Koliko solarnih panela za rad klima uređaja

Kako temperature rastu zbog klimatskih promjena, klimatizacijski uređaji mnogim vlasnicima domova postaju neophodni uređaji za rashlađivanje u ljetnim mjesecima. Međutim, rad klima uređaja može značajno povećati račune za struju. Solarna energija predstavlja obnovljiv i sve pristupačniji alternativni izvor energije. Određivanje optimalnog broja solarnih panela potrebnih za napajanje klima uređaja ovisi o čimbenicima kao što su energetska učinkovitost AC jedinice, snaga solarnih panela i potrošnja električne energije u kućanstvu.

Ovaj članak će vam pružiti opće mišljenje o vašim solarnim panelima i kako izračunati koliko je solarnih panela potrebno za rad vašeg klima uređaja.

Pregled rada AC jedinice sa solarnom energijom

Kada gledate na uparivanje vaše klimatizacijske jedinice sa solarnim panelima, ključ je uskladiti proizvodnju energije panela s potrošnjom energije vašeg AC. Sve je u vatima; ovo je jedinica snage koja je temeljna u mjerenju snage solarnih panela i energetskih zahtjeva vašeg klima uređaja.

Kapacitet hlađenja vašeg klima uređaja, koji se često izražava u tonama ili BTU-ima, prevodi se u njegovu potrebnu snagu. 

• Centralna klima

Centralni klimatizacijski sustavi obično imaju najveću potrošnju energije, u prosjeku između 3000-5000 vata na sat. Za učinkovito pokretanje središnje AC jedinice bit će potrebno instalirati najmanje 3 kilovata (kW) snage solarne ploče. Budući da većina stambenih solarnih panela proizvodi oko 100 vata, 30 panela bi bilo potrebno za proizvodnju ovih 3 kW snage. Da bi se u potpunosti nadoknadila potrošnja električne energije AC-a, bilo bi potrebno još više solarne energije – oko 30 panela ili 3 kW kapaciteta.

• Jedinica s velikim prozorom

AC jedinice s velikim prozorima u prosjeku troše 1800-2500 vata na sat. Za napajanje jedne od ovih jedinica bila bi potrebna minimalna solarna instalacija od 2 kW. Budući da svaka ploča od 100 W daje 0,1 kW, 20 ploča ili 2 kW solarne proizvodnje omogućilo bi jedinici rad tijekom vršnih sati hlađenja. Potpuno napajanje doma zahtijevalo bi dodatni solarni kapacitet.

• Srednja prozorska jedinica

 Srednje prozorske jedinice imaju zahtjeve za snagom u rasponu od 1000-1800 vata na sat. Učinkovito pokretanje jedne od ovih veličina izmjenične struje značilo bi instaliranje najmanje 1 kW ili 10 ploča kapaciteta 100 W svaka. Ova solarna ploča mogla bi zadovoljiti većinu potreba za hlađenjem tijekom sunčanih poslijepodneva.

• Mali prozor Jedinica

Klima uređaji s najmanjim prozorima troše samo 500-1000 vata na sat. Pola kW ili 5 panela mogli bi napajati jednu od ovih kompaktnih jedinica tijekom razdoblja jakog sunca. Za kompenzaciju u cijeloj kući može biti potrebno više solarne energije.

Izlaz solarne ploče

• AC (500 W): 2-3 solarne ploče
• Srednja sobna klima (1000-1500 W): 4-6 solarnih panela
• Središnja klima za veliku uporabu (3000 W): 10-12 solarnih panela

Napomena: Broj ploča pretpostavlja da svaka ploča proizvodi oko 300 vata u idealnim uvjetima.

Evo tablice:

Određivanje potreba za solarnim panelom

Svaki klima uređaj koristi različitu količinu energije. Kako biste učinkovito iskoristili sunčevu energiju za svoj klima uređaj, morat ćete provesti neke precizne izračune. Ovdje ćemo objasniti kako procijeniti zahtjeve za strujom vašeg AC-a i pronaći pravu količinu solarne energije koja će zadovoljiti te potrebe.

Izračun zahtjeva za izmjeničnom strujom

Vaš klima uređaj dolazi s posebnim potrebama za snagom, obično izraženim u vatima (W) ili kilovatima (kW). Za točne brojke provjerite specifikacije proizvođača. Središnji aspekt koji treba uzeti u obzir je tonaža jedinice, koja se odnosi na kapacitet hlađenja. Jedna tona hlađenja otprilike je ekvivalentna 12 000 BTU (britanske toplinske jedinice) po satu.

• AC jedinica od 1 tone: Približno 3500 W – 4000 W tijekom rada
• Udarna struja: Trenutačno veća snaga tijekom pokretanja kompresora

Izračunajte potrošnju energije u vat-satima (Wh), uzimajući u obzir sate u kojima radi AC. Evo osnovne formule:

Sati rada x vati (W) = vat-sati (Wh)

Označite marku ili određeni model vašeg klima uređaja kurzivom za točne podatke o snazi, ako su poznati, tj. Marka Model XYZ.

Procjena snage solarnih panela

Izlaz solarnog panela obično se procjenjuje u vršnim vatima (Wp), što označava maksimalni potencijalni učinak panela pod idealnim uvjetima testiranja. Međutim, stvarna energija proizvedena u instalacijama u stvarnom svijetu obično je niža zbog različitih okolišnih i situacijskih čimbenika.

1. Sati sunčeve svjetlosti: Broj sati izravne sunčeve svjetlosti koje panel prima svaki dan uvelike utječe na učinak. Područja s manje oblačnih dana i više dnevnih sati imat će veće godišnje prinose energije. Paneli na djelomično zasjenjenim mjestima ili postavljeni pod kutovima koji nisu optimalni proizvode manje energije.
2. Sjenčanje: Čak i djelomično zasjenjenje jednog solarnog modula može značajno smanjiti ukupnu snagu panela. Drveće, zgrade ili druge prepreke koje bacaju sjene na ploče u bilo koje doba dana smanjuju učinkovitost. Najbolje je montirati ploče na otvorenom, nezasjenjenom prostoru.
3. Kut panela: Kut pod kojim su solarni paneli postavljeni u odnosu na sunce također utječe na performanse. Paneli usmjereni izravno prema jugu (na sjevernoj hemisferi) i nagnuti pod kutom blizu geografske širine lokacije imaju najbolju izvedbu. Strmiji ili plići kutovi rezultiraju manjom izloženošću sunčevim zrakama.
4. Temperatura: Više temperature okoline mogu malo smanjiti performanse ploče. Hladniji paneli rade s maksimalnom nazivnom učinkovitošću, dok vrlo vrući paneli mogu biti slabiji za 10-15% u usporedbi s Wp ocjenom. Pravilna ventilacija pomaže u regulaciji temperature.
5. Prljavština i trošenje: Tijekom vremena, prašina, pelud, ptičji izmet i drugi ostaci koji se nakupljaju na pločama smanjuju prijenos sunčeve svjetlosti. Redovito čišćenje pomaže u održavanju blizu nazivne snage. Stariji paneli također postupno gube učinkovitost zbog degradacije materijala.

Izračunat ćete očekivanu izlaznu snagu u vat-satima (Wh) pomoću formule:

Snaga solarnog panela (W) x vršni sunčani sati = dnevni vat-sati (Wh)

To će vam dati predodžbu o tome koliko energije jedan solarni panel može proizvesti u jednom danu.

Usklađivanje solarnih panela sa zahtjevima AC jedinica

Sa zahtjevima za napajanje vaše AC jedinice i očekivanim izlazom standardne solarne ploče, možete odrediti potreban broj solarnih ploča. Podijelite dnevnu potrošnju watt-sata vaše AC jedinice s očekivanom watt-satnom snagom po ploči:

Ukupni vat-sati (Wh) ÷ dnevni vat-sati solarnog panela (Wh) = broj solarnih panela

Ne zaboravite uzeti u obzir dodatne solarne ploče kako biste uzeli u obzir te manje od idealnih dana. Evo jednostavnog prikaza:

Pobrinite se da vaše postavke mogu podnijeti početnu udarnu struju, koja obično zahtijeva više snage od kontinuiranog rada. Razmislite o budućoj provjeri vašeg sustava za sve moguće nadogradnje vaše AC jedinice.

Uzimajući u obzir učinkovitost i kapacitet

Kada planirate pokrenuti svoj klima uređaj na solarnu energiju, razumijevanje učinkovitosti jedinice i kapaciteta vašeg solarnog polja je ključno. Ovi elementi izravno utječu na broj solarnih panela koji će vam trebati.

Razumijevanje ocjena energetske učinkovitosti: EER i SEER

Ocjene omjera energetske učinkovitosti (EER) i sezonskog omjera energetske učinkovitosti (SEER) vašeg klima uređaja ključne su za određivanje energetske učinkovitosti vašeg sustava. 

EER pokazuje koliko učinkovito jedinica može hladiti područje u odnosu na količinu energije koju troši. Klima uređaji su podijeljeni u pet EER razina, pri čemu više razine označavaju veću učinkovitost. Na primjer, EER od 3,6 učinkovitiji je od EER-a od 2,8.

SEER proširuje EER uzimajući u obzir učinkovitost jedinice tijekom cijele sezone hlađenja. Izračunava ukupnu snagu hlađenja u odnosu na ukupnu utrošenu energiju tijekom tipičnog razdoblja korištenja. Viša SEER ocjena znači da klima uređaj zahtijeva manje energije za dugoročno hlađenje.

Od 1. siječnja 2023. nova standardna metrika učinkovitosti je SEER2. SEER2 koristi istu metodologiju izračuna kao SEER, ali s ažuriranim protokolima testiranja koji bolje odražavaju instalacije u stvarnom svijetu. To je uzrok većeg vanjskog statičkog tlaka koji doživljavaju klima uređaji. Kao rezultat toga, SEER2 ocjene obično su oko 4,5% niže od ekvivalentnih SEER ocjena. Međutim, sustav s danom ocjenom SEER2 pružit će otprilike 4,71% veću učinkovitost u usporedbi sa sustavom s jednakom ocjenom SEER.

Više ocjene EER i SEER/SEER2 označavaju klima uređaj koji za rad zahtijeva manje energije. To može dovesti do nižih troškova energije pri radu jedinice, posebno za sustave koji se napajaju solarnom energijom.

• Centralni klima uređaji obično imaju SEER ocjenu od 13 do 21.
• Prozorski klima uređaj često ima EER ocjenu između 8 i 12.

Na primjer, AC jedinica od 1 tone, što je ekvivalentno 12 000 BTU, može zahtijevati:

• 1,5 do 2 kilovata (kW) ako je visoko energetski učinkovit.
• Više snage ako je učinkovitost niža.

Čimbenici koji utječu na solarni unos

Energija koju možete iskoristiti iz svojih solarnih panela ovisi o:

1. Učinkovitost panela: Paneli veće učinkovitosti pretvorit će više sunčeve svjetlosti u električnu energiju.
2. Klima: Prosječna sunčeva svjetlost na vašoj lokaciji, poznata kao vršni sunčani sati, uvelike utječe na solarnu snagu.
3. Zahtjevi za izmjeničnom strujom: Mjereno u BTU jedinicama, ovo će odrediti koliko kilovata je potrebno vašem AC.
4. Montaža: Pravilna montaža osigurava maksimalnu izloženost sunčevoj svjetlosti i time maksimalnu učinkovitost.

Za izračun vaših solarnih potreba:

• Zabilježite zahtjeve za kW svojeg AC (provjerite specifikaciju AC napajanja).
• Pomnožite ovo sa satima korištenja da biste dobili dnevnu potrošnju energije u kilovat-satima (kWh).
• Podijelite s vršnim sunčanim satima vaše lokacije kako biste pronašli potreban kapacitet solarne ploče.

Sigurnosna rješenja: Korištenje solarnih panela izvan mreže 

Kada razmišljate o klimatizaciji koju napajaju solarni paneli za scenarije izvan mreže, morate osigurati da sustav može podnijeti ne samo proizvodnju energije, već i odgovarajuće skladištenje energije za vrijeme kada je sunčeva svjetlost rijetka.

Izgradnja sustava izvan mreže

Za rad klima uređaja izvan mreže potrebna vam je solarna ploča dovoljno snažna da zadovolji energetske potrebe klima uređaja. Započnite izračunavanjem ukupne snage koju vaš klima uređaj troši po satu, a zatim izmjerite prosječne sate sunčeve svjetlosti u vašem području kako biste odredili broj solarnih ploča. Robustan izvanmrežni sustav obično uključuje:

• Solarni paneli: potreban broj na temelju potrebe za snagom vašeg klima uređaja.
• Kontroler punjenja: za regulaciju punjenja vaše baterije i zaštitu od prekomjernog punjenja.
• Inverter: Za pretvaranje istosmjerne struje iz vaših ploča i baterije u izmjeničnu struju za vaš klima uređaj.

Integracija sigurnosne baterije za pohranu energije

Banke baterija bitne su za nesmetan AC rad nakon zalaska sunca ili tijekom oblačnih dana. Kapacitet vaše baterije, izražen u amper-satima (Ah), trebao bi biti dovoljno velik da napaja vaš klima uređaj potrebno razdoblje. Evo što se sastoji od sigurnosnog sustava:

• Vrsta baterije: Odaberite između olovnih, litij-ionskih ili slanovodnih baterija, uzimajući u obzir životni vijek, učinkovitost i cijenu.
• Kapacitet: Izračunajte ukupnu potrebnu energiju (u kWh) za sate koje planirate pokrenuti izmjeničnom strujom izvan mreže i odredite svoju bateriju u skladu s tim.
• Održavanje: Redoviti pregledi osigurat će učinkovitost i dugovječnost vaše baterije.

Sustavi povezani s mrežom u odnosu na samostalna solarna AC rješenja

Kada razmatrate solarne panele za napajanje vašeg klima uređaja, imate dva glavna izbora: sustave vezane na mrežu i samostalne sustave ili sustave izvan mreže.

Mrežni sustavi povezani su s gradskom energetskom mrežom. To znači da dok vaši solarni paneli proizvode električnu energiju tijekom dana, sav višak može se poslati natrag u mrežu, što vam često daje kredit kod vašeg komunalnog poduzeća. U trenucima kada vaši solarni paneli ne proizvode dovoljno energije, primjerice tijekom noći ili oblačnih dana, možete crpiti energiju iz mreže za rad klima uređaja. Za standardni RV klima uređaj s nazivnom snagom od oko 1500 vata, trebat će vam znatan broj ploča i eventualno priključak na mrežu kako bi se osigurao dosljedan rad.

Sustavi izvan mreže, s druge strane, zahtijevaju dovoljno prostora za skladištenje baterija za prikupljanje i uštedu sunčeve energije. Kako biste potpuno pokrenuli svoj klima uređaj neovisno o mreži, morat ćete točno izračunati potrošnju energije vašeg klima uređaja, uzimajući u obzir vat-sate ili kilovate koje koristi, i uskladiti to sa snagom koju mogu proizvesti vaši solarni paneli.

Evo kratke usporedbe:

Sve u svemu, sustavi vezani uz mrežu nude besprijekorniju integraciju s postojećom električnom infrastrukturom, dok samostalni sustavi pružaju energetsku neovisnost, ali zahtijevaju značajnija početna ulaganja i pažljivo upravljanje energijom.

Financiranje vašeg projekta solarne klimatizacije

Ulaganje u solarne ploče za vaš klimatizacijski sustav može dovesti do značajnih ušteda energije tijekom vremena. Važno je mudro upravljati financijskim aspektima kako biste maksimalno iskoristili te prednosti.

Pronalaženje bespovratnih sredstava i zajmova

Vaše putovanje do klima uređaja na solarni pogon počinje otkrivanjem programa financijske pomoći koji vam mogu pomoći u pokrivanju početnih troškova. Donacije su izvrsne jer ne zahtijevaju otplatu, a postoji nekoliko državnih i privatnih programa čiji je cilj promicanje usvajanja solarne energije. Na primjer, savezna vlada ponekad nudi porezne olakšice za solarne instalacije, a vaša država može imati dodatne poticaje.

Zajmove, s druge strane, treba vratiti s kamatama, ali vam omogućuju da odmah započnete svoj projekt, otplaćujući ga tijekom vremena. Krediti za solarnu energiju mogu se dobiti preko raznih financijskih institucija, a neke mogu ponuditi povlaštene stope za energetski učinkovita ulaganja.

Evo kratkog formata za usmjeravanje vaše pretrage:

• Savezne potpore i porezni olakšice: potražite bazu podataka o državnim poticajima za obnovljive izvore energije i učinkovitost (DSIRE).
• Programi specifični za državu: Obratite se državnom uredu za energetiku za prilagođene programe.
• Krediti za solarnu energiju: Usporedite ponude kreditnih sindikata, banaka i specijaliziranih tvrtki za ekološka ulaganja.

Izračun povrata ulaganja za solarne AC sustave

Izračun povrata ulaganja (ROI) za solarni AC sustav uključuje procjenu ravnoteže između troškova instalacije i ušteda koje ćete ostvariti tijekom vremena. Najprije odredite ukupnu cijenu vašeg sustava, a zatim procijenite koliku ćete potrošnju energije nadoknaditi svojim solarnim pločama. Ovaj izračun uključuje precizno određivanje vaše prosječne potrošnje električne energije za hlađenje i razumijevanje izlazne snage vaših solarnih panela.

Točka rentabilnosti: To je kada je vaša ušteđevina jednaka trošku ulaganja. Da biste pronašli ovu točku, podijelite ukupnu cijenu instalacije svoje solarne ploče s godišnjom uštedom na vašem računu za energiju.

Zbrojimo neke brojke:

Primjer:

• Ukupni trošak: $10,000
• Godišnja ušteda: $1,200

Točka rentabilnosti (jedinice) = Fiksni troškovi / marža doprinosa po jedinici

Razumijevanjem financijskih mehanizama dostupnih za projekte solarnih sustava i dugoročnih koristi koje oni podrazumijevaju, pozicionirate se za ekološki prihvatljivo i troškovno učinkovito rješenje za hlađenje doma.

Ukratko, ispravno dimenzioniranje solarnog polja za rad klima uređaja uključuje razmatranje potreba za napajanjem AC-a, lokacije i izloženosti suncu solarnih panela te dodatnih zahtjeva za električnom energijom. Uz ispravan dizajn sustava, solarna energija može osigurati djelomičnu ili čak punu snagu klima uređaja, smanjujući troškove komunalnih usluga i oslanjanje na fosilna goriva. Kako solarni paneli i tehnologija pohranjivanja energije napreduju, vlasnici kuća će imati još veću mogućnost nadoknaditi visoka sezonska opterećenja hlađenja čistom, obnovljivom solarnom energijom. Ispravno planiranje i instalacija mogu pomoći da se maksimiziraju potencijalne uštede energije od sustava klimatizacije na solarni pogon.