Hoeveel zonnepanelen moeten een airconditioner laten draaien?

Nu de temperatuur stijgt als gevolg van de klimaatverandering, worden airconditioners voor veel huiseigenaren een essentieel apparaat om koel te blijven in de zomermaanden. Het gebruik van een airconditioner kan de elektriciteitsrekening echter aanzienlijk verhogen. Zonne-energie biedt een hernieuwbare en steeds betaalbaardere alternatieve energiebron. Het bepalen van het optimale aantal zonnepanelen dat nodig is om een airconditioner van stroom te voorzien, hangt af van factoren zoals de energie-efficiëntie van de AC-unit, de opbrengst van de zonnepanelen en het elektriciteitsverbruik van huishoudens.

Dit artikel geeft u een algemeen oordeel over uw zonnepanelen en hoe u kunt berekenen hoeveel zonnepanelen er nodig zijn om uw airconditioner te laten werken.

Het overzicht van het gebruik van een AC-unit met zonne-energie

Wanneer u uw airconditioningunit aan zonnepanelen koppelt, is het van belang om de energieproductie van de panelen af te stemmen op het energieverbruik van uw AC. Het draait allemaal om de watt; dit is de eenheid van vermogen die van fundamenteel belang is bij het meten van zowel de opbrengst van zonnepanelen als de energiebehoefte van uw airconditioner.

De koelcapaciteit van uw airconditioner, die vaak wordt uitgedrukt in tonnen of BTU's, vertaalt zich in de wattagebehoefte. 

• Centrale airconditioning

Centrale airconditioningsystemen hebben doorgaans het hoogste energieverbruik, gemiddeld tussen de 3.000 en 5.000 watt per uur. Om een centrale AC-eenheid efficiënt te laten werken, is het installeren van minimaal 3 kilowatt (kW) aan zonnepaneelvermogen vereist. Aangezien de meeste zonnepanelen voor woningen ongeveer 100 watt genereren, zijn er 30 panelen nodig om deze 3 kW aan vermogen op te wekken. Om het elektriciteitsverbruik van de AC volledig te compenseren zou er zelfs nog meer zonne-energie nodig zijn: ongeveer 30 panelen of een capaciteit van 3 kW.

• Grote raameenheid

AC-units met grote ramen verbruiken gemiddeld 1.800-2.500 watt per uur. Om een van deze units van stroom te voorzien, is een zonne-installatie van minimaal 2 kW nodig. Aangezien elk paneel van 100 W 0,1 kW levert, zouden 20 panelen of 2 kW aan zonne-opwekking ervoor zorgen dat de unit tijdens piekuren kan werken. Om het huis volledig van stroom te voorzien, zou extra zonnecapaciteit nodig zijn.

• Middelgrote raameenheid

 Middelgrote raamunits hebben een stroombehoefte in het bereik van 1.000-1.800 watt per uur. Om een van deze AC-formaten effectief te kunnen gebruiken, zou het installeren van minimaal 1 kW of 10 panelen met elk een vermogen van 100 W betekenen. Dit zonnepaneel zou aan een groot deel van de koelbehoefte op zonnige middagen kunnen voldoen.

• Kleine raameenheid

De kleinste raamairconditioners gebruiken slechts 500-1.000 watt per uur. Een halve kW of 5 panelen kunnen een van deze compacte units van stroom voorzien tijdens perioden met veel zon. Voor compensatie voor het hele huis zijn mogelijk meer zonne-energie nodig.

Uitgang van zonnepanelen

• Licht-gebruik AC (500 W): 2-3 zonnepanelen
• Middelgrote kamer AC (1.000-1.500 W): 4-6 zonnepanelen
• Centrale AC voor zwaar gebruik (3.000 W): 10-12 zonnepanelen

Opmerking: Bij het aantal panelen wordt ervan uitgegaan dat elk paneel onder ideale omstandigheden ongeveer 300 watt produceert.

Hier is een tabel:

Bepalen van de behoeften aan zonnepanelen

Elke airconditioner gebruikt een andere hoeveelheid stroom. Om zonne-energie effectief te benutten voor uw airconditioning, moet u enkele nauwkeurige berekeningen uitvoeren. Hier bespreken we hoe u de stroombehoefte van uw AC kunt beoordelen en de juiste hoeveelheid zonne-energie kunt vinden om aan deze behoeften te voldoen.

Wisselstroomvereisten berekenen

Uw airconditioner heeft specifieke stroombehoeften, meestal uitgedrukt in watt (W) of kilowatt (kW). Controleer de specificaties van de fabrikant voor exacte cijfers. Een centraal aspect waarmee rekening moet worden gehouden, is het tonnage van de unit, dat verband houdt met de koelcapaciteit. Eén ton koeling komt grofweg overeen met 12.000 BTU (British Thermal Units) per uur.

• AC-unit van 1 ton: ongeveer 3.500 W – 4.000 W tijdens bedrijf
• Piekstroom: tijdelijk hoger wattage tijdens het opstarten van de compressor

Bereken het energieverbruik in wattuur (Wh), rekening houdend met het aantal uren dat u de airco gebruikt. Hier is een basisformule:

Bedrijfsuren x Watt (W) = Wattuur (Wh)

Cursief het merk of specifieke model van uw airconditioner voor nauwkeurige wattagecijfers, indien bekend, dwz: Merkmodel XYZ.

Het beoordelen van de opbrengst van zonnepanelen

Het vermogen van een zonnepaneel wordt doorgaans uitgedrukt in wattpiek (Wp), wat het maximale potentiële vermogen van het paneel aangeeft onder ideale testomstandigheden. De daadwerkelijke energie die in echte installaties wordt geproduceerd, is echter doorgaans lager als gevolg van verschillende omgevings- en situationele factoren.

1. Zonlichturen: Het aantal uren direct zonlicht dat een paneel elke dag ontvangt, heeft een grote invloed op de opbrengst. Gebieden met minder bewolkte dagen en meer daglichturen zullen een hogere jaarlijkse energieopbrengst zien. Panelen op gedeeltelijk beschaduwde locaties of gemonteerd onder suboptimale hoeken produceren minder vermogen.
2. Schaduw: Zelfs gedeeltelijke schaduw van een enkel zonnepaneel kan de totale paneelopbrengst aanzienlijk verminderen. Bomen, gebouwen of andere obstakels die op elk moment van de dag schaduw op de panelen werpen, verlagen de efficiëntie. Het is het beste om panelen op een open, niet-schaduwrijke plek te monteren.
3. Paneelhoek: De hoek waaronder zonnepanelen ten opzichte van de zon worden gemonteerd, heeft ook invloed op de prestaties. Panelen die direct op het zuiden (op het noordelijk halfrond) zijn georiënteerd en onder een hoek dicht bij de breedtegraad van de locatie zijn gekanteld, presteren het beste. Steilere of ondiepere hoeken resulteren in minder blootstelling aan zonnestralen.
4. Temperatuur: Hogere omgevingstemperaturen kunnen de prestaties van een paneel enigszins verminderen. Koelere panelen werken met het maximale nominale rendement, terwijl zeer hete panelen mogelijk 10-15% achterblijven in vergelijking met hun Wp-waarde. Een goede ventilatie helpt de temperatuur te reguleren.
5. Vuil en slijtage: Na verloop van tijd verminderen stof, pollen, vogelpoep en ander vuil dat zich op de panelen ophoopt de transmissie van zonlicht. Regelmatig schoonmaken helpt om het nominale wattage dicht te houden. Oudere panelen verliezen ook geleidelijk hun efficiëntie door materiaaldegradatie.

Je berekent het verwachte vermogen in wattuur (Wh) met de formule:

Zonnepaneelvermogen (W) x maximale zonneschijnuren = dagelijkse wattuur (Wh)

Zo krijgt u een idee hoeveel energie één zonnepaneel op een dag kan opwekken.

Zonnepanelen afstemmen op de vraag naar AC-eenheden

Met de stroombehoefte van uw AC-unit en het verwachte rendement van een standaard zonnepaneel kunt u het benodigde aantal zonnepanelen bepalen. Deel het dagelijkse wattuurverbruik van uw AC-unit door de verwachte wattuuropbrengst per paneel:

Totaal wattuur (Wh) ÷ Zonnepaneel Dagelijkse wattuur (Wh) = Aantal zonnepanelen

Vergeet niet om extra zonnepanelen mee te nemen om rekening te houden met de minder ideale dagen. Hier is een eenvoudige weergave:

Zorg ervoor dat uw installatie de startstootstroom aankan, die doorgaans meer wattage vereist dan continu gebruik. Overweeg ook om uw systeem toekomstbestendig te maken voor eventuele upgrades van uw AC-unit.

Rekening houdend met efficiëntie en capaciteit

Wanneer u van plan bent uw airconditioner op zonne-energie te laten werken, is het van cruciaal belang dat u de efficiëntie van de unit en de capaciteit van uw zonnepanelen begrijpt. Deze elementen hebben een directe invloed op het aantal zonnepanelen dat u nodig heeft.

Inzicht in energie-efficiëntiebeoordelingen: EER en SEER

De energie-efficiëntieverhouding (EER) en de seizoensenergie-efficiëntieverhouding (SEER) van uw airconditioner zijn van cruciaal belang om te bepalen hoe energiezuinig uw systeem is. 

De EER laat zien hoe efficiënt de unit een ruimte kan koelen in verhouding tot de hoeveelheid stroom die deze verbruikt. Airconditioners zijn onderverdeeld in vijf EER-niveaus, waarbij hogere niveaus een grotere efficiëntie betekenen. Een EER van 3,6 is bijvoorbeeld efficiënter dan een EER van 2,8.

De SEER breidt de EER uit door rekening te houden met de efficiëntie van een unit gedurende een heel koelseizoen. Het berekent de totale koelopbrengst versus de totale energie-invoer gedurende een typische gebruiksperiode. Een hogere SEER-classificatie betekent dat de airconditioner op de lange termijn minder energie nodig heeft om de koeling aan te drijven.

Vanaf 1 januari 2023 is de nieuwe standaard efficiëntiemaatstaf SEER2. SEER2 gebruikt dezelfde berekeningsmethodologie als SEER, maar met bijgewerkte testprotocollen die installaties uit de echte wereld beter weerspiegelen. Het verklaart de hogere externe statische druk die airconditioners ervaren. Als gevolg hiervan zijn de SEER2-ratings meestal ongeveer 4,5% lager dan vergelijkbare SEER-ratings. Een systeem met een bepaalde SEER2-classificatie zal echter een ongeveer 4,71% grotere efficiëntie bieden vergeleken met een systeem met een gelijkwaardige SEER-classificatie.

Hogere EER- en SEER/SEER2-waarden duiden op een airconditioner die minder stroom nodig heeft om te werken. Dit kan leiden tot lagere energiekosten bij het gebruik van de unit, vooral bij systemen die op zonne-energie werken.

• Centrale airconditioners hebben doorgaans een SEER-rating van 13 tot 21.
• Een raamairco heeft vaak een EER-waarde tussen de 8 en 12.

Voor een AC-eenheid van 1 ton, wat overeenkomt met 12.000 BTU's, kan bijvoorbeeld het volgende nodig zijn:

• 1,5 tot 2 kilowatt (kW) als het zeer energiezuinig is.
• Meer vermogen als het rendement lager is.

Factoren die de input van zonne-energie beïnvloeden

De energie die u uit uw zonnepanelen kunt halen, is afhankelijk van:

1. Paneelefficiëntie: panelen met een hoger rendement zullen meer zonlicht omzetten in elektriciteit.
2. Klimaat: Het gemiddelde zonlicht op uw locatie, ook wel de piekzonuren genoemd, heeft een grote invloed op de zonne-energieopbrengst.
3. Wisselstroomvereiste: Gemeten in BTU's, zal dit bepalen hoeveel kilowatt uw wisselstroom nodig heeft.
4. Installatie: Een juiste installatie zorgt voor maximale blootstelling aan zonlicht en dus voor maximale efficiëntie.

Om uw zonnebehoefte te berekenen:

• Noteer de kW-vereiste van uw AC (controleer de AC-vermogensspecificatie).
• Vermenigvuldig dit met het aantal gebruiksuren om het dagelijkse energieverbruik in kilowattuur (kWh) te krijgen.
• Deel dit door de piekzonuren van uw locatie om de benodigde zonnepaneelcapaciteit te vinden.

Back-upoplossingen: gebruik van zonnepanelen buiten het elektriciteitsnet 

Wanneer u airconditioning op zonne-energie overweegt voor off-grid scenario's, moet u ervoor zorgen dat het systeem niet alleen de energieopwekking aankan, maar ook voldoende energieopslag voor tijden waarin zonlicht schaars is.

Een off-grid-systeem bouwen

Om een airconditioner off-grid te laten werken, hebt u een zonnepaneel nodig dat krachtig genoeg is om aan de energiebehoefte van de airconditioner te voldoen. Begin met het berekenen van het totale wattage dat uw airconditioner per uur verbruikt en meet vervolgens de gemiddelde zonlichturen in uw regio om het aantal zonnepanelen te bepalen. Een robuust off-grid systeem omvat doorgaans:

• Zonnepanelen: vereist aantal op basis van de wattagebehoeften van uw airconditioner.
• Laadregelaar: om het opladen van uw accubank te regelen en te beschermen tegen overladen.
• Omvormer: Om de gelijkstroom van uw panelen en accubank om te zetten in wisselstroom voor uw airconditioner.

Integratie van batterijback-up voor energieopslag

Batterijbanken zijn essentieel voor een ononderbroken AC-werking na zonsondergang of tijdens bewolkte dagen. De capaciteit van uw accubank, uitgedrukt in ampère-uren (Ah), moet groot genoeg zijn om uw airconditioner gedurende de vereiste periode van stroom te voorzien. Dit is wat een back-upsysteem inhoudt:

• Batterijtype: Kies uit loodzuur-, lithium-ion- of zoutwaterbatterijen, rekening houdend met de levensduur, efficiëntie en kosten.
• Capaciteit: Bereken de totale benodigde energie (in kWh) voor de uren dat u van plan bent uw AC off-grid te laten draaien en bepaal de grootte van uw accubank dienovereenkomstig.
• Onderhoud: Regelmatige controles garanderen de efficiëntie en levensduur van uw accubank.

Netgekoppelde systemen versus standalone AC-zonne-energieoplossingen

Wanneer u zonnepanelen overweegt om uw airconditioner van stroom te voorzien, heeft u twee hoofdkeuzes: netgekoppelde systemen en standalone of off-grid systemen.

Netgekoppelde systemen zijn aangesloten op het gemeentelijke energienet. Dit betekent dat terwijl uw zonnepanelen overdag elektriciteit produceren, het overschot kan worden teruggestuurd naar het net, waardoor u vaak krediet krijgt bij uw nutsbedrijf. Op momenten dat uw zonnepanelen niet genoeg stroom produceren, zoals 's nachts of op bewolkte dagen, kunt u energie van het elektriciteitsnet halen om uw airconditioner te laten werken. Voor een standaard camper-airconditioner met een vermogen van ongeveer 1500 watt heb je een aanzienlijk aantal panelen en mogelijk een aansluiting op het elektriciteitsnet nodig om een consistente werking te garanderen.

Off-grid systemen vereisen daarentegen voldoende batterijopslag om zonne-energie op te vangen en te besparen. Om uw airconditioner volledig onafhankelijk van het elektriciteitsnet te laten werken, moet u het energieverbruik van uw AC nauwkeurig berekenen, rekening houdend met de wattuur of kilowatt die hij verbruikt, en dat matchen met de stroom die uw zonnepanelen kunnen genereren.

Hier is een snelle vergelijking:

Over het geheel genomen bieden netgekoppelde systemen een meer naadloze integratie met de bestaande elektrische infrastructuur, terwijl stand-alone systemen energieonafhankelijkheid bieden, maar een aanzienlijkere initiële investering en zorgvuldig energiebeheer vereisen.

Financiering van uw project voor airconditioning op zonne-energie

Investeren in zonnepanelen voor uw airconditioningsysteem kan op termijn tot aanzienlijke besparingen op de energiekosten leiden. Het is belangrijk om verstandig met de financiële aspecten om te gaan om deze voordelen te maximaliseren.

Subsidies en leningen zoeken

Uw reis naar airconditioning op zonne-energie begint met het ontdekken van financiële hulpprogramma's die u kunnen helpen de initiële kosten te dekken. Subsidies zijn uitstekend omdat ze geen terugbetaling vereisen, en er zijn verschillende overheids- en particuliere programma's gericht op het bevorderen van de adoptie van zonne-energie. De federale overheid biedt bijvoorbeeld soms belastingvoordelen aan voor zonne-installaties, en uw staat kan aanvullende prikkels hebben.

Leningen daarentegen moeten met rente worden terugbetaald, maar ze stellen u in staat uw project onmiddellijk te starten en het in de loop van de tijd af te betalen. Leningen voor zonne-energie kunnen worden verkregen via verschillende financiële instellingen, en sommige bieden mogelijk preferentiële tarieven voor energie-efficiënte investeringen.

Hier is een kort format om uw zoekopdracht te begeleiden:

• Federale subsidies en belastingkredieten: zoek de database met staatsstimulansen voor hernieuwbare energiebronnen en efficiëntie (DSIRE).
• Staatsspecifieke programma's: Neem contact op met het energiekantoor van uw staat voor programma's op maat.
• Zonne-energieleningen: vergelijk aanbiedingen van kredietverenigingen, banken en gespecialiseerde groene beleggingsondernemingen.

ROI berekenen voor AC-zonnesystemen

Bij het berekenen van het rendement op uw investering (ROI) voor een AC-systeem op zonne-energie moet u de balans beoordelen tussen uw installatiekosten en de besparingen die u in de loop van de tijd zult realiseren. Bepaal eerst de totale kosten van uw systeem en schat vervolgens hoeveel energieverbruik u gaat compenseren met uw zonnepanelen. Deze berekening omvat het vaststellen van uw gemiddelde elektriciteitsverbruik voor koeling en het verkrijgen van inzicht in de opbrengst van uw zonnepanelen.

Break-evenpunt: dit is het punt waarop uw spaargeld gelijk is aan de investeringskosten. Om dit punt te vinden, deelt u de totale kosten van uw zonnepaneleninstallatie door de jaarlijkse besparing op uw energierekening.

Laten we wat cijfers op een rij zetten:

Voorbeeld:

• Totale kosten: $10.000
• Jaarlijkse besparing: $1.200

Break-evenpunt (eenheden) = Vaste kosten / bijdragemarge per eenheid

Door inzicht te krijgen in de financiële mechanismen die beschikbaar zijn voor zonnestelselprojecten en de langetermijnvoordelen die deze met zich meebrengen, positioneert u zich voor een milieuvriendelijke en kosteneffectieve oplossing voor woningkoeling.

Samenvattend houdt het correct dimensioneren van een zonnepaneel voor het aandrijven van een airconditioner in dat rekening wordt gehouden met de stroombehoeften van de wisselstroom, de locatie en blootstelling aan de zon van de zonnepanelen, en de extra elektriciteitsbehoefte. Met het juiste systeemontwerp kan zonne-energie een airconditioner gedeeltelijk of zelfs volledig van stroom voorzien, waardoor de energiekosten en de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen worden verlaagd. Naarmate de technologie voor zonnepanelen en energieopslag zich blijft ontwikkelen, zullen huiseigenaren een nog groter vermogen hebben om de hoge seizoensgebonden koellasten te compenseren met schone, hernieuwbare zonne-energie. Een goede planning en installatie kunnen helpen de potentiële energiebesparingen van een airconditioningsysteem op zonne-energie te maximaliseren.