Koliko sončnih kolektorjev za delovanje klimatske naprave

Ker se temperature zaradi podnebnih sprememb dvigujejo, postajajo klimatske naprave bistvena naprava za mnoge lastnike stanovanj, da se ohladijo v poletnih mesecih. Delovanje klimatske naprave pa lahko znatno poveča račune za elektriko. Sončna energija zagotavlja obnovljiv in vse bolj dostopen alternativni vir energije. Določanje optimalnega števila sončnih kolektorjev, potrebnih za napajanje klimatske naprave, je odvisno od dejavnikov, kot so energetska učinkovitost enote za izmenični tok, moč sončne kolektorje in poraba električne energije v gospodinjstvu.

Ta članek vam bo dal splošno mnenje o vaših sončnih kolektorjih in kako izračunati, koliko sončnih kolektorjev je potrebnih za delovanje vaše klimatske naprave.

Pregled zagona AC enote s sončno energijo

Ko pogledate združevanje vaše klimatske naprave s sončnimi kolektorji, je ključnega pomena, da uskladite proizvodnjo energije panelov s porabo energije vašega AC. Vse je v vatih; to je enota za moč, ki je temeljna pri merjenju moči sončnih kolektorjev in energijskih potreb vaše klimatske naprave.

Hladilna zmogljivost vaše klimatske naprave, ki je pogosto izražena v tonah ali BTU-jih, pomeni njeno povpraševanje po moči. 

• Centralna klimatska naprava

Centralni klimatski sistemi imajo običajno največjo porabo energije, v povprečju med 3.000 in 5.000 vatov na uro. Za učinkovito delovanje centralne AC enote bo potrebna namestitev vsaj 3 kilovatov (kW) izhodne moči sončne celice. Ker večina stanovanjskih sončnih kolektorjev proizvede okoli 100 vatov, bi bilo potrebnih 30 kolektorjev za ustvarjanje teh 3 kW moči. Za popolno izravnavo porabe električne energije AC bi bilo potrebno še več sončne energije – približno 30 panelov ali 3 kW zmogljivosti.

• Velika okenska enota

AC enote z velikimi okni v povprečju porabijo 1800-2500 vatov na uro. Za napajanje ene od teh enot bi bila potrebna najmanj 2 kW sončne naprave. Ker vsaka plošča s 100 W zagotavlja 0,1 kW, bi 20 plošč ali 2 kW sončne energije omogočili, da enota deluje v času največje hlajenja. Za polno napajanje doma bi bila potrebna dodatna sončna energija.

• Srednja okenska enota

 Srednje okenske enote potrebujejo moč v razponu od 1000 do 1800 vatov na uro. Za učinkovito delovanje ene od teh velikosti AC bi pomenilo namestitev vsaj 1 kW ali 10 panelov z zmogljivostjo 100 W. Ta solarni niz bi lahko zadovoljil večino potreb po hlajenju ob sončnih popoldnevih.

• Enota za majhno okno

Najmanjše okenske klimatske naprave porabijo le 500-1000 vatov na uro. Pol kW ali 5 panelov bi lahko napajali eno od teh kompaktnih enot v obdobjih visokega sonca. Za izravnavo celotnega doma bo morda potrebno več sončne energije.

Izhod sončne plošče

• AC (500 W): 2-3 sončne celice
• Srednja sobna klimatska naprava (1.000-1.500 W): 4-6 sončnih kolektorjev
• Centralna klimatska naprava za veliko uporabo (3000 W): 10–12 sončnih kolektorjev

Opomba: Število plošč predvideva, da vsaka plošča proizvede približno 300 vatov v idealnih pogojih.

Tukaj je tabela:

Ugotavljanje potreb po solarnih panelih

Vsaka klimatska naprava uporablja drugačno količino energije. Če želite učinkovito izkoristiti sončno energijo za vašo klimatsko napravo, boste morali opraviti nekaj natančnih izračunov. Tukaj bomo opisali, kako oceniti zahteve po moči vašega AC in poiskati pravo količino sončne energije za izpolnitev teh potreb.

Izračun potreb po izmeničnem napajanju

Vaša klimatska naprava ima posebne potrebe po moči, ki so običajno izražene v vatih (W) ali kilovatih (kW). Preverite specifikacije proizvajalca za natančne številke. Osrednji vidik, ki ga je treba upoštevati, je tonaža enote, ki je povezana s hladilno zmogljivostjo. Ena tona hlajenja je približno enaka 12.000 BTU (britanske toplotne enote) na uro.

• 1-tonska AC enota: Približno 3.500 W – 4.000 W med delovanjem
• Prenapetostni tok: trenutna višja moč med zagonom kompresorja

Izračunajte porabo energije v vatnih urah (Wh) ob upoštevanju ur, v katerih deluje AC. Tukaj je osnovna formula:

Ure delovanja x vati (W) = vatne ure (Wh)

Znamko ali določen model vaše klimatske naprave označite s poševnim tiskom za točne podatke o moči, če so znani, tj. Znamka Model XYZ.

Ocenjevanje proizvodnje sončne plošče

Izhodna moč solarne plošče je običajno ocenjena v najvišjih vatih (Wp), kar označuje največjo potencialno moč plošče v idealnih pogojih testiranja. Vendar pa je dejanska energija, proizvedena v resničnih obratih, običajno nižja zaradi različnih okoljskih in situacijskih dejavnikov.

1. Ure sončne svetlobe: Število ur neposredne sončne svetlobe, ki jih plošča prejme vsak dan, močno vpliva na izhod. Območja z manj oblačnimi dnevi in več dnevnimi urami bodo imela višje letne energetske donose. Plošče na delno zasenčenih mestih ali nameščene pod neoptimalnimi koti proizvajajo manj energije.
2. Senčenje: Celo delno senčenje enega samega solarnega modula lahko znatno zmanjša skupno moč panela. Drevesa, zgradbe ali druge ovire, ki mečejo sence na plošče kadarkoli v dnevu, zmanjšujejo učinkovitost. Najbolje je, da plošče namestite na odprto, nezasenčeno območje.
3. Kot plošče: Kot, pod katerim so nameščeni solarni paneli glede na sonce, prav tako vpliva na delovanje. Plošče, usmerjene neposredno proti jugu (na severni polobli) in nagnjene pod kotom blizu zemljepisne širine lokacije, se najbolje obnesejo. Strmejši ali bolj plitki koti povzročijo manjšo izpostavljenost sončnim žarkom.
4. Temperatura: Višje temperature okolja lahko rahlo zmanjšajo delovanje plošče. Hladilne plošče delujejo z največjo nazivno učinkovitostjo, medtem ko so lahko zelo vroče plošče slabše za 10-15% v primerjavi z njihovo oceno Wp. Ustrezno prezračevanje pomaga uravnavati temperaturo.
5. Umazanija in obraba: Sčasoma prah, cvetni prah, ptičji iztrebki in drugi ostanki, ki se naberejo na ploščah, zmanjšajo prepustnost sončne svetlobe. Redno čiščenje pomaga vzdrževati blizu nazivne moči. Tudi starejše plošče postopoma izgubljajo učinkovitost zaradi degradacije materiala.

Pričakovano izhodno moč v vatnih urah (Wh) boste izračunali s formulo:

Moč sončnega panela (W) x največje sončne ure = dnevne vatne ure (Wh)

To vam bo dalo predstavo o tem, koliko energije lahko proizvede ena sončna plošča v enem dnevu.

Usklajevanje solarnih panelov s povpraševanjem po AC enotah

Z zahtevami po moči vaše AC enote in pričakovano močjo standardne sončne celice lahko določite potrebno število solarnih plošč. Dnevno porabo vatnih ur vaše AC enote razdelite s pričakovano močjo vatnih ur na ploščo:

Skupne vatne ure (Wh) ÷ dnevne vatne ure sončnega panela (Wh) = število sončnih panelov

Ne pozabite upoštevati dodatnih sončnih kolektorjev, da bi upoštevali te manj kot idealne dni. Tukaj je preprosta predstavitev:

Zagotovite, da vaša nastavitev prenese začetni udarni tok, ki običajno zahteva več moči kot neprekinjena uporaba med delovanjem. Razmislite tudi o tem, da bi vaš sistem v prihodnosti preverili za morebitne nadgradnje vaše AC enote.

Glede na učinkovitost in zmogljivost

Ko nameravate svojo klimatsko napravo poganjati s sončno energijo, je razumevanje učinkovitosti enote in zmogljivosti vašega sončnega niza ključnega pomena. Ti elementi neposredno vplivajo na število sončnih kolektorjev, ki jih potrebujete.

Razumevanje ocen energetske učinkovitosti: EER in SEER

Oceni razmerja energetske učinkovitosti (EER) in sezonskega razmerja energetske učinkovitosti (SEER) vaše klimatske naprave sta ključnega pomena pri določanju, kako energetsko učinkovit je vaš sistem. 

EER kaže, kako učinkovito lahko enota ohladi območje glede na količino energije, ki jo porabi. Klimatske naprave so razdeljene na pet stopenj EER, pri čemer višje stopnje pomenijo večjo učinkovitost. Na primer, EER 3,6 je učinkovitejši od EER 2,8.

SEER razširi na EER z upoštevanjem učinkovitosti enote v celotni sezoni hlajenja. Izračuna skupno moč hlajenja v primerjavi s skupno vneseno energijo v tipičnem obdobju uporabe. Višja ocena SEER pomeni, da klimatska naprava dolgoročno potrebuje manj energije za hlajenje.

Od 1. januarja 2023 je nova standardna metrika učinkovitosti SEER2. SEER2 uporablja isto metodologijo izračuna kot SEER, vendar s posodobljenimi testnimi protokoli, ki bolje odražajo namestitve v resničnem svetu. To je posledica višjih zunanjih statičnih pritiskov klimatskih naprav. Posledično so ocene SEER2 približno 4,5% nižje od enakovrednih ocen SEER. Vendar bo sistem z dano oceno SEER2 zagotavljal približno 4,71% večjo učinkovitost v primerjavi s sistemom z enakovredno oceno SEER.

Višje ocene EER in SEER/SEER2 kažejo na klimatsko napravo, ki za delovanje potrebuje manj energije. To lahko povzroči nižje stroške energije pri delovanju enote, zlasti pri sistemih, ki jih poganja sončna energija.

• Centralne klimatske naprave imajo običajno oceno SEER od 13 do 21.
• Okenska klimatska naprava ima pogosto oceno EER med 8 in 12.

Na primer, 1-tonska AC enota, kar ustreza 12.000 BTU, lahko zahteva:

• 1,5 do 2 kilovata (kW), če je visoko energetsko učinkovit.
• Več moči, če je učinkovitost nižja.

Dejavniki, ki vplivajo na sončni vnos

Energija, ki jo lahko izkoristite iz svojih sončnih kolektorjev, je odvisna od:

1. Učinkovitost plošče: plošče z večjo učinkovitostjo bodo pretvorile več sončne svetlobe v električno energijo.
2. Podnebje: povprečna sončna svetloba vaše lokacije, znana kot največje sončne ure, močno vpliva na sončno moč.
3. Zahteva po izmeničnem toku: Izmerjeno v BTU-jih bo določilo, koliko kilovatov potrebuje vaš izmenični tok.
4. Namestitev: Pravilna namestitev zagotavlja največjo izpostavljenost sončni svetlobi in s tem največjo učinkovitost.

Za izračun vaših sončnih potreb:

• Zabeležite si potrebo po kW vašega AC (preverite specifikacijo AC moči).
• To pomnožite z urami uporabe, da dobite dnevno porabo energije v kilovatnih urah (kWh).
• Delite z največjimi sončnimi urami na vaši lokaciji, da dobite zahtevano zmogljivost sončne celice.

Rešitve za varnostno kopiranje: uporaba sončnih kolektorjev zunaj omrežja 

Ko razmišljate o klimatskih napravah, ki jih napajajo sončni kolektorji za scenarije izven omrežja, morate zagotoviti, da sistem ne zmore samo proizvodnje energije, ampak tudi ustrezno shranjevanje energije za čase, ko je sončne svetlobe malo.

Izgradnja sistema zunaj omrežja

Za delovanje klimatske naprave izven omrežja potrebujete sončno celico, ki je dovolj zmogljiva, da zadosti energetskim zahtevam klimatske naprave. Začnite z izračunom skupne moči, ki jo vaša klimatska naprava porabi na uro, nato pa izmerite povprečne ure sončne svetlobe na vašem območju, da določite število sončnih kolektorjev. Običajno robusten sistem zunaj omrežja vključuje:

• Solarni paneli: zahtevano število glede na potrebe po moči vaše klimatske naprave.
• Krmilnik polnjenja: Za uravnavanje polnjenja vaše baterije in zaščito pred prenapolnjenostjo.
• Inverter: Za pretvorbo enosmernega toka iz vaših plošč in baterije v izmenični tok za vašo klimatsko napravo.

Integracija rezervne baterije za shranjevanje energije

Banke baterij so bistvenega pomena za nemoteno delovanje AC po sončnem zahodu ali v oblačnih dneh. Zmogljivost vaše baterije, izražena v amper-urah (Ah), mora biti dovolj velika, da napaja vašo klimatsko napravo za zahtevano obdobje. Tukaj je opisano, kaj vsebuje varnostni sistem:

• Vrsta baterije: izbirajte med svinčeno-kislinskimi, litij-ionskimi ali slanovodnimi baterijami glede na življenjski cikel, učinkovitost in ceno.
• Zmogljivost: Izračunajte skupno potrebno energijo (v kWh) za ure, ko nameravate poganjati svoj AC izven omrežja, in ustrezno prilagodite svojo baterijo.
• Vzdrževanje: redni pregledi bodo zagotovili učinkovitost in dolgo življenjsko dobo vaše baterije.

Sistemi, vezani na omrežje, v primerjavi s samostojnimi solarnimi rešitvami za izmenični tok

Ko razmišljate o solarnih panelih za napajanje vaše klimatske naprave, imate dve glavni izbiri: sisteme, povezane z omrežjem, in samostojne sisteme ali sisteme zunaj omrežja.

Omrežni sistemi so povezani z občinskim energetskim omrežjem. To pomeni, da medtem ko vaši sončni kolektorji čez dan proizvajajo elektriko, se morebitni presežek lahko pošlje nazaj v omrežje, kar vam pogosto pripiše kredit pri vašem komunalnem podjetju. Kadar vaše sončne celice ne proizvajajo dovolj energije, na primer ponoči ali v oblačnih dneh, lahko črpate energijo iz omrežja za delovanje klimatske naprave. Za standardno klimatsko napravo za avtodome z nazivno močjo okoli 1.500 vatov bi potrebovali precejšnje število plošč in po možnosti povezavo z omrežjem, da bi zagotovili dosledno delovanje.

Po drugi strani pa sistemi zunaj omrežja zahtevajo zadostno količino baterije za zbiranje in varčevanje s sončno energijo. Če želite svojo klimatsko napravo v celoti zagnati neodvisno od omrežja, boste morali natančno izračunati porabo energije vaše klimatske naprave z upoštevanjem vatnih ur ali kilovatov, ki jih porabi, in to uskladiti z močjo, ki jo lahko proizvedejo vaši sončni kolektorji.

Tukaj je hitra primerjava:

Na splošno sistemi, povezani z omrežjem, ponujajo bolj brezhibno integracijo z obstoječo električno infrastrukturo, medtem ko samostojni sistemi zagotavljajo energetsko neodvisnost, vendar zahtevajo večjo začetno naložbo in skrbno upravljanje z energijo.

Financiranje vašega projekta sončne klimatske naprave

Naložba v sončne kolektorje za vaš klimatski sistem lahko sčasoma povzroči znatne prihranke pri stroških energije. Pomembno je, da pametno krmarite s finančnimi vidiki, da povečate te koristi.

Iskanje nepovratnih sredstev in posojil

Vaša pot do klimatskih naprav na sončno energijo se začne z odkrivanjem programov finančne pomoči, ki lahko pomagajo pokriti začetne stroške. Donacije so odlične, ker ne zahtevajo vračila, poleg tega obstaja več vladnih in zasebnih programov, namenjenih spodbujanju uporabe sončne energije. Na primer, zvezna vlada včasih ponuja davčne olajšave za sončne naprave, vaša država pa ima lahko dodatne spodbude.

Po drugi strani je treba posojila vrniti z obrestmi, vendar vam omogočajo, da takoj začnete s projektom in ga sčasoma odplačate. Solarna posojila je mogoče pridobiti prek različnih finančnih institucij, nekatere pa lahko ponujajo ugodnejše cene za energetsko učinkovite naložbe.

Tukaj je kratka oblika za vodenje iskanja:

• Zvezne subvencije in davčne olajšave: poiščite podatkovno zbirko državnih spodbud za obnovljive vire energije in učinkovitost (DSIRE).
• Programi, specifični za državo: Za prilagojene programe se obrnite na državni urad za energijo.
• Posojila za sončno energijo: primerjajte ponudbe kreditnih zadrug, bank in specializiranih družb za zelene investicije.

Izračun ROI za solarne AC sisteme

Izračun donosnosti naložbe (ROI) za solarni AC sistem vključuje oceno ravnovesja med vašimi stroški namestitve in prihranki, ki jih boste zbrali skozi čas. Najprej določite skupne stroške vašega sistema, nato pa ocenite, koliko porabe energije boste nadomestili s sončnimi kolektorji. Ta izračun vključuje natančno določitev vaše povprečne porabe električne energije za hlajenje in razumevanje proizvodnje vaših sončnih kolektorjev.

Točka preloma: To je, ko so vaši prihranki enaki stroškom naložbe. Če želite ugotoviti to točko, delite skupni strošek namestitve sončne plošče z letnim prihrankom na računu za energijo.

Naštejmo nekaj številk:

primer:

• Skupni stroški: $10.000
• Letni prihranek: $1.200

Točka preloma (enote) = fiksni stroški / marža prispevka na enoto

Z razumevanjem finančnih mehanizmov, ki so na voljo za projekte solarnih sistemov, in dolgoročnih koristi, ki jih prinašajo, se postavljate za okolju prijazno in stroškovno učinkovito rešitev za hlajenje doma.

Če povzamemo, pravilno dimenzioniranje solarnega niza za delovanje klimatske naprave vključuje upoštevanje potreb po energiji AC, lokacije in izpostavljenosti sončnim kolektorjem ter dodatnih potreb po elektriki. S pravilno zasnovo sistema lahko sončna energija zagotovi delno ali celo polno moč klimatske naprave, kar zmanjša stroške komunalnih storitev in odvisnost od fosilnih goriv. Ker solarni paneli in tehnologija shranjevanja energije še naprej napredujejo, bodo imeli lastniki stanovanj še večjo možnost, da izravnajo visoke sezonske hladilne obremenitve s čisto, obnovljivo sončno energijo. Pravilno načrtovanje in namestitev lahko pomaga povečati možne prihranke energije s klimatskim sistemom na sončno energijo.