Генератор, стабилизатор или ИБП. Что лучше?
Чем более некорректен вопрос -тем сложнее на него корректно ответить.
Что лучше: ложка или вилка, чашка или тарелка?
У каждого предмета есть свое целевое предназначение, то же самое и в вопросе сравнения систем ИБП со стабилизатором или генератором.
Правильнее всего исходить из функционала (требуемого и предоставляемого), а также стоимости устройства.
Для чего нужны ИБП, генератор и стабилизатор?
Стабилизатор - система ступенчатого выравнивания напряжения без предоставления автономии.
В этой статье мы будем рассматривать только качественные стабилизаторы со ступенями стабилизации не более 5% отклонения (менее 11 вольт для системы 220В, менее 20 вольт между фазами в трехфазной системе 380 вольт).
Бытовой генератор - система генерации однофазного или трехфазного напряжения для домашней сети из нефтепродуктов (бензин, дизель, газ). Генераторы изначально подразумевают ручной запуск, но бывают и более дорогие модификации с автоматическим запуском (система АВР).
Линейно-интерактивный ИБП - система обеспечение бесперебойного питания с автоматическим переходом режимов инвертор-сеть и сеть-инвертор со встроенным ступенчатым стабилизатором. В условиях отсутсвия сети - система ИБП для генерации напряжения использует энергию аккумуляторных батарей, которую накапливает при работе от сети, поэтому в любом ИБП есть зарядное устройство (ИБП без зарядки - обычно называют просто инвертор).
Онлайн ИБП - система ИБП двойного преобразования, обеспечивающая полную гальваническую развязку входа и выхода (вход абсолютно не влияется на выход) нулевое время переключения режимов работы с сети на инвертор и обратно, также использует энергию аккумуляторных батарей, которые заряжает от сети или генератора.
Ключевые особенности систем представлены ниже. Необходимо заметить, что стоимость систем нелинейно растёт от мощности, поэтому их необходимо сравнивать при равных мощностях и фазности. Кроме того, необходмио учесть, что системы большой мощности только трехфазные, а ИБП такой мощности практически не бывают линейно-интерактивными, только двойного преобразования.
Система мощностью 1000 Вт (1000-1500 ВА)
| Тип системы | Линейно-интерактивный ИБП | Стабилизатор | Генератор | Онлайн ИБП |
|---|---|---|---|---|
| Стабилизация (работа от сети) | Ступенчатая | Ступенчатая | Нет | Абсолютная |
| Автономная работа | Есть | Нет | Есть | Есть |
| Ограничение времени | Батареи | - | Топливо | Батареи |
| Время автономии (типичного комплекта) | 4ч | - | 12ч (жидк.) | 2ч |
| Максимальное время автономии (без участия человека) | 96ч | - | 12ч (жидк.) | 72ч |
| Защита от бросков (импульсных, от сети) | Нет | Нет | Нет | Есть |
| Стоимость комплекта | 180$ | 50$ | 150$ | 300$ |
| Срок эксплуатации (средний, нагрузка 90%) | 10 лет (ИБП) 5 лет (АКБ) | 3 года | 5 лет (жидк.) 10 лет (газ.) | 20 лет (ИБП) 5 лет (АКБ) |
Эта таблица наглядно демонстрирует принципиальное отличие этих систем.
Необходимо заметить, что стабилизатор абсолютно не даёт автономиии, а генераторы малой мощности не имеют АВР, то есть не могут переходить автоматически на резервное питание и обратно. Стоимость системы АВР в этом случае превышает стоимость самого генератора. Это особенность сразу объясняет - почему для систем малой мощности предпочтителен полностью автоматический ИБП, а не генератор.
Стабилизаторы выполняют только одну функцию и не могут масштабироваться или интегрироваться в более совершенную систему, поэтому мы не будет рассматривать отдельно стабилизаторы для большей мощности, сосредоточившись на сравнении ИБП и генераторов, как правило стабилизатор дополняет систему с генератором, об этом расскажем чуть дальше.
Система мощностью 5000 Вт (5000-6000 ВА, однофазные)
Остановившись на сравнении генераторов и ИБП, можно заметить, что на мощностях около 5кВт, стоимость генератора без АВР в среднем составляет 500$, а с системой АВР 800-850$, однако генератор решает только вопрос автономии, вопрос стабилизации напряжения остаётся на внешнем стабилизаторе. Стоимость хорошего стабилизатора на 5кВт, имеющего хотя бы 8 ступеней стабилизации составляет 450$.
При сопоставимой базовой стоимости комплекта ИБП и комплекта стабилизатора с генератором - основная разница цены зависит от времени автономии.
Ниже приведена стоимость системы на средней нагрузке 3кВт (пиковая до 6кВт):
| Время автономии | Линейно- интерактивный ИБП | Генератор(с АВР)+Стабилизатор | Онлайн ИБП |
|---|---|---|---|
| 20 мин | 800$ | 1200$ | 1400$ |
| 1 час | 900$ | 1200$ | 2000$ |
| 3 часа | 1800$ | 1200$ | 3000$ |
| 10 часов | 3600$ | 1200$ | 4900$ |
| Важные особенности | |||
| Время перехода (сеть-резерв) | 10 мс | 20 сек | 0 мс (отсутсвует) |
| Стабилизация | Ступенчатая | Ступенчатая | Абсолютная |
При малом времени необходимом автономии, намного удобнее использовать ИБП, они не шумят, не требуют контроля топлива, автоматически восстанавливают запас энергии, а системы двойного преобразования к тому же обеспечивают полную постоянную стабилизацию напряжения и защиту от любых бросков входящей электросети.
При большом времени автономии, стоимость аккумуляторов делает систему ИБП нерациональной по стоимости, намного рациональнее использовать генератор.
Отдельно отметим, что системы ИБП и генератора не взаимоисключающие, очень часто заказчики используют систему ИБП на случай краткосрочных отключений, но при этом имеют генератор на случай длительных перебоев в электроснабжении.
Система мощностью 15кВт (16000-20000 ВА, трехфазные)
Ну и самая распространенная мощность ИБП или генератора в коттеджи 15кВт. Именно 15кВт является максимумом беспроблемно выделяемым на стандартный загородный дом по трехфазной сети в пригородах двух столиц. Хотя, необходимо заметить, что без использования систем ИБП - немозможен отбор этой мощности на 100%, так как неминуемо возникает перекос нагрузки между фазами.
Оборудование никогда не ставится без запаса, на выделеную мощность 15кВт необходимо рассматривать ИБП и генераторы с пиковой мощностью 18-20кВА. На данной мощности стоимость любых систем солидно растёт, и минимальная стоимость хорошего генераторы с системой АВР составляет 4800$, стоимость трехфазного стабилизатора не менее 1800$, а стоимость онлайн ИБП без батарей - не менее 3900$.
Несмотря на то, что необходимо перекрывать по мощности всю выделенную нагрузку, для большинства коттеджей среднее потребление не превышает 4кВт (отопление от газового или твердотопливного котла).
Ниже приведена стоимость системы на средней нагрузке 4кВт (пиковая до 16кВт):
| Время автономии | Генератор(с АВР) + Стабилизатор | Онлайн ИБП | |
|---|---|---|---|
| 20 мин | 6700$ | 6300$ | |
| 1 час | 6700$(+Т) | 6300$ | |
| 3 часа | 6700$(+Т) | 6600$ | |
| 10 часов | 6700$(+Т) | 12200$ | |
| Важные особенности | |||
| Время перехода (сеть-резерв) | 20 сек | 0 мс (отсутсвует) | |
| Стабилизация | Ступенчатая | Абсолютная | |
Обозначение (+Т) означает, что подсчет производился без учета стоимости топлива для генератора.
Для трехфазных систем стоимость ИБП уже не превышает стоимость хорошего генератора со стабилизатором, но тем не менее общая тенденция остаётся той же - ИБП рациональны на небольшом времени автономии (до 3ч), но становятся существенно дороже при необходимом времени полной автономии более 5 часов.
Почему же тогда ИБП так популярны?
Как это часто бывает - основная причина в незначительных с первого взгляда деталях, ну и комфорте эксплуатации.
| Генератор(с АВР) + Стабилизатор | Онлайн ИБП | |
|---|---|---|
| Преимущества | Длительная автономия Легкий долив топлива | Простая установка (2 модуля и 2 провода) Низкий уровень шума Абсолютная стабилизация Автоматическое восстановление времени резерва Длительное время эксплуатации Легкий ремонт Масштабируемость Резервируемость Самоконтроль состояния |
| Недостатки | Шум (отдельное помещение) Расход на топливо Ручной долив топлива Длительный переход с сети на резерв Ступенчатая стабилизация Отсутвие защиты от импульсных бросков Сложность подключения | Высокая цена Периодическая замена батарей |
Высокая цена и регулярная (5-7 лет) смена батарей зачастую не перевешивает удобств использования простой и нетребовательной системы ИБП.
Идеальная система для коттеджа - Сегментация!
Идеальной системы не существует. На практике у большинства владельцев загородной недвижимости постоянного пребывания есть и генератор, и ИБП, зачастую даже 2 ИБП: общий трехфазный и длительной автономии на котёл.
Самым правильным решением будет сегментация нагрузки в доме. Как правило защиту от ИБП длительного резервирования требует лишь небольшая часть критичной нагрузки (котлы, сигнализация, система видеонаблюдения, иногда холодильники) - её, как правило, закрывают маломощными ИБП двойного преобразования на длительный резерв, остальная же часть нагрузки большого потребления (обогреватели, микроволновая печь, электроплита, электроинструмент) не требует существенной автономии, хотя желательно обеспечить подачу стабильного напряжения - такую нагрузку закрывают мощными трехфазными ИБП небольшого времени автономии.
При этом на случай длительного отключения - приобретается генераторю
При непродолжительном отключении - весь дома работает на большом ИБП.
При длительном ночном отключении - остаются работать ИПБ на котёл и критические нагрузки.
Если днём сетевое напряжение не вернулось - заводится генератор для питания дома и подзарядки подсевших аккумуляторов.
При такой схеме - стабилизатор не нужен в принципе, а на генераторе можно сэкономить, т.к. независимо от качества стабилизации выходного сигнала с генератора - ИБП обеспечит питание дома от полностью стабилизированного напряжения, без скачков и провалов.