Поговорим о дизельных электростанциях.
Вообще-то бывают и бензиновые электростанции, но мы их рассматривать здесь не будем, так как нас интересуют станции для длительного использования. Бензиновые электростанции бывают мощностью лишь до 10кВА (самые мощные - до 16кВА), и используются чаще всего как вспомогательные источники энергии, например, у дорожных рабочих или МЧС. Бензиновые станции более компактны, чем дизельные, но прожорливы и абсолютно нерентабельны при более-менее длительной эксплуатации. Мы посвятим им отдельную статью.
Дизельные электростанции часто называют ДЭС (дизельная электростанция стационарная), иногда - ДГУ (дизель-генераторная установка), а чаще просто - дизель-генераторы. Иногда ДЭС путают с газопоршневыми и газодизельными электростанциями, но последние питаются газом и, как правило, рассчитаны на большую мощность (от 150 кВт) и имеют некоторые особенности, связанные с системой подготовки топлива и автоматикой.
Отдельный дизельный агрегат может иметь от мощность от 7кВт до 2 МВт, и производить не только электроэнергию, но и тепло.
Современные ДЭС применяются повсеместно: в строительстве, медицине, ГО ЧС, промышленности и так далее, как в качестве базовых источников электроэнергии, так и в качестве резервных генераторов, поэтому конструкции агрегатов испытаны опытом и разнообразны.
ДЭС всеядны, то есть могут работать как на жидком топливе, таки на газе. Станции, приспособленные для работы на газе называют газодизельными. Ввиду того, что в дизеле нет системы зажигания газодизельным станциям требуется некоторое количество дизельногот оплива (порядка 30%) для того, чтобы смесь воспламенялась в цилиндрах. Только на газе могут работать газопорошневые электростанции, где используется система принудительного зажигания.
Станции, работающие в базовом режиме (то есть круглосуточно и постоянно) как правило сами могут переключаться с газообразного на жидкое топливо.
Как правило станции имеют достаточно большой моторесурс благодаря специальной конструкции дизельного двигателя и относительно низкую стоимость обслуживания.
Станции, оптимизированные для работы в базовом режиме имеют ресурс между ТО не менее 250-500 часов, причем лучшие из них не требуют даже долива масла в этом промежутке, то есть одну-две недели к станции можно вообще не подходить, если, конечно она подключена к газовой магистрали. В противном случае придется периодически подливать топливо в бак (-: этак литров по 200 за раз! срочно покупаем маленький банзовоз :).
При грамотном подходе ДЭС могут вырабытывать энергию стоимостью в 2-3 раза дешевле, чем предлагают энергосбытовые компании.
Фото 1. Станция Cummins в контейнере Silent Power, т.е. "тихая мощь", в специальном малошумном контейнере. Производит до 28 кВт электричества, размеры ~2,5х1х1,5 метра, потребление топлива - до 12,5 литров в час, шум - до 67 дБ.
К недостаткам ДЭС можно отнести их шумность, габариты и массу, наличие небезопасных выхлопов (в отличие от ветряков и солнечных батарей).Еще один нюанс: ДЭС, "заточенные" для круглосуточной работы не привыкли жить без нагрузки: как правило, потребляемая от станции мощность не должна быть меньше четверти номинальной мощности станции. Зато можно устроить круглосуточную иллюминацию!
Классификация
По применимости, и соответственно, особенностям эксплуатации, ДЭС подразделяют на следующие классы:
- около 5 кВт - источники питания для ручного инструмента, в этой энергетический нише можно увидеть и бензиновые генераторы;
- 10-30 кВт - мобильные источники тока для передвижной техники, профессионального инструмента, например, строителей, а так же - резервное электропитание отдельных видов инженерных систем, например, оборудования небольших узлов связи, ретрансляторов;
- 100-500 кВт - строительство (мобильные ДГУ), автономное или резервное электроснабжение зданий, возможно в когенерационном цикле;
- свыше 500 кВт - промышленная (коммерческая) выработка энергии.
В зависимости от сборки станции могут быть мобильными, в малошумных и/или пыле-влагозащитных контейнерах, могут отличаться разной степенью автоматизации (1-3 согласно ТУ40842619-001-98) и так далее.
Станции бывают воздушного и жидкостного (водяного) охлаждения. Последние - более тяжелые, зато более долговечны и экономичны и могут использоваться в базовом режиме (для постоянного электроснабжения). Для охлаждения выхлопов может использоваться комплексная система с котлом-утилизатором, позволяющая вырбатывать тепло или даже абсорбационный холодильник, которые кроме тепла позволит вырабатывать еще и холод.
К сожалению, агрегатов малой мощности для домашнего употребления на рынке немного (а зря!), но станцию базового режима на поселок из 5-7 коттеджей уже вполне можно купить вскладчину, более того - умные люди так и поступают, сам видел.
Из чего оно сделано
"Отверточное" изготовление станций по сути процесс не более сложный, чем сборка компьютера, поэтому дает простор для малого и среднего бизнеса, но к счастью, большую часть станций собирают из комплектующих известных фирм.
Типичная станция состоит из привода (собственно дизельного двигателя), генератора, блока автоматки (контроллера). Эти три основных компонента крепятся на станине, салазках или контейнере вместе с вспомогательным оборудованием: топливными/масляными баками, глушителем с компенсатором, автоматами защиты, устройствами подогрева и т.п.
Фото 2. Немецкий инженер любовно осматривает дизель-электростанцию FG Wilson. По габаритам можно предположить, что это станция мощностью 15-30 кВт.
Важной частью является система охлаждения - водяная или воздушная, во втором случае к станции крепится не маленький радиатор (см. фото FGWilson на врезке).
При желании можно использовать тепло выхлопных газов, в этом случае к станции присоединяется котел-утилизатор, трубопроводы, запорная и регулирующая арматура, клапаны, основной и резервный насосы, расширительные баки и блок автоматики со щитом внешних электрических соединений.
Станции большой мощности как правило строго индивидуальны по конструкции, то есть делаются на заказ.
Кто их делает?
На рынке можно найти сотни компаний, предлагающих дизельные электростанции, от именитых брендов, до загадочных харьковчан, продающих станции собранные из строго секретных компонентов.
Если смотреть глобально, то по качеству изготовления и стоимости все ДЭС можно разбить на три А-В-С категории.
А. В первую входят поставщики импортных европейских или американских брендов, например, Caterpillar, Deutz. Такие станции отличаются надежностью, длительным сроком эксплуатации, выской экологичностью, развитым сервисом: иностранцы более нацелены на долгосрочное сотрудничество, предлагают качественные комплектующие и так далее, но все это может существенно сказываться на цене решения и стоимости эксплуатации.
В. Во вторую можно поставить практически всех отечественных посавщиков, собирающих станции из импортных (европейских, японских или американских) или отечественных комплектующих. Станции данного класса отличаются умеренной ценой, высоким значением наработки на отказ, умеренной стоимостью технического обслуживания, и, кстати, давно и успешно используются военными.
С. Третью категорию составляет отечественный гаражный noname или продукция наших восточных братьев по разуму. Как и в других областях многие изготовители оборудования размещают производства в Китае, и через некоторое время появляются реплики. Такое оборудование, в силу своей невысокой стоимости, можно рекомендовать для использования от случая к случаю, а так же для строительства, то есть там, где не требуется длительный срок эксплуатации и вообще миссия не критична. Как правило китайские агрегаты изготавливаются по лучшим западным или япронским образцам, поэтому не стоит пренебрегать такой аппаратурой, стоит лишь правильно подойти к поставщику: какие он дает гарантии на оборудование, сколько лет работает на рынке, обеспечивает ли сервис.
С другой стороны, ведущие поставщики дизель-генераторов предлагают сервис проката ДЭС, и если станция нужна вам ненадолго, то есть смысл воспользоваться данной услугой. На прокат как правило охотно дают отличные станции от лучших производителей.
Производители по деталям
В качестве привода может выступать дизельный двигатель российских или зарубежных производителей.
Основные российские производители двигателей: ОАО "Автодизель" (Ярославский моторный завод, ЯМЗ), мощность приводов от 60 до 315 кВт; Тутаевский моторный завода (ТМЗ), 200-315 кВт; Минский моторный завод (ММЗ, Белоруссия), от 10 до 100 кВт.
Из иностранных двигателей наиболее популярны: Perkins (Великобритания), Volvo Penta (Швеция), John Deere (США), Yanmar Diesel (США), Deutz (Германия), Detroit Diesel (США), Cummins (Великобритания), Lombardini (Италия), иногда Mitsubishi (Япония), Honda (Япония).
Генераторы тоже могут быть отечественными или импортными: ОАО «БЭМЗ» (серия БГ), ОАО «Электроагрегат» (ГС), Leroy-Somer (Франция), Stamford (Великобритания), Mecc Alte, Marelli (Италия), Marathon (США). Чаще всего используются асинхронные генераторы.
Блоки автоматики как правило пекиджер (тот, кто собирает станцию из блоков) ставит свой, в смысле использует чьи-то готовые блоки. Собственно говоря обвеска двигателя и генератора создает облик станции того или иного производителя.
Ну и напоследок красивое фото:
Фото 3. Промышленная газопоршневая электростанция (приятного зеленого цвета) производства GE Jenbacher, судя по картинке это JMS420GS, мощность каждого агрегата до 1,4 МВт, двигатель -Jenbacher, генератор Cummins.
Чуть позже мы попробуем проанализировать цены ДЭС, а так же рассказать об их современных конкурентах - мини- и микротурбинах.
