С повишаването на температурите поради изменението на климата, климатиците се превръщат в основни уреди за много собственици на жилища, за да се охлаждат през летните месеци. Използването на климатик обаче може значително да увеличи сметките за електричество. Слънчевата енергия предоставя възобновяем и все по-достъпен алтернативен енергиен източник. Определянето на оптималния брой слънчеви панели, необходими за захранване на климатик, зависи от фактори като енергийната ефективност на климатичния агрегат, мощността на слънчевия панел и потреблението на електроенергия в домакинството.
Тази статия ще ви предостави общо мнение за вашите слънчеви панели и как да изчислите колко слънчеви панела са необходими за работата на вашия климатик.
Преглед на работата на климатик със слънчева енергия
Когато обмисляте комбинирането на климатика със слънчеви панели, ключът е да съобразите производството на енергия от панелите с консумацията на енергия от вашия климатик. Всичко е свързано с ватовете; това е мерната единица за мощност, която е фундаментална за измерване както на изхода на слънчевите панели, така и на енергийните нужди на вашия климатик.
Охлаждащият капацитет на вашия климатик, който често се изразява в тонове или BTU, се превръща в неговата необходима мощност.
- Централна климатизация
Централните климатични системи обикновено имат най-висока консумация на енергия, средно между 3,000 и 5,000 вата на час. За да работи ефективно централен климатик, ще е необходимо инсталирането на поне 3 киловата (kW) слънчеви панели. Тъй като повечето жилищни слънчеви панели генерират около 100 вата, ще са необходими 30 панела, за да генерират тези 3 kW мощност. За да се компенсира напълно потреблението на електроенергия от климатика, ще е необходима още повече слънчева енергия – около 30 панела или 3 kW капацитет.
- Голям прозорец
Големите прозоречни климатици консумират средно 1,800-2,500 вата на час. За захранване на един от тези модули ще е необходима соларна инсталация с минимум 2 kW. Тъй като всеки 100W панел осигурява 0.1 kW, 20 панела или 2 kW слънчева енергия биха позволили на модула да работи по време на пиковите часове за охлаждане. Пълното захранване на дома ще изисква допълнителен слънчев капацитет.
- Среден прозорец
Средните прозоречни агрегати имат енергийни нужди в диапазона 1,000-1,800 вата на час. За да се управлява ефективно един от тези размери климатици, е необходимо да се инсталират поне 1 kW или 10 панела с капацитет 100 W всеки. Този слънчев панел би могъл да задоволи голяма част от нуждите от охлаждане в слънчеви следобеди.
- Малък прозорец
Най-малките прозоречни климатици използват само 500-1,000 вата на час. Половин kW или 5 панела могат да захранват един от тези компактни устройства по време на периоди на силно слънце. За компенсиране на целия дом може да е необходима повече слънчева енергия.
Изход на соларен панел
- Променлив ток за лека употреба (500 W): 2-3 слънчеви панела
- Среден стаен климатик (1,000-1,500 W): 4-6 слънчеви панела
- Централен климатик за интензивно ползване (3,000 W): 10-12 слънчеви панела
Забележка: Броят на панелите е посочен при условие, че всеки панел произвежда около 300 вата при идеални условия.
Ето една таблица:
| Размер на климатичния агрегат | Диапазон BTU | Средна консумирана мощност (ватове) |
|---|---|---|
| Малък прозорец | 5,000 BTU или по-малко | 500 |
| Среден прозорец | 5,000 10,000 – XNUMX XNUMX BTU | 900 |
| Голям прозорец | 10,000 15,000 – XNUMX XNUMX BTU | 1,400 |
| Изключително голям прозорец | 15,000 25,000 – XNUMX XNUMX BTU | 1,800 |
| Централна климатична система | 15,000 60,000 – XNUMX XNUMX BTU | 3,000 - 5,000 |
Определяне на нуждите от слънчеви панели
Всеки климатик използва различно количество енергия. За да използвате ефективно слънчевата енергия за вашия климатик, ще трябва да направите някои точни изчисления. Тук ще разгледаме как да оцените енергийните нужди на вашия климатик и да намерите правилното количество слънчева енергия, което да отговори на тези нужди.
Изчисляване на изискванията за променливотоково захранване
Вашият климатик е с необходимите специфични мощности, обикновено изразени във ватове (W) или киловати (kW). Проверете спецификациите на производителя за точни цифри. Основен аспект, който трябва да се вземе предвид, е тонажът на устройството, който се отнася до охлаждащия капацитет. Един тон охлаждане е приблизително еквивалентен на 12,000 XNUMX BTU (британски термични единици) на час.
- 1-тонен климатик: приблизително 3,500 W – 4,000 W по време на работа
- Пренапрежение: Моментно по-висока мощност по време на стартиране на компресора
Изчислете консумацията на енергия във ватчасове (Wh), като вземете предвид часовете, през които климатикът работи. Ето една основна формула:
Работни часове x Ватове (W) = Ват-часове (Wh)
За точни данни за мощността, ако са известни, напишете марката или конкретния модел на вашия климатик в курсив, т.е. Марка Модел XYZ.
Оценка на мощността на слънчевия панел
Изходната мощност на слънчевия панел обикновено се измерва във ватове (Wp), което показва максималната потенциална мощност на панела при идеални условия на тестване. Въпреки това, действително произведената енергия в реални инсталации обикновено е по-ниска поради различни фактори на околната среда и ситуацията.
- Часове на слънчева светлинаБроят часове пряка слънчева светлина, които панелът получава всеки ден, силно влияе върху производителността. Районите с по-малко облачни дни и повече дневни часове ще имат по-високи годишни добиви на енергия. Панелите на частично засенчени места или монтирани под неоптимални ъгли произвеждат по-малко енергия.
- туширанеДори частичното засенчване на един единствен слънчев модул може значително да намали общата мощност на панела. Дървета, сгради или други препятствия, които хвърлят сенки върху панелите по всяко време на деня, намаляват ефективността. Най-добре е панелите да се монтират на открито, незасенчено място.
- Ъгъл на панелаЪгълът, под който са монтирани слънчевите панели спрямо слънцето, също влияе върху производителността. Панелите, ориентирани директно на юг (в северното полукълбо) и наклонени под ъгъл, близък до географската ширина на местоположението, се представят най-добре. По-стръмните или по-плитки ъгли водят до по-малко излагане на слънчеви лъчи.
- температураПо-високите температури на околната среда могат леко да намалят производителността на панела. По-хладните панели работят с максимална номинална ефективност, докато много горещите панели може да не работят с 10-15% по-добре в сравнение с техния Wp рейтинг. Правилната вентилация помага за регулиране на температурите.
- Мръсотия и износванеС течение на времето прах, цветен прашец, птичи изпражнения и други отпадъци, натрупващи се върху панелите, намаляват пропускането на слънчева светлина. Редовното почистване помага да се поддържа мощност близка до номиналната. По-старите панели също постепенно губят ефективност поради разграждане на материалите.
Ще изчислите очакваната изходна мощност във ватчасове (Wh) с формулата:
Мощност на слънчевия панел (W) x Пикови часове слънчево греене = Дневни ватчасове (Wh)
Това ще ви даде представа колко енергия може да генерира един слънчев панел за един ден.
Съответствие на слънчевите панели с търсенето на климатик
С изискванията за мощност на вашия климатик и очакваната мощност от стандартен слънчев панел, можете да определите броя на необходимите слънчеви панели. Разделете дневната консумация на ватчаса на вашия климатик на очакваната мощност от ватчаса на панел:
Общо ватчасове (Wh) ÷ Дневни ватчасове (Wh) на слънчевия панел = Брой слънчеви панели
Не забравяйте да вземете предвид допълнителните слънчеви панели, за да компенсирате тези не особено идеални дни. Ето едно просто представяне:
| Размер на климатичната единица (тонове) | Очаквана необходима мощност | Изход на слънчев панел (250W панел) | Необходими панели (закръглени нагоре) |
|---|---|---|---|
| 1 | 3,500-4,000 | 1,000 Wh/ден | 4-5 |
| 2 | 7,000-8,000 | 1,000 Wh/ден | 8-10 |
Уверете се, че вашата система може да се справи с началния пиков ток, който обикновено изисква по-голяма мощност, отколкото при непрекъсната работа. Помислете и за бъдеща подготовка на вашата система за евентуални подобрения на вашия климатик.
Вземане предвид на ефективността и капацитета
Когато планирате да използвате климатика си със слънчева енергия, разбирането на ефективността на устройството и капацитета на вашия слънчев панел е от решаващо значение. Тези елементи пряко влияят върху броя на слънчевите панели, от които ще се нуждаете.
Разбиране на рейтингите за енергийна ефективност: EER и SEER
Коефициентът на енергийна ефективност (EER) и сезонният коефициент на енергийна ефективност (SEER) на вашия климатик са жизненоважни за определяне на енергийната ефективност на вашата система.
EER показва колко ефективно устройството може да охлажда дадена зона спрямо количеството консумирана енергия. Климатиците са разделени на пет нива на EER, като по-високите нива означават по-голяма ефективност. Например, EER от 3.6 е по-ефективен от EER от 2.8.
SEER надгражда EER, като отчита ефективността на устройството през целия охладителен сезон. Той изчислява общата охладителна мощност спрямо общото вложено енергийно потребление за типичен период на употреба. По-високият SEER коефициент означава, че климатикът изисква по-малко енергия за охлаждане в дългосрочен план.
От 1 януари 2023 г. новият стандартен показател за ефективност е SEER2. SEER2 използва същата методология за изчисление като SEER, но с актуализирани протоколи за тестване, които по-добре отразяват реалните инсталации. Той отчита по-високото външно статично налягане, което изпитват климатиците. В резултат на това, оценките на SEER2 са с около 4.5% по-ниски от еквивалентните оценки на SEER. Система с дадена оценка SEER2 обаче ще осигури приблизително 4.71% по-голяма ефективност в сравнение със система с еквивалентен SEER рейтинг.
По-високите стойности на EER и SEER/SEER2 показват, че климатик изисква по-малко енергия за работа. Това може да доведе до по-ниски разходи за енергия при работа на устройството, особено за системи, захранвани от слънчева енергия.
- Централните климатици обикновено имат SEER рейтинг от 13 до 21.
- Прозоречните климатици често имат EER рейтинг между 8 и 12.
Например, 1-тонен климатик, който е еквивалентен на 12,000 XNUMX BTU, може да изисква:
- 1.5 до 2 киловата (kW), ако е с висока енергийна ефективност.
- Повече мощност, ако ефективността е по-ниска.
Фактори, влияещи върху слънчевия вход
Енергията, която можете да получите от вашите слънчеви панели, зависи от:
- Ефективност на панела: Панелите с по-висока ефективност ще преобразуват повече слънчева светлина в електричество.
- Климат: Средната слънчева светлина във вашето местоположение, известна като пикови слънчеви часове, силно влияе върху слънчевата мощност.
- Изискване за променливотоково захранване: Измерено в BTU, това ще определи от колко киловата е необходим вашият климатик.
- Монтаж: Правилният монтаж осигурява максимално излагане на слънчева светлина и следователно максимална ефективност.
За да изчислите вашите нужди от слънчева енергия:
- Обърнете внимание на изискванията за мощност на вашия климатик (проверете спецификацията на променливотоковата мощност).
- Умножете това по часовете на употреба, за да получите дневната консумация на енергия в киловатчасове (kWh).
- Разделете на пиковите слънчеви часове във вашето местоположение, за да намерите необходимия капацитет на слънчевите панели.
Резервни решения: Използване на слънчеви панели извън мрежата
Когато обмисляте климатизация, захранвана от слънчеви панели, за сценарии, различни от мрежата, трябва да се уверите, че системата може да се справи не само с генерирането на енергия, но и с адекватното съхранение на енергия за периоди, когато слънчевата светлина е оскъдна.
Изграждане на автономна система
За да работи климатик, работещ автономно от мрежата, ви е необходим соларен панел, достатъчно мощен, за да отговори на енергийните нужди на климатика. Започнете с изчисляване на общата мощност, която вашият климатик консумира на час, и след това преценете средния брой часове слънчева светлина във вашия район, за да определите броя на слънчевите панели. Обикновено една надеждна автономна система включва:
- Слънчеви панели: Необходим брой въз основа на нуждите от мощност на вашия климатик.
- Контролер за зареждане: За регулиране на зареждането на вашата батерия и предпазване от презареждане.
- Инвертор: За преобразуване на постоянен ток от вашите панели и батерии в променлив ток за вашия климатик.
Интегриране на резервно захранване от батерия за съхранение на енергия
Батерийните блокове са от съществено значение за непрекъснатата работа на климатика след залез слънце или по време на облачни дни. Капацитетът на вашия батерен блок, изразен в ампер-часове (Ah), трябва да е достатъчно голям, за да захранва климатика ви за необходимия период. Ето какво представлява резервната система:
- Тип батерия: Изберете от оловно-киселинни, литиево-йонни или соленоводни батерии, като вземете предвид жизнения цикъл, ефективността и цената.
- Капацитет: Изчислете общата необходима енергия (в kWh) за часовете, в които планирате да използвате променливотоковия си ток извън мрежата, и оразмерете батерийния си блок съответно.
- Поддръжка: Редовните проверки ще осигурят ефективност и дълготрайност на вашата батерия.
Системи, свързани с мрежата, срещу самостоятелни слънчеви AC решения
Когато обмисляте слънчеви панели за захранване на вашия климатик, имате два основни варианта: системи, свързани към мрежата, и самостоятелни или автономни системи.
Системите, свързани към мрежата, са свързани към общинската енергийна мрежа. Това означава, че докато вашите слънчеви панели произвеждат електричество през деня, всеки излишък може да бъде изпратен обратно в мрежата, което често ви дава кредит пред вашата компания за комунални услуги. В моменти, когато вашите слънчеви панели не произвеждат достатъчно енергия, например през нощта или в облачни дни, можете да черпите енергия от мрежата, за да работи вашият климатик. За стандартен климатик за кемпер с мощност около 1,500 вата ще ви е необходим значителен брой панели и евентуално връзка с мрежата, за да осигурите постоянна работа.
Системите, които не са свързани към мрежата, от друга страна, изискват достатъчно батерии за съхранение, за да събират и пестят слънчева енергия. За да работи климатикът ви изцяло независимо от мрежата, ще трябва точно да изчислите консумацията на енергия на климатика, като отчитате използваните ватчасове или киловати, и да я съпоставите с мощността, която вашите слънчеви панели могат да генерират.
Ето кратко сравнение:
| Особеност | Система, обвързана с мрежата | Самостоятелна система |
|---|---|---|
| Връзка | Да | Не |
| Мощност | Разнообразно, може да бъде по-ниско | Трябва да съответства на или да надвишава употребата |
| Съгласуваност | Високо (с решетка) | Зависи от капацитета на батерията |
| Начална цена | Спуснете | По-висока (включва батерии) |
Като цяло, системите, свързани към мрежата, предлагат по-безпроблемна интеграция със съществуващата електрическа инфраструктура, докато самостоятелните системи осигуряват енергийна независимост, но изискват по-значителна първоначална инвестиция и внимателно управление на енергията.
Финансиране на вашия проект за слънчева климатизация
Инвестирането в слънчеви панели за вашата климатична система може да доведе до значителни икономии на разходи за енергия с течение на времето. Важно е да се ориентирате разумно във финансовите аспекти, за да увеличите максимално тези ползи.
Намиране на грантове и заеми
Вашето пътуване към климатици, захранвани от слънчева енергия, започва с откриването на програми за финансова помощ, които могат да ви помогнат да покриете първоначалните разходи. Грантовете са отлични, защото не изискват възстановяване, а има няколко правителствени и частни програми, насочени към насърчаване на приемането на слънчева енергия. Например, федералното правителство понякога предлага данъчни облекчения за слънчеви инсталации, а вашият щат може да има допълнителни стимули.
От друга страна, заемите трябва да се връщат с лихва, но те ви позволяват да започнете проекта си незабавно, като го изплащате с течение на времето. Заеми за слънчева енергия могат да бъдат получени чрез различни финансови институции, като някои от тях могат да предлагат преференциални лихви за енергийно ефективни инвестиции.
Ето кратък формат, който да ви насочи в търсенето:
- Федерални субсидии и данъчни облекчения: Потърсете в базата данни за държавни стимули за възобновяеми енергийни източници и ефективност (DSIRE).
- Специфични за щата програми: Свържете се с енергийния офис на вашия щат за персонализирани програми.
- Кредити за слънчева енергия: Сравнете оферти от кредитни съюзи, банки и специализирани фирми за зелени инвестиции.
Изчисляване на възвръщаемостта на инвестициите (ROI) за слънчеви климатични системи
Изчисляването на възвръщаемостта на инвестицията (ROI) за слънчева климатична система включва оценка на баланса между разходите за монтаж и спестяванията, които ще реализирате с течение на времето. Първо, определете общата цена на вашата система, след което преценете колко консумация на енергия ще компенсирате със слънчевите си панели. Това изчисление включва определяне на средната ви консумация на електроенергия за охлаждане и разбиране на производителността на вашите слънчеви панели.
Точка на безубыточност: Това е моментът, в който спестяванията ви са равни на инвестиционните разходи. За да намерите тази точка, разделете общата цена на инсталирането на слънчевия панел на годишните спестявания от сметката ви за енергия.
Нека разгледаме някои числа:
Пример:
- Обща цена: $ 10,000
- Годишни спестявания: $1,200
Точка на безубыточност (единици) = Фиксирани разходи / Марж на приноса на единица
Като разбирате финансовите механизми, налични за проекти за слънчеви системи, и дългосрочните ползи, които те носят, вие се позиционирате за екологично и рентабилно решение за охлаждане на дома.
В обобщение, правилното оразмеряване на слънчева система за работа на климатик включва отчитане на енергийните нужди на климатика, местоположението и излагането на слънце на слънчевите панели, както и допълнителните нужди от електроенергия. С правилния дизайн на системата, слънчевата енергия може да осигури частично или дори пълно захранване на климатика, намалявайки разходите за комунални услуги и зависимостта от изкопаеми горива. С развитието на технологиите за слънчеви панели и съхранение на енергия, собствениците на жилища ще имат още по-голяма възможност да компенсират високите сезонни охладителни товари с чиста, възобновяема слънчева енергия. Правилното планиране и монтаж могат да помогнат за максимизиране на потенциалните икономии на енергия от климатична система, захранвана от слънчева енергия.
