هل يمكنك تشغيل مكيف الهواء من الألواح الشمسية؟ دليل الحجم والنظام

نعم، يمكنك تشغيل مكيف الهواء من الألواح الشمسية. يعتمد ما إذا كان النظام عمليًا لمنزلك أو عملك على ثلاثة أشياء: سحب طاقة مكيف الهواء، ومخرجات مجموعة الطاقة الشمسية، ومقدار البطارية أو الشبكة الاحتياطية التي تتضمنها. عادةً ما يحتاج مكيف الهواء الشمسي المخصص المزود بعاكس تيار مستمر داخلي إلى عدد أقل من الألواح ويعاني من فقدان تحويل أقل من مكيف الهواء التقليدي المقترن بعاكس شمسي منفصل.

كيف يعمل مكيف الهواء الذي يعمل بالطاقة الشمسية فعليًا

يقوم مكيف الهواء التقليدي بتحويل مصدر التيار المتردد إلى طاقة تيار مستمر داخليًا، ثم يستخدم لوحة عاكسة لتشغيل ضاغط متغير السرعة. يقوم مكيف الهواء الشمسي بتغيير جانب الإدخال: فبدلاً من قبول شبكة التيار المتردد فقط، فإنه يأخذ كهرباء التيار المباشر مباشرة من الألواح الكهروضوئية. لا يزال الضاغط يعمل بالتيار المستمر، لكن مصدر تلك الطاقة يصبح المصفوفة الشمسية بدلاً من الشبكة.

تقترب Deye من هذا باستخدام وحدة تحكم عاكسة ذات موجة جيبية تبلغ 180 درجة، وهي تقنية قامت الشركة بتحسينها منذ عام 2007. وتسمح وحدة التحكم هذه للضاغط بالبدء بهدوء والتعديل عبر نطاق واسع من السرعة، وهو بالضبط ما يجعل الوحدة التي تعمل بالطاقة الشمسية تعمل بسلاسة عندما يتغير الإشعاع مع مرور السحب في الأعلى.

في الممارسة العملية، سوف تفي بثلاثة ترتيبات رئيسية:

• ACDC الهجين: تستخدم الوحدة الطاقة الشمسية DC أولاً، ثم تقوم بسحب التيار المتردد الاحتياطي من الشبكة تلقائيًا عندما يكون خرج الطاقة الكهروضوئية غير كافٍ. هذا هو الخيار الأكثر شيوعًا للمنشآت السكنية والتجارية الخفيفة.
• تيار مستمر 48 فولت خارج الشبكة: يعمل مكيف الهواء من بنك بطارية 48 فولت يتم شحنه بواسطة الألواح الشمسية. لا يلزم الاتصال بالشبكة، مما يجعله المعيار لمواقع البناء والمزارع والكبائن النائية.
• الطاقة الشمسية للمنزل بأكمله المرتبطة بالشبكة: تعمل مجموعة تقليدية على السطح على تشغيل جميع الأجهزة من خلال عاكس للطاقة الشمسية، ويستهلك مكيف الهواء الكهرباء الشمسية مثل أي حمل آخر. يعمل هذا، ولكنه أقل كفاءة لتشغيل حمل تيار متردد كبير واحد من الوحدة المصممة للإدخال الكهروضوئي المباشر.

التمييز مهم لأن أ مكيف الهواء الشمسي الهجين ACDC يلغي التحويل المزدوج: تنتقل الطاقة الشمسية DC مباشرة إلى برنامج تشغيل الضاغط بدلاً من قلبها إلى التيار المتردد ثم تحويلها مرة أخرى إلى التيار المستمر. تحويل أقل يعني المزيد من التبريد من نفس منطقة اللوحة.

كم عدد الألواح الشمسية التي تحتاجها لتشغيل مكيف الهواء؟

ابدأ بقوة التشغيل المقدرة لمكيف الهواء، وليس بقدرة التبريد الخاصة به. قد تنتج وحدة سعة 1 طن 3.5 كيلو واط من التبريد بينما تستهلك فقط 700-900 واط من الكهرباء. اضرب واط التشغيل في ساعات التشغيل اليومي، ثم اقسمه على عدد ساعات الذروة للشمس في موقعك وعلى عامل كفاءة النظام الذي يبلغ حوالي 0.8.

الواط الكهروضوئي المطلوب = (واط تشغيل التيار المتردد × ساعات التشغيل اليومية) ÷ (ساعات الذروة للشمس × 0.8)

بالنسبة لمكيف هواء عاكس سعة 1.5 طن يستهلك 1400 واط ويعمل 6 ساعات يوميًا، مع 5 ساعات ذروة للشمس، تكون النتيجة (1400 × 6) ÷ (5 × 0.8) = 2100 واط من القدرة الكهروضوئية. باستخدام ألواح 400 واط، أي 5-6 ألواح لمكيف الهواء وحده. إذا قمت بإضافة بطارية للتشغيل طوال الليل، فاضرب حجم البطارية بنفس المنطق.

يقارن الرسم البياني أدناه متوسط القدرة الكهروضوئية المطلوبة لكل فئة حتى تتمكن من تقدير حجم مساحة السطح وميزانية العاكس قبل الاتصال بالمورد.

الأرقام المذكورة أعلاه هي أدلة تخطيط وليست ضمانات. تتغير الأرقام الفعلية مع درجة حرارة نقطة الضبط الداخلية، ودرجة الحرارة الخارجية، وجودة العزل، وتقييم كفاءة استخدام الطاقة للوحدة. غالبًا ما يقع مكيف الهواء الشمسي الهجين المزود بضاغط تيار مستمر عالي الكفاءة في الطرف الأدنى من هذه النطاقات.

ACDC الهجين أو DC خارج الشبكة أو المرتبط بالشبكة: ما النظام الذي يناسب موقفك؟

كل بنية تحل مشكلة مختلفة. اختر بناءً على موثوقية الشبكة، وميزانية التثبيت، وما إذا كنت تخطط لتشغيل مكيف الهواء بعد غروب الشمس.

ما الذي يؤثر على أداء مكيف الهواء الشمسي في العالم الحقيقي؟

لن يتطابق متوسط ​​​​الواط/ساعة اليومي من ورقة البيانات مع ما تواجهه على سطح منزلك. هذه المتغيرات مهمة أكثر من القوة الكهربائية للوحة وحدها:

• تختلف ساعات الذروة للشمس من 3.5 في المناخات الغائمة إلى 6.5 في المناطق الصحراوية. تصميم لأسوأ شهر، وليس المتوسط ​​السنوي.
• اتجاه اللوحة والتظليل. يمكن أن تؤدي عوائق الأسطح والأوساخ ودرجات الحرارة المرتفعة إلى تقليل إنتاج الطاقة الكهروضوئية بنسبة 10-25%.
• زيادة بدء تشغيل الضاغط. حتى مع تقنية العاكس ذات البداية الناعمة، يستهلك الضاغط 1.5-2 ضعف طاقة التشغيل للحظة واحدة عند بدء التشغيل. الأنظمة الهجينة ذات الشبكة الاحتياطية تغطي هذا تلقائيًا.
• اختيار المبردات. تعمل الوحدات التي تستخدم R32 بكفاءة أفضل في استخدام الطاقة مقارنة بتصميمات R410A الأقدم، خاصة في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة.
• حمل التبريد. تحتاج الغرفة المظللة المعزولة جيدًا إلى طاقة تبريد أقل بكثير من المساحة ذات الجدران الزجاجية والنوافذ المواجهة للغرب.
• كفاءة العاكس. تعمل وحدة التحكم في الموجة الجيبية بزاوية 180 درجة على تجنب تموج عزم الدوران الموجود في محركات الأقراص ذات الموجة المربعة القديمة، مما يقلل من فقدان الكهرباء أثناء التحميل الجزئي.
• الغبار والصيانة. يمكن أن تؤدي ملفات المكثف المتسخة والمرشحات المسدودة إلى زيادة استهلاك طاقة التيار المتردد بنسبة 10-15% خلال موسم واحد.

خيارات مكيفات الهواء الجاهزة للطاقة الشمسية التي يجب مراعاتها

تقوم شركة Deye بتصنيع مجموعة من مكيفات الهواء الشمسية المزودة بوحدات تحكم MPPT مدمجة تقبل الإدخال الكهروضوئي مباشرة. فيما يلي ثلاثة تكوينات تتوافق مع سيناريوهات الحجم المذكورة أعلاه.

مكيف الهواء الشمسي الهجين ACDC المثبت على الحائط من Deye تقبل هذه الوحدة الهجينة المثبتة على الحائط الإدخال الكهروضوئي المباشر من خلال وحدة تحكم MPPT مدمجة وتوفر نسخًا احتياطيًا للشبكة، مما يجعلها خيارًا عمليًا للمستخدمين السكنيين الذين يبحثون عن تكاليف تركيب أقل وتبريد موثوق. عرض المنتج →

مكيف الهواء بالطاقة الشمسية DC 48V المثبت على الحائط خارج الشبكة من Deye تم تصميم وحدة DC 48V هذه خارج الشبكة للمباني البعيدة والتبريد في حالات الطوارئ، وتعمل على بنك البطاريات بدلاً من الشبكة، مما يناسب المواقع التي لا تتوفر فيها طاقة الشبكة أو لا يمكن الاعتماد عليها. عرض المنتج →

مكيف الهواء بالطاقة الشمسية من شركة Deye Light التجارية يوفر هذا النوع من الكاسيت المثبت على السقف توزيعًا للهواء في أربعة اتجاهات للمكاتب الصغيرة والمحلات التجارية، ويعمل في وضع الطاقة الشمسية الهجينة بالإضافة إلى الشبكة دون الحاجة إلى محولات أو بطاريات إضافية. عرض المنتج →

يعد طراز ACDC الهجين المثبت على الحائط هو الحل الأمثل للمستخدمين السكنيين الذين يريدون النسخ الاحتياطي للشبكة وتكلفة تركيب منخفضة. يستبدل إصدار DC 48V خارج الشبكة الشبكة ببنك بطاريات، مما يجعلها مناسبة للمباني البعيدة والتبريد في حالات الطوارئ. بالنسبة للمكاتب الصغيرة والمحلات التجارية والمساحات متعددة الغرف، يوفر نوع الكاسيت التجاري الخفيف تبريدًا مثبتًا على السقف بنفس منطق ACDC الهجين.

ماذا عن البطاريات والتبريد الليلي؟

لا يمكن لمجموعة الطاقة الشمسية بدون بطاريات تشغيل مكيف الهواء ليلاً. إذا كنت تتوقع التبريد بعد غروب الشمس، فأنت بحاجة إما إلى نظام ACDC هجين مع شبكة احتياطية أو نظام خارج الشبكة مزود ببطارية تخزين.

لتحديد حجم البطارية، قم بضرب طاقة تشغيل مكيف الهواء في ساعات المساء التي تحتاج إلى تغطيتها. تحتاج الوحدة المثبتة على الحائط بوزن 1.5 طن والتي تسحب 1400 وات لمدة 5 ساعات إلى حوالي 7 كيلو وات في الساعة من سعة البطارية القابلة للاستخدام. نظرًا لأنه لا ينبغي تفريغ البطاريات أقل من 20% من السعة المقدرة، يجب أن يكون بنك البطارية المثبت حوالي 8.5-9 كيلو وات في الساعة لطراز الليثيوم، أو أكبر لكيمياء حمض الرصاص المختومة.

تمنحك الأنظمة الهجينة حرية التشغيل بالطاقة الشمسية أثناء النهار وسحب كهرباء الشبكة ليلاً، مما يؤدي إلى تجنب تكلفة البطارية بالكامل. من ناحية أخرى، يجب على المستخدمين خارج الشبكة التعامل مع بنك البطارية باعتباره تكلفة تشغيل أساسية، مماثلة لمكيف الهواء نفسه. في كلتا الحالتين، فإن وحدة التحكم MPPT التي تتعقب نقطة الطاقة القصوى للصفيف الكهروضوئي سوف تسترد طاقة أكثر بنسبة 10-20% من منظم PWM البسيط.

اعتبارات التكلفة والاسترداد

يجب أن يكون قرار تركيب مكيف الهواء الشمسي مدفوعًا بتعريفات الكهرباء المحلية، وتوافر ضوء الشمس، وسعر مكيف هواء قياسي مماثل بالإضافة إلى تركيب منفصل للطاقة الشمسية.

• عادةً ما يكلف مكيف الهواء الشمسي الهجين ACDC ما بين 30 إلى 50% أكثر من مكيف الهواء العاكس التقليدي الذي يتمتع بقدرة تبريد متساوية.
• إن إضافة مجموعة كهروضوئية مخصصة بقدرة 2-4 كيلووات تكلف عدة آلاف من الدولارات اعتمادًا على المنطقة وتعقيد التركيب وتكلفة الأرفف.
• تضيف التركيبات خارج الشبكة تكلفة البطارية، والتي يمكن أن تضاعف إجمالي الاستثمار مقارنة بالنظام الهجين.
• تتراوح فترات الاسترداد في المناطق ذات التشميس العالي مع ارتفاع أسعار الكهرباء عادة ما بين ثلاث وست سنوات. وفي المناطق ذات الشمس المنخفضة أو المناطق ذات التعريفات الجمركية المنخفضة، يمتد الاسترداد إلى ما بعد سبع سنوات وقد لا يبرر قسط التأمين.

بدأت شركة Deye في شحن مكيفات الهواء التي تعمل بالطاقة الشمسية في أوائل عام 2010، وبحلول عام 2020، تم بيع وحدات الجيل الرابع إلى أكثر من 20 دولة، بما في ذلك الولايات المتحدة وأستراليا وباكستان والهند والفلبين وأسواق في جميع أنحاء الشرق الأوسط وجنوب آسيا وأوروبا. إن تاريخ هذا المجال مهم: فالتكييف الشمسي ليس تجربة متخصصة عندما تستمر برامج الطاقة الشمسية على نطاق المرافق ومشاريع الكهربة خارج الشبكة في اختيار نفس التكنولوجيا جيلًا بعد جيل.

الأسئلة المتداولة حول تكييف الهواء بالطاقة الشمسية

خلاصة القول

إن تشغيل مكيف الهواء من الألواح الشمسية ليس ممكنًا فحسب، بل غالبًا ما يكون الحل الصحيح عندما تكون أسعار الكهرباء مرتفعة وضوء الشمس متوفرًا. المفتاح هو اختيار مكيف هواء مصمم للإدخال الكهروضوئي المباشر، وحجم المصفوفة للموسم مع أقل ضوء شمس، والصراحة بشأن ما إذا كنت بحاجة إلى تبريد ليلي وبالتالي بطارية احتياطية أو شبكة احتياطية.

توفر نماذج ACDC الهجينة أفضل توازن لمعظم المنشآت السكنية والتجارية الخفيفة، لأن الشبكة تتعامل مع التيارات المفاجئة والأحمال الليلية بينما تغطي الطاقة الشمسية تكلفة التبريد الرئيسية. بالنسبة للمواقع خارج الشبكة تمامًا، يعد نظام التيار المستمر بجهد 48 فولت هو الطريق المؤكد. تحقق من مواصفات مكيف الهواء الجاهز للطاقة الشمسية قبل الشراء، وتأكد من قوة التشغيل ونطاق الجهد الكهربي MPPT مع أداة التثبيت الخاصة بك، وستخبرك الحسابات بالضبط بعدد الألواح والبطاريات التي تحتاجها.