Работают ли солнечные кондиционеры? Да, вот как и когда

Введение: реальный вопрос «Действительно ли работает солнечный переменный ток?»

Ваш счет за электроэнергию летом растет с каждым годом, электросеть становится все менее предсказуемой, а термин «солнечный кондиционер» появляется почти в каждом результате поиска. Практический вопрос, стоящий за всем этим шумом, прост: действительно ли работают кондиционеры, работающие на солнечной энергии, или это просто обычные кондиционеры с прикрученной панелью?

Прямой ответ – да. Кондиционеры на солнечной энергии работают, и технология настолько развита, что Deye разрабатывает инверторную технологию с 2007 года, с 2015 года сосредоточилась на солнечном переменном токе и в 2020 году поставила свои устройства четвертого поколения более чем в 20 стран, включая США, Австралию, Пакистан и Индию. Более честный ответ: реальная производительность зависит от того, какой технический маршрут вы используете и насколько он соответствует вашему зданию, климату и модели использования.

Есть также две разные вещи, называемые солнечным кондиционером. Обычный маршрут — это обычный источник переменного тока, подключенный к солнечной системе на крыше через внешний инвертор. Это работает, но в процессе преобразования приходится платить энергетические штрафы. Путь, который имеет большее значение для затрат на охлаждение, — это интегрированный солнечный кондиционер — гибридный блок переменного/постоянного тока или автономный блок постоянного тока, который принимает электричество постоянного тока непосредственно от солнечных панелей. Эта статья посвящена этому маршруту.

Как на самом деле работают кондиционеры на солнечной энергии

Встроенный солнечный кондиционер работает по простому принципу: фотоэлектрические панели генерируют электричество постоянного тока, а компрессор внутри солнечного кондиционера работает от постоянного тока. Вместо того, чтобы передавать энергию постоянного тока панели через внешний инвертор в переменный ток, а затем позволять кондиционеру преобразовывать его обратно в постоянный ток внутри, гибридный блок переменного/постоянного тока подает солнечную энергию постоянного тока непосредственно в привод компрессора. Удаление этого этапа преобразования сокращает электрические потери и превращает каждый ватт панели в охлаждение.

Последовательность работы гибридного блока переменного/постоянного тока состоит из трех этапов:

• Солнечные панели генерируют энергию постоянного тока, и система отдает приоритет этой мощности для компрессора в дневное время.
• Если солнечная мощность падает ниже той, которая необходима устройству, переменный ток автоматически использует мощность сети или постоянный ток батареи, в зависимости от модели.
• Когда солнце возвращается, установка снова переключается на работу с использованием солнечной энергии без какого-либо ручного вмешательства.

Автономные системы постоянного тока работают таким же образом, за исключением того, что резервным источником является аккумуляторная батарея, а не электросеть.

Центральным компонентом этих устройств является контроллер инвертора. Синусоидальный инверторный контроллер постоянного тока 180°, разработанный компанией Deye в 2007 году, сглаживает мощность, подаваемую на компрессор, позволяя ему эффективно работать при частичной нагрузке. Это важно, поскольку кондиционер большую часть своего срока службы работает на мощности ниже полной, а контроль чистоты сигналов напрямую влияет как на эффективность, так и на долговечность.

Существует также отдельная технология, называемая солнечным тепловым насосом, которая использует солнечную энергию для нагрева жидкости, управляющей циклом охлаждения. Это может быть правильным ответом для конкретных проектов, но конструктивно он отличается от фотоэлектрических блоков с прямым приводом, рассматриваемых здесь. Для домов и малых предприятий гибридное оборудование переменного/постоянного тока и автономное оборудование постоянного тока, как правило, является более практичным выбором.

Факторы, определяющие, подойдет ли вам солнечный переменный ток

Хорошо ли работает встроенный солнечный кондиционер — это не теоретический вопрос. Результат контролируют четыре переменные, и каждую из них можно оценить, прежде чем совершить покупку.

Большинство жалоб на солнечные батареи переменного тока возникают из-за несоответствия одного из этих четырех факторов, а не из-за недостатка самой технологии.

Гибридный переменный/постоянный ток против автономного постоянного тока: какая установка солнечного переменного тока работает лучше?

Категория интегрированного солнечного переменного тока имеет два доминирующих направления проектирования. Ни один из них не является универсальным. Правильный вариант зависит от того, какую задачу вы пытаетесь решить: снизить высокие счета за электроэнергию или обеспечить охлаждение в месте, которое не может покрыть сеть.

Гибридный AC/DC — выбор для дорогого, но надежного энергоснабжения

Когда сеть стабильна, но тарифы падают, гибридная установка переменного/постоянного тока является наиболее прямым решением. Кондиционер потребляет солнечную энергию постоянного тока в течение дня, автоматически переключается на питание от сети, когда солнца недостаточно, и для работы не требуется батарея. Сеть действует как неограниченная резервная система, поэтому в здании круглосуточно сохраняется прохлада без ручного переключения.

Большинству владельцев, впервые оценивающих солнечный кондиционер, следует сравнить эту конструкцию. Если в противном случае вы бы установили обычный мини-сплит, настенные гибридные солнечные кондиционеры переменного / постоянного тока соответствуют классическому жилому форм-фактору, и их стоит включить в короткий список, прежде чем вы примете решение.

Автономный постоянный ток — выбор в случае отсутствия сети или ненадежной сети.

Там, где сеть отсутствует или часто отключается, подходящей категорией является автономная система постоянного тока 48 В. Устройство работает непосредственно от входа постоянного тока панели, а аккумуляторная батарея обеспечивает нагрузку ночью или во время длительной облачности. Стандарт 48 В широко распространен в солнечных батареях, что упрощает поиск аккумуляторов и расширяет их с течением времени.

Для сельских домов, фермерских построек, удаленных рабочих мест и телекоммуникационных убежищ автономные солнечные кондиционеры постоянного тока 48 В являются проверенным на практике решением. Компромисс честен: емкость аккумулятора увеличивает первоначальную стоимость системы и требует правильного подбора размеров, а взамен вы получаете охлаждение, которое вообще не зависит от сети.

Легкие коммерческие установки добавляют третий форм-фактор

Небольшим магазинам, офисам и торговым помещениям нужна другая схема воздушного потока, чем в спальне. Легкий коммерческий солнечный кондиционер кассетного типа встраивается в потолок, равномерно распределяет воздух и освобождает место на стене и полу для стеллажей. Логика оценки остается той же — потребность в охлаждении в дневное время, воздействие солнца на объект и надежность сети — но форма оборудования соответствует планировке помещения.

Сколько вы на самом деле можете сэкономить? (И сколько это стоит)

Честная отправная точка: кондиционер на солнечной энергии стоит дороже, чем обычный мини-сплит. Вы платите за более умный контроллер, солнечные панели, монтажное оборудование, а в некоторых случаях батареи и работу по установке. Любой, кто обещает фиксированный процент сбережений, слишком упрощает математику.

Вместо этого постройте свою собственную оценку. Необходимо четыре входа:

• Тариф на электроэнергию: общая стоимость за кВтч, включая сборы.
• Годовое потребление охлаждения: кВтч, который система охлаждения использует в течение типичного сезона.
• Коэффициент прямого использования солнечной энергии: доля потребления, покрываемая непосредственно за счет энергии панели, которая увеличивается, когда потребность в охлаждении в дневное время высока.
• Стоимость резервного копирования: энергия сети или циклическая работа батареи в течение нескольких часов без солнца.

Упрощенная формула годовой экономии выглядит следующим образом: тариф на электроэнергию × годовой кВтч на охлаждение × коэффициент прямого использования солнечной энергии.

Сравните этот результат с дополнительными затратами на солнечное оборудование и установку, и вы получите оценку окупаемости, основанную на ваших собственных цифрах. На рынках с ярко выраженным солнцем и высокими процентными ставками время восстановления значительно короче. В регионах с дешевой электроэнергией и средним количеством солнца это занимает гораздо больше времени, и в этих случаях стандартный высокоэффективный кондиционер может иметь больший финансовый смысл.

Для участков без надежной сетки расчет полностью меняется. Солнечная установка не конкурирует с дешевой электроэнергией из сети; он конкурирует вообще без охлаждения. Там стоимость измеряется в часах полезной работы, а не в долларах на счетах за коммунальные услуги.

Система, которая снижает потребление энергии в сети, также имеет долгосрочную выгоду: она меньше зависит от структуры цен, которую вы не контролируете. Это структурное преимущество, а не гарантированный показатель окупаемости.

Распространенные проблемы: работают ли солнечные кондиционеры ночью, зимой или в период сильной жары?

Работа в ночное время

Ночью солнечные панели не генерируют энергию, поэтому после захода солнца каждый солнечный кондиционер работает от резервного источника. Гибридные блоки переменного/постоянного тока автоматически переключаются на питание от сети, что сохраняет прохладу в помещении, но взимает плату за использование в ночное время по стандартному тарифу. Автономные системы питаются от батарей, и количество ночей, которые они могут обеспечить, зависит от емкости батареи. Если вам нужно восемь часов охлаждения каждую ночь вдали от сети, подберите размер банка для этой нагрузки.

Зима и низкие температуры наружного воздуха

Охлаждение редко является проблемой в холодную погоду; эффективность нагрева принимает удар. В режиме теплового насоса мощность падает по мере падения температуры наружного воздуха. Если установка также обеспечивает зимнее отопление, выберите низкотемпературную модель, рассчитанную на холодный климат. Выбор хладагента здесь также имеет значение, и R32 обычно справляется с низкими температурами окружающей среды лучше, чем старые хладагенты, поэтому современные гибридные и автономные агрегаты все чаще поставляются с R32.

Волны жары и сильное солнце

Это самое благоприятное окно для солнечного переменного тока. Пиковая потребность в охлаждении и пиковая выработка солнечной энергии совпадают во второй половине дня. Панели немного теряют эффективность по мере повышения их собственной температуры, но практический эффект невелик, поскольку полуденное освещение остается сильным. Разместите наружный блок в полутени с открытым потоком воздуха, как и в случае с любым мини-сплитом, и система будет работать близко к номинальной производительности.

Работают ли кондиционеры на солнечных батареях? Итог

Да, кондиционеры на солнечной энергии работают, а интегрированные гибридные конструкции переменного/постоянного тока и автономные системы постоянного тока имеют солидную историю применения в более чем 20 странах. Они не являются экспериментальными, и преимущество в эффективности прямого привода постоянного тока вполне реально. Честно говоря, ценность зависит от вашего сайта.

Солнечная система переменного тока заслуживает серьезного внимания, когда вы сталкиваетесь с одной или несколькими из следующих ситуаций:

• Высокие тарифы на электроэнергию при значительной потребности в охлаждении в дневное время
• Ненадежная решетка или ее отсутствие, что ограничивает обычное комфортное охлаждение.
• Малый бизнес с большими дневными нагрузками на охлаждение и свободным пространством на крыше для панелей.

Если ваша электроэнергия необычайно дешевая, сеть надежна и большая часть охлаждения происходит в ночное время, лучшим приобретением может быть обычный высокоэффективный мини-сплит. Разумным шагом будет выбор формата оборудования, который соответствует вашим реальным условиям, а не погоня за маркировкой солнечной энергии ради нее самой.

Если вам нужна реалистичная оценка вашего здания, свяжитесь с отделом продаж Deye и сообщите свое местоположение, площадь помещения или этажа, а также тариф за коммунальные услуги. Они помогут подобрать конфигурацию солнечного переменного тока к вашему объекту.