Kiek saulės baterijų reikia paleisti oro kondicionierių

Kylant temperatūrai dėl klimato kaitos, oro kondicionieriai tampa būtiniausiu prietaisu daugeliui namų savininkų, kad vasaros mėnesiais būtų vėsu. Tačiau naudojant oro kondicionierių gali gerokai padidėti sąskaitos už elektrą. Saulės energija yra atsinaujinantis ir vis labiau prieinamas alternatyvus energijos šaltinis. Optimalaus saulės baterijų, reikalingų oro kondicionieriui maitinti, skaičiaus nustatymas priklauso nuo tokių veiksnių kaip kintamosios srovės įrenginio energijos vartojimo efektyvumas, saulės baterijų galia ir namų ūkio elektros suvartojimas.

Šiame straipsnyje bus pateikta bendra nuomonė apie saulės baterijas ir kaip apskaičiuoti, kiek saulės baterijų reikia oro kondicionieriaus veikimui.

Kintamosios srovės įrenginio veikimo su saulės energija apžvalga

Kai žiūrite į oro kondicionavimo įrenginio suporavimą su saulės baterijomis, svarbiausia yra suderinti plokščių energijos gamybą su jūsų kintamosios srovės energijos suvartojimu. Viskas priklauso nuo vatų; Tai galios vienetas, kuris yra esminis matuojant saulės kolektorių galią ir oro kondicionieriaus energijos poreikį.

Jūsų oro kondicionieriaus aušinimo galia, kuri dažnai išreiškiama tonomis arba BTU, reiškia jo galios poreikį. 

• Centrinis oro kondicionavimas

Centrinės oro kondicionavimo sistemos paprastai sunaudoja didžiausią energijos suvartojimą – vidutiniškai 3000–5000 vatų per valandą. Kad centrinis kintamosios srovės blokas veiktų efektyviai, reikės įrengti bent 3 kilovatus (kW) saulės kolektorių išėjimo. Kadangi dauguma gyvenamųjų namų saulės baterijų generuoja apie 100 vatų, šiai 3 kW galiai pagaminti reikėtų 30 plokščių. Norint visiškai kompensuoti kintamosios srovės elektros suvartojimą, reikėtų dar daugiau saulės energijos – apie 30 plokščių arba 3 kW galios.

• Didelio lango blokas

Didelio lango kintamosios srovės įrenginiai vidutiniškai sunaudoja 1800–2500 vatų per valandą. Norint maitinti vieną iš šių įrenginių, reikės mažiausiai 2 kW saulės energijos įrenginio. Kadangi kiekviena 100 W plokštė suteikia 0,1 kW galią, 20 plokščių arba 2 kW saulės energijos generuoja įrenginį, kad įrenginys veiktų piko vėsinimo valandomis. Norint pilnai aprūpinti namą, reikėtų papildomos saulės energijos.

• Vidutinio lango blokas

 Vidutinio lango blokų energijos poreikis yra 1 000–1 800 vatų per valandą. Norint efektyviai naudoti vieną iš šių dydžių kintamosios srovės, reikia sumontuoti mažiausiai 1 kW arba 10 plokščių, kurių kiekviena gali būti 100 W. Šis saulės energijos blokas galėtų patenkinti daugelį vėsinimo poreikių saulėtomis popietėmis.

• Mažo lango blokas

Mažiausių langų oro kondicionieriai sunaudoja tik 500–1000 vatų per valandą. Pusė kW arba 5 skydai galėtų maitinti vieną iš šių kompaktiškų įrenginių esant aukštai saulei. Norint kompensuoti visą namą, gali prireikti daugiau saulės energijos.

Saulės skydo išėjimas

• Light-Use AC (500 W): 2-3 saulės baterijos
• Vidutinė kambario kintamoji srovė (1 000-1 500 W): 4-6 saulės baterijos
• Didelio naudojimo centrinė kintamoji srovė (3 000 W): 10–12 saulės kolektorių

Pastaba: plokščių skaičius reiškia, kad kiekviena plokštė idealiomis sąlygomis sukuria apie 300 vatų.

Čia yra lentelė:

Saulės kolektorių poreikių nustatymas

Kiekvienas oro kondicionierius naudoja skirtingą energijos kiekį. Norėdami efektyviai panaudoti saulės energiją oro kondicionavimui, turėsite atlikti keletą tikslių skaičiavimų. Čia apžvelgsime, kaip įvertinti jūsų kintamosios srovės energijos poreikį ir rasti tinkamą saulės energijos kiekį šiems poreikiams patenkinti.

Kintamosios srovės poreikio apskaičiavimas

Jūsų oro kondicionieriui reikia specifinių galios poreikių, paprastai vatais (W) arba kilovatais (kW). Tikslius skaičius ieškokite gamintojo specifikacijose. Pagrindinis aspektas, į kurį reikia atsižvelgti, yra įrenginio talpa, susijusi su aušinimo pajėgumu. Viena tona aušinimo apytiksliai atitinka 12 000 BTU (Britanijos šiluminių vienetų) per valandą.

• 1 tonos kintamosios srovės įrenginys: maždaug 3 500 W – 4 000 W veikimo metu
• Viršįtampio srovė: akimirksniu didesnė galia paleidžiant kompresorių

Apskaičiuokite energijos suvartojimą vatvalandėmis (Wh), atsižvelgdami į valandas, kai naudojate kintamosios srovės šaltinį. Štai pagrindinė formulė:

Veikimo valandos x vatai (W) = vatvalandės (Wh)

Kursyvu parašykite oro kondicionieriaus prekės ženklą arba konkretų modelį, kad gautumėte tikslius galios duomenis, jei žinote, ty Gamintojo modelis XYZ.

Saulės skydo išėjimo įvertinimas

Saulės kolektorių išėjimo galia paprastai yra vatų smailė (Wp), o tai rodo didžiausią skydelio potencialą idealiomis bandymo sąlygomis. Tačiau tikroji energija, pagaminta realaus pasaulio įrenginiuose, paprastai yra mažesnė dėl įvairių aplinkos ir situacijos veiksnių.

1. Saulės šviesos valandos: Valandų, kurias skydas gauna tiesioginių saulės spindulių kiekvieną dieną, skaičius labai veikia našumą. Srityse, kuriose yra mažiau debesuotų dienų ir daugiau šviesos valandų, metinis energijos kiekis bus didesnis. Plokštės, esančios iš dalies šešėlinėse vietose arba sumontuotos neoptimaliais kampais, gamina mažiau energijos.
2. Šešėliavimas: Net dalinis vieno saulės modulio šešėliavimas gali žymiai sumažinti bendrą skydelio galią. Medžiai, pastatai ar kitos kliūtys, metančios šešėlį ant plokščių bet kuriuo paros metu, sumažina efektyvumą. Geriausia plokštes montuoti atviroje, neužtemdytoje vietoje.
3. Skydelio kampas: Saulės kolektorių montavimo kampas saulės atžvilgiu taip pat turi įtakos veikimui. Geriausiai veikia plokštės, nukreiptos tiesiai į pietus (šiauriniame pusrutulyje) ir pakreiptos kampu, artimu vietos platumai. Statesni arba seklesni kampai sumažina saulės spindulių poveikį.
4. Temperatūra: Aukštesnė aplinkos temperatūra gali šiek tiek pabloginti skydelio našumą. Aušintuvo plokštės veikia maksimaliu vardiniu efektyvumu, o labai karštų plokščių našumas gali būti mažesnis 10-15%, palyginti su jų Wp reitingu. Tinkama ventiliacija padeda reguliuoti temperatūrą.
5. Purvas ir nusidėvėjimas: Laikui bėgant dulkės, žiedadulkės, paukščių išmatos ir kitos šiukšlės, besikaupiančios ant plokščių, sumažina saulės spindulių pralaidumą. Reguliarus valymas padeda išlaikyti artimą vardinei galiai. Senesnės plokštės taip pat palaipsniui praranda efektyvumą dėl medžiagų degradacijos.

Numatomą išėjimo galią vatvalandėmis (Wh) apskaičiuosite pagal formulę:

Saulės kolektorių įvertinimas (W) x didžiausios saulės šviesos valandos = dienos vatvalandės (Wh)

Tai suteiks jums supratimą, kiek energijos gali pagaminti viena saulės baterija per dieną.

Saulės kolektorių atitikimas kintamosios srovės įrenginių poreikiui

Atsižvelgdami į jūsų kintamosios srovės įrenginio galios poreikius ir numatomą standartinio saulės baterijos skydelio galią, galite nustatyti reikalingų saulės baterijų skaičių. Padalinkite kintamosios srovės įrenginio dienos vatvalandės suvartojimą iš numatomos vatvalandės galios vienam skydeliui:

Iš viso vatvalandės (Wh) ÷ saulės baterijų skydo dienos vatvalandės (Wh) = saulės kolektorių skaičius

Nepamirškite įtraukti papildomų saulės baterijų, kad būtų atsižvelgta į tas ne tokias idealias dienas. Štai paprastas vaizdas:

Įsitikinkite, kad jūsų sąranka gali valdyti pradinę viršįtampio srovę, kuriai paprastai reikia daugiau galios nei nuolatiniam naudojimui. Taip pat apsvarstykite galimybę ateityje patikrinti savo sistemą, kad būtų galima atnaujinti kintamosios srovės įrenginį.

Atsižvelgiant į efektyvumą ir pajėgumą

Planuodami savo oro kondicionierių naudoti saulės energiją, labai svarbu suprasti įrenginio efektyvumą ir saulės kolektorių masyvo talpą. Šie elementai tiesiogiai veikia jums reikalingų saulės baterijų skaičių.

Energijos vartojimo efektyvumo įvertinimų supratimas: EER ir SEER

Jūsų oro kondicionieriaus energijos vartojimo efektyvumo koeficientas (EER) ir sezoninis energijos efektyvumo koeficientas (SEER) yra labai svarbūs nustatant jūsų sistemos energijos vartojimo efektyvumą. 

EER rodo, kaip efektyviai įrenginys gali vėsinti plotą, palyginti su suvartojamos energijos kiekiu. Oro kondicionieriai skirstomi į penkis EER lygius, o aukštesni lygiai reiškia didesnį efektyvumą. Pavyzdžiui, 3,6 EER yra efektyvesnis nei 2,8 EER.

SEER išplečia EER, atsižvelgdama į įrenginio efektyvumą per visą vėsinimo sezoną. Jis apskaičiuoja bendrą aušinimo galią, palyginti su bendru energijos suvartojimu per įprastą naudojimo laikotarpį. Aukštesnis SEER įvertinimas reiškia, kad oro kondicionieriui reikia mažiau energijos vėsinimui ilgą laiką.

Nuo 2023 m. sausio 1 d. nauja standartinė efektyvumo metrika yra SEER2. SEER2 naudoja tą pačią skaičiavimo metodiką kaip SEER, bet su atnaujintais testavimo protokolais, kurie geriau atspindi realaus pasaulio įrenginius. Dėl to oro kondicionieriai patiria didesnį išorinį statinį slėgį. Todėl SEER2 reitingai paprastai būna maždaug 4,51 TP3T žemesni nei lygiaverčiai SEER įvertinimai. Tačiau sistema su nurodytu SEER2 įvertinimu užtikrins maždaug 4.71% didesnį efektyvumą, palyginti su sistema su lygiaverčiu SEER reitingu.

Aukštesni EER ir SEER/SEER2 įvertinimai rodo oro kondicionierių, kuriam veikti reikia mažiau energijos. Tai gali sumažinti energijos sąnaudas naudojant įrenginį, ypač sistemoms, maitinamoms saulės energija.

• Centrinių oro kondicionierių SEER įvertinimas paprastai yra nuo 13 iki 21.
• Langų oro kondicionieriaus EER įvertinimas dažnai yra nuo 8 iki 12.

Pavyzdžiui, 1 tonos kintamosios srovės įrenginiui, atitinkančiam 12 000 BTU, gali reikėti:

• 1,5–2 kilovatai (kW), jei jis labai taupo energiją.
• Daugiau galios, jei efektyvumas mažesnis.

Veiksniai, turintys įtakos saulės energijos įvedimui

Energija, kurią galite panaudoti iš savo saulės baterijų, priklauso nuo:

1. Skydelių efektyvumas: Didesnio efektyvumo plokštės daugiau saulės šviesos pavers elektros energija.
2. Klimatas: jūsų vietos vidutinė saulės šviesa, žinoma kaip didžiausios saulės valandos, labai paveikia saulės energiją.
3. Kintamosios srovės galios poreikis: matuojant BTU, tai nustatys, kiek kilovatų reikia jūsų kintamosios srovės.
4. Montavimas: Tinkamas montavimas užtikrina maksimalų saulės spindulių poveikį, taigi ir maksimalų efektyvumą.

Norėdami apskaičiuoti saulės energijos poreikį:

• Atkreipkite dėmesį į savo kintamosios srovės kW poreikį (patikrinkite kintamosios srovės galios specifikaciją).
• Padauginkite tai iš naudojimo valandų, kad gautumėte dienos energijos suvartojimą kilovatvalandėmis (kWh).
• Padalinkite iš savo vietos didžiausio saulės valandų, kad surastumėte reikiamą saulės baterijos galią.

Atsarginiai sprendimai: saulės kolektorių naudojimas neprijungus prie tinklo 

Svarstydami apie oro kondicionavimą, maitinamą saulės baterijomis, kad būtų atsijungę nuo tinklo, turite užtikrinti, kad sistema galėtų ne tik generuoti energiją, bet ir tinkamai kaupti energiją tais laikais, kai trūksta saulės šviesos.

Ne tinklo sistemos kūrimas

Norint paleisti oro kondicionierių nuo tinklo, reikia pakankamai galingos saulės energijos, kuri patenkintų oro kondicionieriaus energijos poreikius. Pradėkite apskaičiuodami bendrą oro kondicionieriaus sunaudojamą galią vatais per valandą, tada įvertinkite vidutines saulės šviesos valandas jūsų vietovėje, kad nustatytumėte saulės baterijų skaičių. Paprastai tvirta ne tinklo sistema apima:

• Saulės baterijos: reikalingas skaičius, atsižvelgiant į jūsų oro kondicionieriaus galios poreikius.
• Įkrovimo valdiklis: reguliuoti akumuliatoriaus banko įkrovimą ir apsaugoti jį nuo perkrovimo.
• Inverteris: Norėdami konvertuoti nuolatinę srovę iš plokščių ir akumuliatoriaus į kintamosios srovės maitinimą jūsų oro kondicionieriui.

Integruota atsarginė baterija energijos kaupimui

Baterijų bankai yra būtini norint užtikrinti nepertraukiamą kintamosios srovės veikimą po saulėlydžio arba debesuotomis dienomis. Akumuliatoriaus talpa, išreikšta ampervalandėmis (Ah), turi būti pakankamai didelė, kad oro kondicionierius maitintų reikiamą laiką. Štai ką sudaro atsarginė sistema:

• Baterijos tipas: rinkitės iš švino rūgšties, ličio jonų arba sūraus vandens akumuliatorių, atsižvelgdami į gyvavimo ciklą, efektyvumą ir kainą.
• Talpa: apskaičiuokite bendrą energijos poreikį (kWh) valandoms, kurias planuojate naudoti kintamosios srovės neprijungus prie tinklo, ir atitinkamai padidinkite akumuliatoriaus banką.
• Priežiūra: Reguliarūs patikrinimai užtikrins jūsų akumuliatoriaus banko efektyvumą ir ilgaamžiškumą.

Su tinkleliu susietos sistemos ir atskiri saulės kintamosios srovės sprendimai

Kai galvojate apie saulės baterijas oro kondicionieriui maitinti, turite du pagrindinius pasirinkimus: su tinklu susietas sistemas ir atskiras arba neprijungtas prie tinklo sistemas.

Prie tinklo prijungtos sistemos yra prijungtos prie savivaldybės energijos tinklų. Tai reiškia, kad kol jūsų saulės baterijos gamina elektros energiją dienos metu, bet koks perteklius gali būti grąžintas atgal į tinklą, o tai dažnai suteikia jums kreditą jūsų komunalinių paslaugų įmonei. Kai saulės baterijos nepagamina pakankamai energijos, pvz., naktį arba debesuotomis dienomis, galite gauti energijos iš tinklo, kad galėtumėte paleisti oro kondicionierių. Standartiniam RV oro kondicionieriui, kurio galia yra apie 1500 vatų, jums reikės daug plokščių ir galbūt prijungimo prie tinklo, kad būtų užtikrintas nuoseklus veikimas.

Kita vertus, neprijungtoms sistemoms reikia pakankamai baterijų, kad būtų galima surinkti ir taupyti saulės energiją. Kad oro kondicionierius veiktų visiškai nepriklausomai nuo tinklo, turėsite tiksliai apskaičiuoti kintamosios srovės energijos suvartojimą, atsižvelgiant į jo sunaudotas vatvalandes arba kilovatus, ir suderinti tai su galia, kurią gali generuoti jūsų saulės baterijos.

Štai greitas palyginimas:

Apskritai su tinklu susietos sistemos siūlo sklandesnę integraciją su esama elektros infrastruktūra, o atskiros sistemos užtikrina energetinę nepriklausomybę, tačiau reikalauja didesnių pradinių investicijų ir kruopštaus energijos valdymo.

Saulės oro kondicionavimo projekto finansavimas

Investuojant į saulės baterijas jūsų oro kondicionavimo sistemai, laikui bėgant galima žymiai sutaupyti energijos sąnaudų. Svarbu išmintingai naršyti finansinius aspektus, kad gautumėte maksimalią naudą.

Dotacijų ir paskolų paieška

Jūsų kelionė į saulės energija varomą oro kondicionavimą prasideda atradus finansinės pagalbos programas, kurios gali padėti padengti pradines išlaidas. Dotacijos yra puikios, nes jas nereikia grąžinti, be to, yra keletas vyriausybinių ir privačių programų, skirtų skatinti saulės energijos naudojimą. Pavyzdžiui, federalinė vyriausybė kartais siūlo mokesčių kreditus saulės energijos įrenginiams, o jūsų valstybė gali turėti papildomų paskatų.

Kita vertus, paskolos turi būti grąžintos su palūkanomis, tačiau jos leidžia nedelsiant pradėti projektą ir laikui bėgant jį sumokėti. Paskolas saulės energijai galima gauti per įvairias finansines institucijas, o kai kurios gali pasiūlyti lengvatinius tarifus investicijoms į energijos vartojimo efektyvumą.

Štai trumpas formatas, padėsiantis atlikti paiešką:

• Federalinės dotacijos ir mokesčių kreditai: ieškokite valstybės paskatų atsinaujinančių išteklių ir efektyvumo duomenų bazėje (DSIRE).
• Konkrečios valstijos programos: susisiekite su savo valstijos energetikos biuru dėl pritaikytų programų.
• Paskolos saulės energijai: palyginkite kredito unijų, bankų ir specializuotų ekologiškų investicinių įmonių pasiūlymus.

Saulės kintamosios srovės sistemų IG apskaičiavimas

Skaičiuojant saulės kintamosios srovės sistemos investicijų grąžą (IG), reikia įvertinti pusiausvyrą tarp įrengimo išlaidų ir sutaupytų lėšų, kurias sutaupysite laikui bėgant. Pirma, nustatykite bendrą sistemos kainą, tada įvertinkite, kiek energijos sunaudosite kompensuodami su saulės baterijomis. Šis skaičiavimas apima jūsų vidutinį elektros energijos suvartojimą aušinimui ir saulės kolektorių našumo supratimą.

Lūžio taškas: tai yra tada, kai jūsų santaupos prilygsta investicijų išlaidoms. Norėdami sužinoti šį tašką, padalinkite visas saulės kolektorių įrengimo išlaidas iš metinių sutaupytų energijos sąskaitoje sumų.

Susmulkinkime keletą skaičių:

Pavyzdys:

• Bendra kaina: $10 000
• Metinis sutaupymas: $1 200

Lūžio taškas (vnt.) = fiksuotos išlaidos / įnašo marža už vienetą

Suprasdami saulės sistemos projektų finansinius mechanizmus ir jų teikiamą ilgalaikę naudą, galite pasirinkti ekologišką ir ekonomišką namų vėsinimo sprendimą.

Apibendrinant galima pasakyti, kad tinkamai nustatant saulės kolektorių masyvo dydį, kad būtų galima naudoti oro kondicionierių, reikia atsižvelgti į kintamosios srovės energijos poreikius, saulės kolektorių vietą ir saulės spindulių poveikį bei papildomus elektros energijos poreikius. Tinkamai suprojektavus sistemą, saulės energija gali suteikti oro kondicionieriui dalinę ar net visą galią, sumažindama komunalines išlaidas ir priklausomybę nuo iškastinio kuro. Tobulėjant saulės kolektorių ir energijos kaupimo technologijoms, namų savininkai turės dar daugiau galimybių dideles sezonines vėsinimo apkrovas kompensuoti švaria, atsinaujinančia saulės energija. Tinkamas planavimas ir įrengimas gali padėti maksimaliai sutaupyti energijos, kurią naudojant saulės energija varoma oro kondicionavimo sistema.