessif élevé de son fonctionnement et, dans le pire des cas, une incapacité à remplir ses fonctions et une panne due à une surcharge systématique.
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Types de moteurs de générateurs autonomes
Les moteurs à combustion interne sont principalement divisés en deux et quatre temps. La différence fondamentale pour l'utilisateur est que pour «alimenter» celui à deux temps, il devra préparer un mélange de carburant et d'huile, et simplement ajouter du carburant (ou du diesel) à celui à quatre temps - ce moteur consomme également de l'huile, mais il est versé séparément et n'est pas émis avec des gaz d'échappement.
La section à deux temps est des générateurs de faible puissance - 1-5 kW, et dans de rares cas jusqu'à 10.
Cela peut être suffisant pour une alimentation électrique autonome à la maison sans un grand nombre d'appareils électriques, il y a donc une chance de rencontrer un moteur à deux temps lors du choix, bien qu'en général, pour la puissance de la maison, ses avantages semblent quelque peu illusoires et le choix tombe souvent sur les quatre temps.
L'article suivant est le type de carburant utilisé par le moteur - essence, carburant diesel ou gaz. Il ne faut pas oublier que pour travailler au gaz, les moteurs à essence sont refaits, afin que vous puissiez basculer entre ces types de carburant.
Génératrices autonomes à essence
Les moteurs à essence sont à juste titre les plus courants dans les générateurs domestiques, car ils présentent un certain nombre d'avantages qui compensent les inconvénients qui ne sont pas particulièrement critiques pour un usage domestique. Tout d'abord, c'est le prix, qui est 2-3 fois plus bas que l'homologue diesel aux caractéristiques similaires. Vient ensuite la possibilité de fonctionner sans gel par temps froid jusqu'à 20 ° C, et parfois même plus. Enfin, le son de ces moteurs est plus silencieux que celui des moteurs diesel, et le moteur lui-même est capable de fonctionner à vitesse minimale (le moteur diesel a besoin d'une charge minimale, au moins 40% de la valeur nominale).
Dans le même temps, seules la ressource relativement petite du moteur (dans les 4 à 5000 heures) et la limite basse de la puissance maximale du générateur (15 kW) peuvent être attribuées aux inconvénients de l'essence - théoriquement, il est possible de créer un moteur plus puissant, mais économiquement plus rentable pour utiliser un moteur diesel.
Générateurs de gaz autonomes
L'utilisation de gaz réduit quelque peu la consommation de carburant et augmente généralement la durabilité des moteurs à essence, car il y a beaucoup moins de suie dans les produits de combustion. Si une conduite de gaz s'approche de la maison, c'est presque une option idéale, car le gaz est coupé beaucoup moins souvent que l'électricité.
Générateurs diesel autonomes
Les moteurs diesel à combustion interne sont plus chers à fabriquer et plus lourds, mais plus économiques et plus durables, ils sont donc utilisés pour des centrales autonomes de forte puissance ou, lorsqu'une efficacité et une fiabilité accrues sont requises. Ces exigences sont particulièrement pertinentes lorsqu'il est nécessaire d'alimenter de puissants consommateurs de courant en continu ou en continu.
Comment déterminer le type de générateur
Le deuxième nom de cette partie du générateur est l'alternateur.C'est lui qui est directement responsable de la production d'électricité, convertissant l'énergie mécanique de rotation de l'arbre moteur en énergie électrique.
Il existe deux principales variétés de générateurs, qui tirent leur nom des types de moteurs électriques correspondants, pris comme base - synchrone et asynchrone. Si vous n'entrez pas dans les détails techniques, alors principalement pour l'utilisateur moyen, la différence sera dans la facilité de maintenance et la qualité (stabilité) de l'électricité produite.
Générateur asynchrone
En termes de facilité de maintenance, les générateurs asynchrones ont incontestablement été les leaders puisque leur rotor est en court-circuit, c'est-à-dire n'a pas d'enroulement supplémentaire. Cela signifie qu'il n'est pas nécessaire de refroidir en plus l'intérieur de l'asynchroniseur - pour faire des trous de ventilation supplémentaires dans le stator à travers lesquels la poussière et l'humidité pénètrent également à l'intérieur. Le seul service qui pourrait être nécessaire au fil du temps est de remplacer les roulements ou simplement de renouveler la graisse sur ceux-ci. De plus, les avantages des générateurs asynchrones peuvent s'écrire «amitié» avec le mode court-circuit (ils se montrent mieux lorsque l'on travaille avec des soudeuses).
Générateur synchrone
Quant à la qualité de l'électricité produite, les générateurs synchrones se sont mieux montrés ici - ils ont une dépendance beaucoup plus faible de la tension de sortie sur la fréquence de rotation de l'arbre du moteur (dans les asynchrones, elle est linéaire et les synchrones donnent une tension donnée même avec quelques écarts). De plus, les générateurs synchrones fonctionnent beaucoup mieux dans des conditions de charge en constante évolution et peuvent résister à des surcharges à court terme sans conséquences particulières (dans les asynchrones, dans ce cas, il y a un risque élevé de démagnétiser l'ancre).
Par conséquent, les appareils asynchrones ne donnent les meilleurs résultats que s'ils sont utilisés pour le soudage. Si vous devez choisir un générateur pour une maison d'été ou une maison, dans la plupart des cas, un type de générateur synchrone est préférable, malgré le besoin de remplacement périodique des brosses et un coût global plus élevé. Un atout supplémentaire est l'apparition de générateurs synchrones sans balais avec un rotor à cage d'écureuil, qui déplacent progressivement les modèles asynchrones.
Si vous devez alimenter un équipement précis, vous devez faire attention aux générateurs avec un circuit de génération de tension inverseur. Dans de tels appareils, le courant généré est rectifié, conduit à travers le stabilisateur, puis reconverti en courant alternatif. En conséquence, l'erreur de la tension de sortie n'est que de 1% de la valeur nominale, tandis que dans tout autre circuit, elle est d'environ 5%.
Systèmes de lancement de générateurs autonomes
En principe, seuls deux systèmes de démarrage de générateur sont utilisés - manuel et automatique. Le démarreur du premier d'entre eux est entraîné par un câble, qui doit être tiré manuellement, uniquement pour ce faire, couper l'alimentation de la ligne principale, puis démarrer le moteur.
Un démarrage automatique est effectué au moyen d'un système assez complexe, car en plus de dérouler directement le démarreur, un certain nombre d'actions supplémentaires doivent être effectuées:
- Surveillance de la présence de tension dans le réseau principal. Lorsqu'il disparaît, une commande est émise pour activer le générateur.
- Commutation de l'alimentation électrique de la maison de la ligne principale au générateur, de sorte que lorsque l'électricité n'apparaît pas à contre-courant, qui sont garantis pour brûler le bobinage.
- Chaque automobiliste sait qu'un moteur froid doit être démarré avec un starter fermé. Si le générateur fonctionne de manière autonome, vous avez besoin d'un bloc qui ferme l'obturateur avant de démarrer et l'ouvre après le réchauffement du moteur.
- Lancement du démarreur.
- Lorsque la tension apparaît sur la ligne principale, le moteur du générateur est coupé et l'alimentation électrique de la maison est rétablie.
Par conséquent, si vous avez besoin d'un générateur capable de fonctionner de manière entièrement autonome, vous devez sélectionner un appareil avec un système de démarrage automatique.Le système de lancement peut représenter une partie assez sensible du coût de tous les équipements.
Éléments supplémentaires
Habituellement, tous les équipements supplémentaires sont conçus pour augmenter la sécurité et la commodité de travailler avec le générateur. Une partie peut être installée lors de la fabrication de l'appareil ou ajoutée au magasin (parfois des promotions ont lieu), et le reste peut être acheté à volonté.
Il s'agit tout d'abord de dispositifs de protection - fusibles et disjoncteurs, qui, après l'arrêt, peuvent être réactivés en mode manuel ou automatique (selon la classe du générateur).
Capteur de chute - même en usine, il est installé sur la plupart des générateurs, à l'exception des plus petits en puissance (ils ne sont également pas nécessaires sur les moteurs à deux temps).
Indicateurs - tube, flèche ou LED. Afficher des informations sur l'état du niveau d'huile, signaler l'apparition d'une surcharge ou simplement afficher le mode de fonctionnement actuel.
Compteur horaire - Facilite sérieusement le contrôle du temps restant jusqu'à la prochaine révision majeure ou juste l'entretien du moteur. Souvent présent dans le montage en usine.
Voltmètre - utile lors de la connexion d'une grande charge - indique si le générateur ne fonctionne pas correctement. Il est considéré comme un élément indispensable, mais il peut encore être absent sur les appareils les plus basse consommation - cela est souvent fait par d'éminents fabricants, comme pour souligner la confiance dans leurs produits.
Réservoir de carburant avec jauge de carburant et robinet de vidange. Les deux derniers détails sont nécessaires, chacun décide par lui-même, mais le réservoir lui-même dans son ensemble détermine combien de temps le générateur peut fonctionner sans faire le plein. S'il s'agit d'un appareil de type cadre, ils essaient généralement d'installer un réservoir sur toute la longueur du cadre. Il convient également de garder à l'esprit que les appareils à essence nécessitant souvent des interruptions de fonctionnement, le volume de réservoir correspondant peut également être sélectionné pour eux - si le carburant s'épuise, vous devez laisser le générateur reposer.
Douilles - monophasé et triphasé. Leur disponibilité n'est en aucun cas réglementée et dépend entièrement du fabricant. Il peut y avoir une option quand il y a une prise ordinaire et une prise de courant - s'il n'y a pas d'expérience pour les distinguer «à l'œil», alors il est préférable d'étudier la documentation du générateur, qui devrait indiquer quelle prise peut être connectée.
Sortie 12 volts - pour lesquels des bornes à pince, une prise ou une sortie séparée sont réalisées. Selon les utilisateurs, le plus souvent la présence d'une telle conclusion plaît aux automobilistes, car il est pratique d'en recharger les batteries. À d'autres fins, il est préférable de ne pas l'utiliser, car les appareils qui ont besoin de 12 volts pour fonctionner sont généralement sensibles et ne doivent pas être connectés directement au générateur.
Nombre de phases du générateur
Il est très simple de choisir entre un générateur monophasé et triphasé - si vous souhaitez connecter des consommateurs d'électricité triphasés, alors l'appareil approprié est sélectionné, et s'il n'y a que des appareils monophasés, un générateur monophasé.
Dans certains cas, pour un réseau monophasé, ils essaient d'installer un générateur triphasé, guidés par la considération qu'il est possible de "disperser" les phases selon différentes lignes. Vous pouvez vraiment le faire, mais seulement sous une condition importante - si approximativement la même charge "se bloque" sur chaque phase - la différence de puissance ne doit pas dépasser un maximum de 30%. Cela signifie que si deux phases du générateur de 15 kW ne sont pas occupées, un maximum de 5 kW peut être commuté sur la troisième. Dans le même temps, le générateur lui-même ne fonctionnera pas en mode nominal et avec le temps, il y a un grand risque de panne.
Dans une maison privée, il est presque impossible d'obtenir une répartition uniforme de la charge, donc si la grande majorité des appareils sont monophasés et un ou deux triphasés, vous devez soit acheter un générateur supplémentaire, soit changer les appareils électriques eux-mêmes en monophasé, ou ne pas utiliser ces appareils,lorsque l'électricité est fournie à la maison par un générateur.
Sélection de la puissance du générateur
Il peut sembler à un utilisateur non initié qu'il ne devrait pas y avoir de difficultés particulières à choisir un générateur de gaz pour l'alimentation. C'est un problème mathématique simple - si le générateur indique qu'il peut produire, par exemple, 10 kilowatts, alors en même temps il est possible de s'accrocher à une telle puissance totale. Certains peuvent même considérer que le générateur a besoin d'une «marge de sécurité», soustraire 20-30% de la puissance maximale et croire que tout est correctement calculé. En pratique, tout est un peu plus compliqué et pour un calcul compétent, vous devrez prendre en compte une série supplémentaire de nuances.
Réserve de marche
Curieusement, mais beaucoup oublient cette vérité élémentaire ou essaient simplement d'économiser sur le choix d'un générateur plus puissant pour fournir ces mêmes 20-30% de la réserve de marche. En conséquence, le générateur peut fonctionner pour l'usure, ce qui réduit considérablement les ressources de son travail.
De plus, un générateur asynchrone peut créer une surprise désagréable qui, bien qu'immunisée contre les courants de court-circuit, est extrêmement sensible aux surcharges, même à court terme. Le fait est que son lancement et son fonctionnement sont assurés par le champ magnétique résiduel de l'induit - après l'arrêt du générateur, le rotor conserve une certaine aimantation, ce qui est suffisant pour induire des CEM sur les enroulements du stator lors du prochain démarrage de l'appareil. En cas de surcharges de pointe, le champ magnétique de l'armature disparaît tout simplement et le générateur cesse de générer du courant, bien que le moteur continue de tourner. Dans ce cas, il est nécessaire de magnétiser le rotor de force - bien qu'il s'agisse d'une procédure simple, la nécessité de sa répétition en cas de surcharge est plutôt désagréable pour l'utilisateur.
De plus, la réserve de marche est nécessaire pour alimenter les appareils électriques avec des moteurs électriques, qui nécessitent 2 à 3 fois plus de courant que la valeur nominale pour démarrer.
Puissance active et réactive (voltampères et coefficients)
L'exemple le plus simple, lorsqu'il peut sembler que le générateur est défectueux, se produit dans le cas de la puissance réactive non comptabilisée des équipements électriques. En termes simples, on peut parler de phénomène parasite, lorsqu'une partie de l'énergie est dépensée non pas pour le fonctionnement de l'appareil, mais pour les pertes (génération de chaleur, etc.).
Sans plonger dans la jungle de l'ingénierie électrique, un utilisateur ordinaire doit savoir que tout appareil électrique doté d'un moteur électrique a une puissance réactive pour effectuer les calculs corrects - un décalage de phase se produit dans ses enroulements et des pertes d'énergie supplémentaires se produisent. Par conséquent, la puissance est ici déterminée par le produit du courant et de la tension par rapport au facteur de puissance (Cos φ), qui pour chaque appareil est le sien et peut être de 0,3 à 1 (plus il y a de pertes).
La même chose s'applique au générateur lui-même - puisqu'il s'agit essentiellement d'un moteur électrique, il a son propre coefficient, qui est généralement de 0,8 (bien qu'il puisse y avoir d'autres valeurs). Cela signifie que si la puissance indiquée sur le générateur est de 15 kW, alors c'est le composant actif, et lors de la connexion de la charge réactive, vous devrez prendre en compte le coefficient et à la fin il en résultera 15 * 0,8 = 12 kW (la multiplication, pas la division par le coefficient, est effectuée, car le générateur du courant est généré) et ceci sans tenir compte des coefficients des appareils électriques fournis.
La puissance réelle des appareils électriques est également calculée. Par exemple, il existe un aspirateur d'une puissance nominale de 1000 W et d'un coefficient de 0,6. Dans ce cas, il ne prendra pas 1 kW du générateur, mais 1000 / 0,6≈1,7 VA (Volt-Ampère). De tels calculs n'auront pas à être effectués si les fabricants ont initialement indiqué la puissance au lieu des kW habituels en Volt-Ampères, bien que si une partie de l'équipement est marquée en kilowatts et l'autre en volt-ampères, alors il sera nécessaire de pratiquer des transferts entre les systèmes de mesure.
Par conséquent, si l'équipement n'indique pas les valeurs exactes sous forme de Volt-Ampères et le coefficient Cos φ, alors il est plus facile d'ajouter 50% à la puissance des appareils électriques à moteur électrique et d'utiliser cette valeur dans les calculs.
Charge capacitive
Le concept de charge capacitive est le plus souvent rencontré par les photographes professionnels - ce sont eux qui peuvent utiliser des appareils d'éclairage basés sur des lampes à décharge ou similaires sur la route.
La nature même de l'obtention de la composante capacitive du courant électrique implique l'utilisation d'un générateur asynchrone, car il génère une tension de manière "douce" - le champ statorique tourne après le rotor.
Utiliser un générateur pour alimenter une maison ou un chalet
En choisissant un générateur pour une maison privée, l'une des principales questions sera de comprendre comment il sera utilisé - comme source de secours ou d'électricité permanente. Ne connaissant que la réponse exacte à cette question, vous pouvez sélectionner le type de moteur, la puissance de l'inventaire et décider de prendre un appareil de marque de haute qualité ou un modèle chinois économique.
Dans tous les cas, si vous avez besoin d'un générateur pour toute la maison, même s'il ne s'agit que d'une résidence d'été, cela n'a aucun sens de se tourner vers des modèles portables d'une puissance de 0,8 à 1,5 kW. Ils ne sont suffisants que pour le fonctionnement des appareils d'éclairage et d'un téléviseur, et même un réfrigérateur de faible puissance au démarrage peut provoquer une surcharge.
Vous devez également être prêt à fournir une pièce séparée pour le générateur et c'est très bien si vous pouvez y faire l'insonorisation et le chauffage. La dernière question est particulièrement importante lors de l'utilisation d'un moteur diesel.
Les solutions toutes faites dans lesquelles un générateur de gaz, de gaz ou de diesel est enfermé dans un boîtier spécial deviennent de plus en plus populaires. Ces centrales sont montées sur un site en béton près de la maison. Si les moyens le permettent, il vaut mieux privilégier de tels systèmes, car ce sont les dispositifs les plus pratiques, les plus pratiques et les plus fiables.
Si nécessaire, vous pouvez fabriquer vous-même un récipient similaire. Ci-dessous, vous pouvez voir un exemple d'une construction similaire en carton ondulé.
Et l'une des principales questions est de savoir comment connecter le générateur au réseau domestique. Seuls les disjoncteurs de type «ou-ou» conviennent à cela - ils excluent complètement la possibilité que le courant électrique de la ligne d'alimentation principale atteigne les enroulements du générateur, ce qui, sans options, conduit à leur grillage.
Utilisation d'un générateur comme source de secours ou d'urgence pour un immeuble résidentiel
Si l'électricité sur la ligne principale n'est coupée que de temps en temps, vous pouvez vous féliciter d'avoir pu économiser. En plus du fait qu'il n'est pas particulièrement nécessaire d'acheter un générateur puissant, un appareil de fabrication chinoise avec un moteur à essence convient parfaitement à ces fins. La durée de vie d'un tel générateur est d'environ 1-1,5 mille heures, et si vous le faites fonctionner une fois par semaine pendant 3-4 heures, il est facile de calculer qu'il suffira de 12 à 15 ans.
Une autre question est de savoir si l'électricité est coupée presque quotidiennement (il est inutile de penser où les sociétés d'approvisionnement en énergie le regardent - le plus souvent, elles peuvent résoudre le problème elles-mêmes plus rapidement) - dans ce cas, il est plus rentable d'acheter un générateur de marque. Même les appareils équipés d'un moteur à essence d'un fabricant de confiance ont une ressource de 4 à 5 000 heures.
Le prochain point d'économie sera le dispositif de démarrage du moteur - si l'électricité est coupée de temps en temps, vous pouvez allumer le générateur manuellement. Bien sûr, cela prend un certain temps, mais élimine la nécessité de surpayer pour un système de lancement automatique séparé. Cependant, la décision quant à la nécessité de son utilisation dans tous les cas doit être prise localement.
De plus, lors de l'utilisation de l'inclusion manuelle du générateur, il est nécessaire de prendre soin du système d'alarme pour l'apparition d'électricité dans le réseau principal.Pour ce faire, vous pouvez tracer une ligne distincte dans la pièce, une ampoule ordinaire qui s'allumera après le générateur - lorsqu'elle s'allumera, vous pourrez alors passer à une ligne commune.
Utilisation d'un générateur comme source permanente d'électricité
Si l'utilisation de générateurs avec des moteurs à essence est plus économiquement justifiée comme source de secours, alors pour un fonctionnement permanent sans options, vous devrez choisir exclusivement parmi les modèles avec des moteurs diesel ICE et des fabricants de confiance de tels équipements.
Étant donné que le générateur fonctionnera presque sans interruption, il est impératif de prêter attention à la présence de refroidissement par eau à l'intérieur - cela complique et complique toute la structure, mais pour un appareil stationnaire, c'est loin d'être le facteur le plus critique.
Vous devez également aborder soigneusement la question de la sélection de la puissance de l'appareil - s'il n'y a pas de compétences pour calculer les puissances active et réactive, il est préférable de confier cette question à des spécialistes. Même si le vendeur du générateur ne peut pas consulter sur ce sujet et que le service sera commandé moyennant des frais supplémentaires, il sera en tout cas payant.
Très probablement, pour fonctionner comme une source de courant constant, cela n'a aucun sens d'acheter un générateur avec un système de démarrage automatique. Dans ce cas, le besoin en est une exception rare, et si vous en avez soudainement besoin, il peut toujours être installé séparément.
