Колко слънчеви панели, за да работи един климатик

Тъй като температурите се повишават поради изменението на климата, климатиците се превръщат в основни уреди за много собственици на жилища, за да се охладят през летните месеци. Пускането на климатик обаче може значително да увеличи сметките за ток. Слънчевата енергия осигурява възобновяем и все по-достъпен алтернативен източник на енергия. Определянето на оптималния брой слънчеви панели, необходими за захранване на климатик, зависи от фактори като енергийната ефективност на променливотоковия модул, мощността на слънчевия панел и потреблението на електроенергия в домакинството.

Тази статия ще ви предостави цялостно мнение за вашите слънчеви панели и как да изчислите колко слънчеви панели са необходими, за да работи вашият климатик.

Общ преглед на управление на променливотоков блок със слънчева енергия

Когато разглеждате сдвояването на вашия климатик със слънчеви панели, ключът е да съгласувате производството на енергия от панелите с консумацията на енергия от вашия климатик. Всичко е за ватовете; това е единицата за мощност, която е основна при измерването както на мощността на слънчевите панели, така и на енергийните нужди на вашия климатик.

Капацитетът на охлаждане на вашия климатик, който често се изразява в тонове или BTU, се преобразува в неговата необходима мощност. 

• Централна климатизация

Централните климатични системи обикновено имат най-висока консумация на енергия, средно между 3000-5000 вата на час. За да работи ефективно централен променливотоков блок ще изисква инсталиране на поне 3 киловата (kW) изходен слънчев панел. Тъй като повечето жилищни слънчеви панели генерират около 100 вата, ще са необходими 30 панела, за да генерират тези 3 kW мощност. За пълното компенсиране на потреблението на електроенергия от AC ще е необходима още повече слънчева енергия – около 30 панела или 3 kW капацитет.

• Голям прозорец

Променливотоковите модули с големи прозорци консумират средно 1800-2500 вата на час. За захранване на едно от тези устройства ще са необходими минимум 2 kW соларна инсталация. Тъй като всеки панел от 100 W осигурява 0,1 kW, 20 панела или 2 kW слънчево генериране ще позволят на модула да работи по време на пиковите часове на охлаждане. Пълното захранване на дома ще изисква допълнителен слънчев капацитет.

• Среден прозорец

 Средните модули за прозорци имат изисквания за мощност в диапазона 1000-1800 вата на час. За да работите ефективно с един от тези размери на променлив ток, това означава инсталиране на поне 1 kW или 10 панела с капацитет 100 W всеки. Този слънчев масив може да задоволи голяма част от нуждите от охлаждане в слънчевите следобеди.

• Малък прозорец

Най-малките прозоречни климатици използват само 500-1000 вата на час. Половин kW или 5 панела биха могли да захранват едно 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 слънчевия панел

• AC (500 W): 2-3 слънчеви панела
• Среден стаен климатик (1000-1500 W): 4-6 слънчеви панела
• Интензивно използван централен климатик (3000 W): 10-12 слънчеви панела

Забележка: Броят на панелите предполага, че всеки панел произвежда около 300 вата при идеални условия.

Ето таблица:

Размер на AC модула	BTU диапазон	Средна консумирана мощност (ватове)
Малък прозорец	5000 BTU или по-малко	500
Среден прозорец	5 000 – 10 000 BTU	900
Голям прозорец	10 000 – 15 000 BTU	1,400
Изключително голям прозорец	15 000 – 25 000 BTU	1,800
Централна въздушна система	15 000 – 60 000 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 извършите някои точни изчисления. Тук ще разгледаме как да оцените изискванията за мощност на вашия променлив ток и да намерите точното количество слънчева енергия, за да посрещнете тези нужди.

Изчисляване на изискванията за променлив ток

Вашият климатик се доставя със специфични нужди от мощност, обикновено оценени във ватове (W) или киловати (kW). Проверете спецификациите на производителя за точните цифри. Централен аспект, който трябва да се вземе предвид, е тонажът на модула, който е свързан с капацитета на охлаждане. Един тон охлаждане е приблизително еквивалентен на 12 000 BTU (британски термични единици) на час.

• 1-тонен AC модул: Приблизително 3500 W – 4000 W по време на работа
• Ударен ток: Моментно по-висока мощност по време на стартиране на компресора

Изчислете консумацията на енергия във ватчасове (Wh), като вземете предвид часовете, в които работите с климатика. Ето една основна формула:

Работни часове x ватове (W) = ват-часове (Wh)

Маркирайте в курсив марката или конкретния модел на вашия климатик за точни данни за мощността, ако е известна, т.е. Марка Модел XYZ.

Оценка на мощността на слънчевия панел

Изходът на слънчевия панел обикновено се оценява във ватове пик (Wp), което показва максималната потенциална мощност на панела при идеални условия за изпитване. Въпреки това действителната енергия, произведена в реални инсталации, обикновено е по-ниска поради различни фактори на околната среда и ситуация.

1. Часове на слънчева светлина: Броят часове на пряка слънчева светлина, които един панел получава всеки ден, оказва значително влияние върху производителността. Районите с по-малко облачни дни и повече дневни часове ще имат по-висок годишен добив на енергия. Панелите на частично сенчести места или монтирани под неоптимални ъгли произвеждат по-малко енергия.
2. Засенчване: Дори частично засенчване на един соларен 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.
3. Ъгъл на панела: Ъгълът, 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.
4. температура: По-високите температури на околната среда могат леко да намалят производителността на панела. Охладителните панели работят при максимална номинална ефективност, докато много горещите панели може да имат по-ниска производителност с 10-15% в сравнение с тяхната Wp оценка. Правилната вентилация помага за регулиране на температурите.
5. Мръсотия и износване: С течение на времето прахът, цветният прашец, птичият изпражнения и други отпадъци, натрупващи се върху панелите, намаляват пропускането на слънчева светлина. Редовното почистване спомага за поддържане на мощност близо до номиналната. По-старите панели също постепенно губят ефективност поради влошаване на качеството на материала.

Ще изчислите очакваната изходна мощност във ватчасове (Wh) с формулата:

Мощност на слънчевия панел (W) x Пикови слънчеви часове = Дневни ват-часове (Wh)

Това ще ви даде представа колко енергия може да генерира един слънчев панел за един ден.

Сравняване на слънчевите панели с търсенето на AC модул

С изискванията за захранване на вашето устройство за променлив ток и очакваната мощност от стандартен слънчев панел можете да определите необходимия брой слънчеви панели. Разделете ежедневната консумация на ватчас на вашето устройство за променлив ток на очакваната мощност на ватчас на панел:

Общо ватчасове (Wh) ÷ дневни ватчасове (Wh) на слънчевия панел = брой слънчеви панели

Не забравяйте да вземете предвид допълнителните слънчеви панели, за да отчетете тези не толкова идеални дни. Ето едно просто представяне:

Размер на AC модула (тонове)	Приблизително необходими ватове	Мощност на слънчевия панел (250W панел)	Необходими панели (закръглени)
1	3,500-4,000	1000 Wh/ден	4-5
2	7,000-8,000	1000 Wh/ден	8-10

Уверете се, че вашата настройка може да се справи с началния ударен ток, който обикновено изисква повече мощност от непрекъснатото използване по време на работа. Помислете за бъдеща проверка на вашата система за всякакви потенциални надстройки на вашия AC модул.

Отчитане на ефективността и капацитета

Когато планирате да използвате вашия климатик със слънчева енергия, разбирането на ефективността на уреда и капацитета на вашия слънчев масив е от решаващо значение. Тези елементи пряко влияят върху броя на слънчевите панели, от които ще се нуждаете.

Разбиране на оценките за енергийна ефективност: EER и SEER

Коефициентът на енергийна ефективност (EER) и коефициентът на сезонна енергийна ефективност (SEER) на вашия климатик са жизненоважни за определяне на това колко енергийно ефективна е вашата система. 

EER показва колко ефективно уредът може да охлади зона спрямо количеството енергия, което консумира. Климатиците са разделени на пет EER нива, като по-високите нива означават по-голяма ефективност. Например, EER от 3,6 е по-ефективен от EER от 2,8.

SEER разширява EER, като взема предвид ефективността на модула през целия охладителен сезон. Той изчислява общата охлаждаща мощност спрямо общата входяща енергия за типичен период на използване. По-високият SEER рейтинг 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 отразяват по-добре инсталациите в реалния свят. Отчита по-високото външно статично налягане, което изпитват климатиците. В резултат на това оценките на SEER2 обикновено са с около 4,5% по-ниски от еквивалентните оценки на SEER. Въпреки това, система с даден рейтинг SEER2 ще осигури приблизително 4,71% по-голяма ефективност в сравнение със система с еквивалентен рейтинг SEER.

По-високите оценки EER и SEER/SEER2 показват климатик, който изисква по-малко енергия за работа. Това може да доведе до по-ниски разходи за енергия при работа на модула, особено за системи, захранвани от слънчева енергия.

• Централните климатици обикновено имат SEER рейтинг от 13 до 21.
• Прозоречен климатик често има EER рейтинг между 8 и 12.

Например, 1-тонна AC единица, която е еквивалентна на 12 000 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 оползотворите от вашите слънчеви панели зависи от:

1. Ефективност на панела: Панелите с по-висока ефективност ще преобразуват повече слънчева светлина в електричество.
2. Климат: Средната слънчева светлина на вашето местоположение, известна като пиковите слънчеви часове, значително влияе на слънчевата мощност.
3. Изискване за AC захранване: Измерено в BTU, това ще определи от колко киловата се нуждае вашият AC.
4. Монтаж: Правилният монтаж гарантира максимално излагане на слънчева светлина и следователно максимална ефективност.

За да изчислите вашите слънчеви нужди:

• Обърнете внимание на изискването за kW на вашия AC (проверете спецификацията на AC мощността).
• Умножете това по часовете на използване, за да получите дневната консумация на енергия в киловатчаса (kWh).
• Разделете на пиковите слънчеви часове на вашето местоположение, за да намерите необходимия капацитет на слънчевия панел.

Решения за архивиране: Използване на слънчеви панели извън мрежата 

Когато обмисляте климатизация, захранвана от слънчеви панели за сценарии извън мрежата, трябва да сте сигурни, че системата може да се справи не само с генерирането на енергия, но и с адекватно съхранение на енергия за времена, когато слънчевата светлина е оскъдна.

Изграждане на Off-Grid система

За да работите с климатик извън мрежата, имате нужда от соларен масив, 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 средните часове на слънчева светлина във вашия район, за да определите броя на слънчевите панели. Обикновено стабилната 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 защита от презареждане.
• Инвертор: За преобразуване на постоянен ток от вашите панели и батерия в променлив ток за вашия климатик.

Интегриране на резервна батерия за съхранение на енергия

Батерийните банки са от съществено значение за непрекъсната работа с променлив ток след залез слънце или по време на облачни дни. Капацитетът на вашата батерия, изразен в амперчасове (Ah), трябва да бъде достатъчно голям, за да захранва вашия климатик за необходимия период. Ето какво включва резервна система:

• Тип батерия: Изберете от оловно-киселинни, литиево-йонни или соленоводни батерии, като имате предвид жизнения цикъл, ефективността и цената.
• Капацитет: Изчислете общата необходима енергия (в kWh) за часовете, в които планирате да работите с вашия AC извън мрежата, и оразмерете съответно батерията си.
• Поддръжка: Редовните проверки ще гарантират ефективност и дълъг живот на вашата батерия.

Свързани с мрежата системи срещу самостоятелни слънчеви променливотокови решения

Когато обмисляте слънчеви панели за захранване на вашия климатик, имате два основни избора: свързани с мрежата системи и самостоятелни, или извън мрежата, системи.

Мрежовите системи 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 на вашата комунална компания. В моменти, когато вашите слънчеви панели не произвеждат достатъчно енергия, като например през нощта или в облачни дни, можете да черпите енергия от мрежата, за да работи вашият климатик. За стандартен RV климатик с номинална мощност от около 1500 вата ще ви трябват значителен брой панели и евентуално връзка към мрежата, за да осигурите постоянна работа.

Системите извън мрежата, от друга страна, изискват достатъчно съхранение на батерии за събиране и спестяване на слънчева енергия. За да работите напълно с вашия климатик независимо от мрежата, ще трябва да изчислите точно енергийната консумация на вашия климатик, като вземете предвид ватчасовете или киловатите, които използва, и да го съпоставите с мощността, която вашите слънчеви панели могат да генерират.

Ето едно бързо сравнение:

Особеност	Свързана с решетка система	Самостоятелна система
Връзка	да	Не
Номинална мощност	Разнообразен, може и по-нисък	Трябва да съответства или да надвишава употребата
Последователност	Висок (с решетка)	Зависи от капацитета на батерията
Начална цена	Нисък	По-висок (включва батерии)

Като цяло, свързаните с мрежата системи 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 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 климатизацията със слънчева енергия започва с откриването на програми за финансова помощ, които могат да ви помогнат да покриете първоначалните разходи. Безвъзмездните средства са отлични, защото не изискват изплащане и има няколко правителствени и частни програми, насочени към насърчаване на приемането на слънчева енергия. Например, федералното правителство понякога предлага данъчни кредити за слънчеви инсталации и вашият щат може да има допълнителни стимули.

Заемите, от друга страна, трябва да бъдат върнати 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 могат да предложат преференциални цени за енергийно ефективни инвестиции.

Ето кратък формат за насочване на вашето търсене:

• Федерални субсидии и данъчни кредити: Потърсете в базата данни за държавни стимули за възобновяеми енергийни източници и ефективност (DSIRE).
• Специфични за държавата програми: Свържете се с енергийната служба на вашия щат за персонализирани програми.
• Заеми за слънчева енергия: Сравнете оферти от кредитни съюзи, банки и специализирани фирми за зелени инвестиции.

Изчисляване на ROI за слънчеви променливотокови системи

Изчисляването на възвръщаемостта на инвестицията (ROI) за слънчева променливотокова система включва оценка на баланса между вашите разходи за инсталиране и спестяванията, които ще съберете с течение на времето. Първо определете общата цена на вашата система, след това изчислете колко потребление на енергия ще компенсирате с вашите слънчеви панели. Това изчисление включва точно определяне на средната ви консумация на електроенергия за охлаждане и разбиране на мощността на вашите слънчеви панели.

Точка на рентабилност: Това е, когато вашите спестявания са равни на инвестиционните разходи. За да намерите тази точка, разделете общата цена на вашата инсталация на соларен панел на годишните спестявания от вашата сметка за енергия.

Нека съкратим малко числа:

Пример:

• Обща цена: $10,000
• Годишни спестявания: $1,200

Точка на рентабилност (единици) = Фиксирани разходи / марж на принос на единица

Като разбирате наличните финансови механизми за проекти за соларни системи и дългосрочните ползи, които те водят, вие се позиционирате за екологично и рентабилно решение за домашно охлаждане.

В обобщение, правилното оразмеряване на слънчева решетка за работа на климатик включва отчитане на нуждите от енергия на AC, местоположението и излагането на слънце на слънчевите панели и допълнителните изисквания за електричество. С правилния дизайн на системата слънчевата енергия може да осигури частична или дори пълна мощност на климатик, намалявайки разходите за комунални услуги и зависимостта от изкопаеми горива. Тъй като слънчевите панели и технологията за съхранение на енергия продължават да напредват, собствениците на жилища ще имат още по-голяма способност да компенсират високите сезонни охлаждащи натоварвания с чиста, възобновяема слънчева енергия. Правилното планиране и инсталиране може да помогне за максимизиране на потенциалните спестявания на енергия от климатична система със слънчево захранване.