За статистикою, приблизно три чверті всіх будинків у Сполучених Штатах мають кондиціонери. EIA повідомляє, що кондиціонування повітря споживає близько 6% усієї електроенергії в США, при цьому становить 17% загальних витрат на електроенергію домогосподарств по країні, щорічно викидаючи приблизно 117 мільйонів тонн вуглекислого газу в атмосферу.
Перехід на сонячну енергію для кондиціонування повітря може зменшити вуглецевий слід і значно знизити витрати на енергію. У цій статті ми розглянемо, як розрахувати кількість сонячних панелей, необхідних для живлення вашого кондиціонера, та способи максимізації економії на рахунках за електроенергію.
- Чи можна працювати кондиціонером на сонячній енергії
- Типи сонячних кондиціонерів
- Скільки сонячних панелей потрібно для кондиціонера
- Крок 1 - Розрахунок потужності кондиціонера для сонячного проекту
- Крок 2 - Розрахунок кількості сонячних панелей для кондиціонера
- Скільки акумуляторів потрібно для кондиціонера
Чи можна працювати кондиціонером на сонячній енергії
Так, ви безумовно можете працювати кондиціонером на сонячній енергії. Це популярний вибір для тих, хто хоче зменшити свій вуглецевий слід і економити на рахунках за електроенергію.
Кількість сонячних панелей і розмір вашої сонячної системи залежать від таких факторів, як розмір вашого кондиціонера, ваші енергетичні звички та кількість сонячного світла у вашому регіоні. Компоненти енергетичної системи можуть відрізнятися залежно від типу кондиціонера.
Типи сонячних кондиціонерів
Кондиціонери змінного струму на сонячній енергії для автономної системи
У цій конфігурації сонячні панелі, інвертор постійного струму в змінний та сонячна батарея встановлені поруч із вашим існуючим кондиціонером змінного струму. Оскільки система не підключена до мережі, батарея зберігає енергію, вироблену сонячними панелями, для подальшого використання. Ця конфігурація часто використовується для автодомів.
Примітка:
Не рекомендується підключати інвертор безпосередньо до сонячної панелі, оскільки сонячні панелі не забезпечують стабільної напруги, що може пошкодити кондиціонер. Щоб забезпечити стабільне живлення, використовуйте контролер заряду сонячної батареї між сонячною панеллю та інвертором.
Гібридні сонячні кондиціонери
Для власників будинків інтеграція гібридного інверторного зарядного пристрою у сонячну енергетичну систему є більш ефективним варіантом. З гібридним інвертором кондиціонер може перемикатися між живленням від сонячних панелей у сонячні дні та мережею, коли виробництво сонячної енергії низьке.
Крім того, акумулятор зберігає додаткову енергію від сонячних панелей для використання вночі або в похмурі дні. Ви також можете налаштувати пріоритет джерела живлення (PV, акумулятор, мережа) або керувати періодом розряду акумулятора відповідно до пікових годин тарифів Time-of-Use (TOU).
Постійнострумові сонячні кондиціонери для мережевої системи
Ці кондиціонери можна підключати безпосередньо до панелей без потреби в перетворенні. Панелі та інвертор встановлюються поруч із вашим існуючим блоком кондиціонера. Оскільки панелі підключені до мережі, акумулятор для зберігання не потрібен.
Однак кондиціонер перестане працювати, коли немає сонячного світла, наприклад, вночі, якщо ви не встановите акумулятор або інвертор змінного струму в постійний.
Скільки сонячних панелей потрібно для кондиціонера
При розгляді питання, скільки сонячних панелей вам потрібно для живлення кондиціонера, враховується кілька факторів. Розмір вашого кондиціонера, ваші звички споживання енергії та сонячна інсоляція у вашому регіоні впливають на розрахунок.
Крок 1 - Розрахунок потужності кондиціонера для сонячного проекту
У наступному поясненні ми припускаємо, що ви використовуєте сонячну енергію виключно для живлення кондиціонера. Якщо вам потрібно живити додаткові побутові прилади, ознайомтеся з нашим детальним посібником з розрахунку кількості сонячних панелей.
Щоб визначити кількість сонячних панелей, необхідних для живлення вашого кондиціонера, спочатку потрібно розрахувати споживання потужності вашим кондиціонером. Це можна зробити за допомогою двох методів:
Метод 1 - Оцінка на основі технічних характеристик кондиціонера
Щоб визначити потужність (у ватах або кіловатах) вашого кондиціонера, перевірте технічну етикетку. Кондиціонери зазвичай споживають від 500 до 4000 ватів залежно від моделі.
Хочу підкреслити, що оскільки кондиціонери є індуктивними навантаженнями, вам потрібно перевірити пускову потужність/пусковий струм кондиціонера, яка зазвичай втричі перевищує номінальну потужність. При виборі інвертора слід переконатися, що його робочий діапазон потужності більший за робочу потужність кондиціонера.
Якщо ви плануєте використовувати сонячну енергію виключно для кондиціонера, інвертор низької частоти з потужністю, близькою до номінальної потужності кондиціонера, може бути достатнім. Цей тип інвертора може витримувати більші пускові навантаження, як, наприклад, інвертор PowMr низької частоти, який має пускову потужність у три рази більшу за номінальну.
Примітка:
Деякі кондиціонери оцінюють у тоннах, що вказує на охолоджувальну здатність, необхідну для розтоплення 2000 фунтів льоду за один день. Щоб перевести BTU у кВт·год для зручніших розрахунків, помножте значення BTU на 0,000293.
Тут ми надаємо огляд діапазонів потужності як для кондиціонерів автодому, так і для домашніх.
Сонячна енергія для домашнього кондиціонера
| Домашній кондиціонер | Потужність (приблизно) |
|---|---|
| Віконний блок (5 000 BTU) | 500 - 700W |
| Центральне кондиціювання (2,5 тонни) | 3,500 - 4,000W |
| Спліт-система (12 000 BTU) | 1,000 - 1,500W |
| Портативний кондиціонер (10 000 BTU) | 1,000 - 1,500W |
Сонячна енергія для кондиціонера автодому
| Модель кондиціонера для автодому | Потужність (приблизно) |
|---|---|
| Dometic Brisk II 13 500 BTU | 1,300 - 1,500W |
| Coleman Mach 15 15 000 BTU | 1,500 - 1,800W |
Після визначення потужності кондиціонера ви можете помножити її на кількість годин використання кондиціонера щодня, щоб дізнатися, скільки електроенергії споживає кондиціонер (Вт·год/кВт·год).
Метод 2 - Вимірювання за допомогою ватметра
Альтернативно, ви можете використати ватметр для прямого вимірювання споживаної потужності кондиціонера протягом певного часу. Цей пристрій може надати показання потужності у реальному часі.
Спочатку підключіть дріт кондиціонера до лічильника. Потім підключіть лічильник до розетки. Нарешті, увімкніть кондиціонер. Для найкращих результатів спостерігайте за лічильником до семи днів. Наприкінці тижня зафіксуйте остаточне показання і обчисліть середнє, щоб визначити добове споживання.
Крок 2 - Розрахунок кількості сонячних панелей для кондиціонера
Після того, як ви визначили добове споживання енергії вашим кондиціонером, ви можете розрахувати кількість сонячних панелей, необхідних для покриття цього попиту. Сонячні панелі зазвичай оцінюють за їх максимальною потужністю, яка вимірюється у ватах/кіловатах.
Спочатку обчисліть добове виробництво енергії сонячною панеллю, помноживши її номінальну потужність на кількість годин пікового сонячного світла на день у вашому регіоні:
Добове виробництво енергії на панель= Номінальна потужність сонячної панелі × Добова кількість годин пікового сонячного світла
Тоді поділіть добове споживання енергії кондиціонера на добовий вихід однієї сонячної панелі.
Кількість сонячних панелей= Добове споживання енергії кондиціонера (кВт·год)/Вихідна потужність сонячної панелі за день (кВт·год)
Використання сонячної панелі 460Вт з припущенням середньої кількості 5 годин пікового сонячного світла на день дає добове виробництво енергії на панель 2.3 кВт·год. Отже, приблизно 6 сонячних панелей потрібно для ефективного живлення кондиціонера з добовим споживанням 12 кВт·год.
Скільки акумуляторів потрібно для кондиціонера
При оснащенні кондиціонера сонячною енергетичною системою забезпечення надійного резервного живлення акумулятора є ключовим для безперервного охолодження, особливо ввечері або в періоди низької сонячної продуктивності.
Резервне живлення акумулятора для домашнього кондиціонера
Для домашніх кондиціонерів енергія, вироблена сонячними панелями, має покривати як денне, так і нічне споживання. Щоб забезпечити надійне резервне живлення акумулятора для домашнього кондиціонера, потрібно розрахувати добове споживання енергії кондиціонером і порівняти його з ємністю акумулятора.
Наприклад, якщо ваш кондиціонер споживає 3,000 ват і працює 6 годин на день, він потребує 18 кВт·год на день.
Використовуючи сонячний акумулятор 48В 100А·год, який зберігає близько 4.8 кВт·год, вам знадобиться щонайменше 4 акумулятори для забезпечення безперервної роботи.
Також рекомендується мати додатковий акумулятор для покриття несподіваного збільшення споживання енергії або похмурих днів. Модульна акумуляторна система, така як акумулятор POW-LIO51400-16S LiFePO4 з розширюваною ємністю до 30 кВт·год, ідеально підходить для домашніх сонячних енергетичних систем завдяки легкості розширення.
Резервне живлення акумулятора для кондиціонера автодому
У випадку кондиціонерів для автодомів, щоб захистити безпеку та тривалість служби всієї електричної системи, рекомендується спочатку зберігати всю енергію, вироблену сонячними панелями, в акумуляторах. Потім використовуйте інвертор для перетворення постійного струму в змінний для кондиціонера. Тому ви можете поділити виробництво енергії сонячної панельної системи на ємність акумулятора, щоб визначити кількість необхідних акумуляторів.
Припускаючи, що ваш кондиціонер має потужність 1500Вт, щоб розрахувати кількість резервних акумуляторів, почніть з оцінки загального споживання енергії. Якщо ви хочете працювати кондиціонером 4 години, він потребуватиме 6,000 ват-годин (Вт·год) (1,500Вт * 4 години).
Далі розглянемо типовий акумулятор для автодому, наприклад, акумулятор 100Ah 12V, який забезпечує 1,200Вт·год (100Ah * 12V). Щоб дізнатися, скільки акумуляторів потрібно, поділіть загальне споживання енергії на ємність акумулятора. У цьому випадку 6,000Вт·год, поділені на 1,200Вт·год на акумулятор, дорівнюють 5 акумуляторам. Отже, вам знадобиться 5 глибокорозрядних акумуляторів, щоб живити кондиціонер потужністю 1,500Вт протягом 4 годин.
