Можете ли вы запустить кондиционер от солнечных батарей? Руководство по выбору размеров и системе

Да, вы можете запустить кондиционер от солнечных батарей. Практична ли система для вашего дома или бизнеса, зависит от трех вещей: потребляемой мощности кондиционера, мощности солнечной батареи и количества резервной батареи или сети, которую вы включаете. Специальный солнечный кондиционер с внутренним инвертором постоянного тока обычно требует меньше панелей и имеет меньшие потери преобразования, чем обычный кондиционер переменного тока в сочетании с отдельным солнечным инвертором.

Как на самом деле работает кондиционер на солнечной энергии

Обычный кондиционер преобразует переменный ток в постоянный ток, а затем использует инверторную плату для управления компрессором с регулируемой скоростью. Солнечный кондиционер меняет входную сторону: вместо того, чтобы принимать только переменный ток из сети, он получает электричество постоянного тока непосредственно от фотоэлектрических панелей. Компрессор по-прежнему работает от постоянного тока, но источником этой энергии становится солнечная батарея, а не сеть.

Deye подходит к этому с помощью 180-градусного синусоидального инверторного контроллера постоянного тока — технологии, которую компания совершенствует с 2007 года. Этот контроллер позволяет компрессору плавно запускаться и модулировать в широком диапазоне скоростей, что обеспечивает плавность работы агрегата на солнечной энергии, когда уровень освещенности меняется по мере прохождения облаков над головой.

На практике вы встретите три основных механизма:

• Гибридный ACDC: устройство сначала использует постоянный ток солнечной энергии, а затем автоматически получает резервный переменный ток из сети, когда фотоэлектрическая мощность недостаточна. Это наиболее распространенный выбор для жилых и небольших коммерческих помещений.
• Автономное напряжение 48 В постоянного тока: кондиционер работает от аккумуляторной батареи напряжением 48 В, заряжаемой от солнечных батарей. Подключение к сети не требуется, что делает его стандартом для удаленных строительных площадок, ферм и коттеджей.
• Солнечная батарея для всего дома, подключенная к сети: обычная батарея на крыше питает все приборы через солнечный инвертор, а переменный ток потребляет солнечную электроэнергию, как и любая другая нагрузка. Это работает, но менее эффективно для работы одной большой нагрузки переменного тока, чем устройство, предназначенное для прямого ввода фотоэлектрических модулей.

Это различие имеет значение, поскольку гибридный солнечный кондиционер ACDC исключает двойное преобразование: постоянный ток солнечной энергии поступает прямо в драйвер компрессора, а не инвертируется в переменный ток, а затем преобразуется обратно в постоянный ток. Меньшее преобразование означает большее охлаждение с той же площади панели.

Сколько солнечных панелей нужно для работы кондиционера?

Начните с номинальной рабочей мощности кондиционера, а не с его охлаждающей способности. Установка массой 1 тонна может производить 3,5 кВт охлаждения, потребляя всего 700–900 Вт электроэнергии. Умножьте рабочие ватты на часы ежедневной работы, затем разделите на количество часов пиковой солнечной активности в вашем регионе и на коэффициент эффективности системы, равный примерно 0,8.

Необходимая фотоэлектрическая мощность = (рабочая мощность переменного тока × часы работы в день) ÷ (часы пиковой солнечной активности × 0,8)

Для инверторного преобразователя переменного тока массой 1,5 тонны, потребляющего 1400 Вт и работающего 6 часов в день с 5 часами пиковой солнечной активности, результат составит (1400 × 6) ÷ (5 × 0,8) = 2100 Вт фотоэлектрической мощности. При использовании панелей мощностью 400 Вт это 5-6 панелей только для кондиционера. Если вы добавляете аккумулятор для работы в ночное время, умножьте размер аккумулятора по той же логике.

В приведенной ниже таблице сравнивается средняя фотоэлектрическая мощность, необходимая для каждой категории, поэтому вы можете оценить размер площади крыши и бюджет инвертора, прежде чем обращаться к поставщику.

Приведенные выше цифры являются ориентирами для планирования, а не гарантиями. Фактические цифры меняются в зависимости от заданной температуры в помещении, температуры наружного воздуха, качества изоляции и уровня энергоэффективности устройства. Гибридный солнечный кондиционер с высокоэффективным компрессором постоянного тока часто находится в нижней части этих диапазонов.

Гибридный ACDC, автономный постоянный ток или сетевая система: какая система подходит для вашей ситуации?

Каждая архитектура решает свою проблему. Выбирайте, исходя из надежности сети, бюджета на установку и того, планируете ли вы включать кондиционер после захода солнца.

Что влияет на реальную производительность солнечного переменного тока?

Среднее количество ватт-часов в день, указанное в таблице данных, не будет соответствовать тому, что вы испытываете на крыше. Эти переменные имеют большее значение, чем просто мощность панели:

• Пик солнечных часов варьируется от 3,5 в пасмурном климате до 6,5 в пустынных регионах. Планируйте худший месяц, а не среднегодовое значение.
• Ориентация и затенение панели. Препятствия на крыше, загрязнение и высокие температуры могут снизить мощность фотоэлектрических систем на 10–25%.
• Пусковой помпаж компрессора. Даже при использовании инверторной технологии плавного пуска компрессор на мгновение при запуске потребляет в 1,5–2 раза больше своей рабочей мощности. Гибридные системы с резервной сетью решают эту проблему автоматически.
• Выбор хладагента. Агрегаты, использующие R32, работают с большей энергоэффективностью, чем более старые конструкции с R410A, особенно при высоких температурах окружающей среды.
• Охлаждающая нагрузка. Затененной, хорошо изолированной комнате требуется гораздо меньше энергии для охлаждения, чем помещению со стеклянными стенами и окнами, выходящими на запад.
• КПД инвертора. Синусоидальный контроллер с углом поворота 180 градусов позволяет избежать пульсаций крутящего момента, характерных для старых прямоугольных приводов, сокращая электрические потери при частичной нагрузке.
• Пыль и уход. Грязные змеевики конденсатора и засоренные фильтры могут увеличить потребление электроэнергии переменного тока на 10–15 % за один сезон.

Варианты кондиционеров с солнечной батареей, которые стоит рассмотреть

Deye производит ряд солнечных кондиционеров со встроенными контроллерами MPPT, которые напрямую принимают фотоэлектрические входы. Ниже приведены три конфигурации, соответствующие приведенным выше сценариям определения размера.

Настенный гибридный солнечный кондиционер Deye ACDC Этот настенный гибридный блок принимает прямой фотоэлектрический вход через встроенный контроллер MPPT и обеспечивает резервную сеть, что делает его практичным выбором для бытовых пользователей, которым необходимы более низкие затраты на установку и надежное охлаждение. Посмотреть продукт →

Настенный автономный солнечный кондиционер Deye постоянного тока, 48 В Этот автономный блок постоянного тока с напряжением 48 В, предназначенный для удаленных зданий и аварийного охлаждения, работает от аккумуляторной батареи, а не от сети, что подходит для мест, где сетевое питание недоступно или ненадежно. Посмотреть продукт →

Коммерческий кассетный солнечный кондиционер Deye Light Этот потолочный кассетный тип обеспечивает равномерное распределение воздуха в четырех направлениях для небольших офисов и магазинов, работая в гибридном режиме «солнечная энергия плюс сеть» без необходимости использования дополнительных инверторов или батарей. Посмотреть продукт →

Настенная гибридная модель ACDC — это идеальное решение для бытовых пользователей, которым требуется резервное копирование сети и низкая стоимость установки. Версия с автономным питанием постоянного тока 48 В заменяет сеть аккумуляторной батареей, что делает ее подходящей для удаленных зданий и аварийного охлаждения. Для небольших офисов, магазинов и многокомнатных помещений легкий коммерческий кассетный тип обеспечивает потолочное охлаждение с той же гибридной логикой ACDC.

А как насчет батарей и ночного охлаждения?

Солнечная батарея без батарей не может включать кондиционер ночью. Если вы ожидаете охлаждения после захода солнца, вам нужна либо гибридная система ACDC с резервной сетью, либо автономная система с аккумулятором.

Чтобы определить размер батареи, умножьте рабочую мощность переменного тока на вечерние часы, которые вам нужно проработать. Настенному устройству массой 1,5 тонны, потребляющему 1400 Вт в течение 5 часов, требуется около 7 кВтч полезной емкости аккумулятора. Поскольку аккумуляторы не следует разряжать ниже 20 % от номинальной емкости, емкость установленного аккумуляторного блока должна составлять примерно 8,5–9 кВтч для литиевой модели или больше для герметичной свинцово-кислотной модели.

Гибридные системы дают вам возможность работать на солнечной энергии в дневное время и потреблять электроэнергию из сети в ночное время, полностью избегая затрат на аккумуляторы. С другой стороны, пользователи автономных сетей должны рассматривать аккумуляторную батарею как основные эксплуатационные расходы, сравнимые с расходами на сам кондиционер. В любом случае контроллер MPPT, который отслеживает максимальную мощность фотоэлектрической батареи, будет восстанавливать на 10-20% больше энергии, чем простой регулятор ШИМ.

Соображения о стоимости и окупаемости

Решение об установке солнечного кондиционера должно основываться на местных тарифах на электроэнергию, наличии солнечного света и цене сопоставимого стандартного кондиционера плюс отдельная солнечная установка.

• Гибридный солнечный ACDC обычно стоит на 30-50% дороже, чем обычный инверторный AC равной холодопроизводительности.
• Добавление выделенного фотоэлектрического массива мощностью 2–4 кВт стоит несколько тысяч долларов в зависимости от региона, сложности монтажа и стоимости стеллажа.
• Автономные установки увеличивают стоимость батареи, что может удвоить общий объем инвестиций по сравнению с гибридной системой.
• Сроки окупаемости в регионах с высокой инсоляцией и повышенными ценами на электроэнергию обычно составляют от трех до шести лет. В регионах с низким уровнем солнечного света или низкими тарифами окупаемость превышает семь лет и может не оправдать надбавку.

Deye начала поставки солнечных кондиционеров в начале 2010-х годов, а к 2020 году кондиционеры четвертого поколения были проданы более чем в 20 стран, включая США, Австралию, Пакистан, Индию, Филиппины, а также на рынки Ближнего Востока, Южной Азии и Европы. История этой отрасли имеет значение: солнечный переменный ток не является нишевым экспериментом, когда солнечные программы масштаба коммунальных предприятий и проекты автономной электрификации продолжают выбирать одну и ту же технологию поколение за поколением.

Часто задаваемые вопросы о кондиционерах на солнечных батареях

Итог

Работа кондиционера от солнечных батарей не только возможна, но и часто является правильным решением, когда цены на электроэнергию высоки и много солнечного света. Ключевым моментом является выбор источника переменного тока, предназначенного для прямого ввода фотоэлектрических модулей, определение размера массива для сезона с наименьшим количеством солнечного света и честность в отношении того, нужно ли вам ночное охлаждение и, следовательно, резервная батарея или сеть.

Гибридные модели ACDC предлагают лучший баланс для большинства жилых и легких коммерческих установок, поскольку сеть справляется с импульсными токами и ночными нагрузками, а солнечная энергия покрывает основные затраты на охлаждение. Для объектов, полностью отключенных от сети, проверенным способом является система постоянного тока 48 В. Перед покупкой проверьте характеристики переменного тока, готового к солнечной энергии, уточните рабочую мощность и диапазон напряжения MPPT у своего установщика, и математические расчеты точно подскажут вам, сколько панелей и батарей вам нужно.