الدليل الكامل: هل يمكنك تشغيل مكيف النافذة بالطاقة الشمسية؟ التحجيم والإعداد

تريد تشغيل مكيف شباك على الطاقة الشمسية. الإجابة المختصرة هي نعم، ولكن فقط إذا قمت بمطابقة ثلاثة أشياء: القوة الكهربائية الجارية للتيار المتردد، وإنتاج الطاقة اليومي لمجموعة الألواح الشمسية، وسعة تخزين البطارية. تستهلك معظم وحدات النوافذ التي تبلغ سعتها 5000 وحدة حرارية بريطانية ما بين 450 إلى 550 واط أثناء التشغيل، ولكنها ترتفع إلى 1200-1500 واط عند بدء التشغيل. غالبًا ما تكون هذه الزيادة هي القطعة التي تنطلق من إعدادات DIY. النهج الصحيح هو تحديد حجم نظامك الشمسي وفقًا لمضخمات الدوار المقفلة، وليس فقط للواط الجاري تشغيله.

الخطوة 1: تحديد سحب الطاقة الحقيقي لمكيف النافذة الخاص بك

يدرج المصنعون تصنيفات BTU، لكن وحدات BTU لا تخبرك بالواط. يمكن لوحدة سعة 5000 وحدة حرارية بريطانية من إحدى العلامات التجارية أن تستهلك 480 واطًا، بينما تستهلك وحدة أخرى 540 واطًا. الرقم الوحيد الموثوق به موجود على ملصق اللوحة الملصق على جانب مكيف الهواء. ابحث عن "الأمبيرات" عند 115 فولت أو 120 فولت. اضرب الفولت في الأمبيرات للحصول على الواط الجاري، ثم اضرب الواط الجاري في 3 إلى 5 لتقدير زيادة بدء التشغيل.

فيما يلي مرجع سريع يعتمد على القياسات الواقعية لوحدات النوافذ النموذجية:

استخدم مقياس واط غير مكلف (مثل Kill-A-Watt) لتأكيد وحدتك المحددة. بدون هذا القياس، أنت تخمن، ويؤدي التخمين إلى محولات أصغر حجمًا أو عدم كفاية سعة البطارية في أول ظهيرة حارة.

الخطوة 2: حساب حجم مصفوفة الألواح الشمسية

يتم تصنيف الألواح الشمسية في ظروف الاختبار القياسية (إشعاع 1000 واط/م2 عند 25 درجة مئوية). في التركيبات الحقيقية، تفقد حوالي 20-25% بسبب الحرارة، وفقدان الأسلاك، وكفاءة العاكس، والغبار. استخدم عامل تخفيض قدره 0.75 للتحجيم العملي.

صيغة للإنتاج اليومي

حجم الصفيف (كيلوواط) = (التيار المتردد اليومي كيلووات ساعة × 1.25 هامش تخفيض) ÷ (ذروة ساعات الشمس × 0.75 كفاءة النظام)

مثال: 5000 وحدة حرارية بريطانية تستخدم 4 كيلووات في الساعة يوميًا. يستقبل الموقع 5 ساعات ذروة للشمس. المصفوفة المطلوبة = (4 × 1.25) ÷ (5 × 0.75) = 5 ÷ 375 = 1.33 كيلو واط. هذا يعني ثلاث إلى أربع لوحات بقوة 400 واط.

عندما تكون ساعات الذروة للشمس منخفضة (أقل من 4 ساعات)، أضف لوحة إضافية واحدة للتعويض عن سحب الصباح أو زوايا شمس الشتاء.

الخطوة 3: تغيير حجم بنك البطارية للتبريد طوال الليل

بدون بطاريات، يعمل مكيف الهواء الخاص بك فقط عندما تشرق الشمس. إذا كنت بحاجة إلى التبريد بعد غروب الشمس أو أثناء مرور السحب، فأنت بحاجة إلى التخزين. يجب تفريغ بطاريات الرصاص الحمضية المغمورة حتى عمق تفريغ يصل إلى 50% فقط. يمكن لبطاريات الليثيوم أيون (LiFePO₄) تفريغ ما يصل إلى 80-90% بأمان.

صيغة سعة البطارية

سعة البطارية القابلة للاستخدام (كيلووات ساعة) = التيار المتردد اليومي كيلووات ساعة × ساعات تشغيل البطارية ÷ إجمالي وقت التشغيل اليومي

مثال: تريد 4 ساعات من وقت التكييف بعد غروب الشمس. المكيف يسحب 550 واط. 550 واط × 4 ساعات = 2.2 كيلو واط ساعة. باستخدام بطارية LiFePO₄ بنسبة 80% DoD، تحتاج إلى 2.2 ÷ 0.8 = 2.75 كيلووات ساعة من إجمالي سعة البطارية. وهذا يترجم إلى ما يقرب من بنك بطارية 48V 60Ah.

بالنسبة لحمض الرصاص بنسبة 50% من وزارة الدفاع، فإن نفس الـ 2.2 كيلووات ساعة القابلة للاستخدام تتطلب 2.2 ÷ 0.5 = 440 كيلووات ساعة إجماليًا. وهذا بنك أثقل بكثير، وأكبر حجما، وأقصر عمرا.

الخطوة 4: اختيار العاكس والتعامل مع الطفرة

قد يبدو حمل التشغيل بقدرة 500 واط صغيرًا، لكن يجب أن يتعامل العاكس مع زيادة بدء التشغيل. يمكن لوحدة 5000 وحدة حرارية بريطانية أن تصل إلى 1500 واط لمدة 100-200 مللي ثانية. إن العاكس بقدرة 1000 واط مع معدل زيادة 2000 واط هو الحد الأدنى. للحصول على وحدة بقدرة 8000 وحدة حرارية بريطانية مع زيادة قدرها 2500 واط، اختر عاكسًا مستمرًا بقدرة 1500 واط مع قدرة زيادة قدرها 3000 واط على الأقل.

تعتبر محولات الموجة الجيبية النقية إلزامية لمحركات الضاغط. يمكن أن تتسبب الموجة الجيبية المعدلة في ارتفاع درجة الحرارة وانخفاض الكفاءة وفشل المحرك في نهاية المطاف. يمكن للعاكس الهجين الخاص بالطاقة الشمسية، مثل تلك المدمجة في بعض الأنظمة، إدارة كل من مدخلات اللوحة وشحن البطارية في وقت واحد، مما يبسط الأسلاك ويقلل من نقاط الفشل.

الخطوة 5: خيارات الإعداد العملية

الخيار أ: نظام مخصص خارج الشبكة لمكيف هواء نافذة واحدة

هذا هو الطريق الأكثر مباشرة. قم بتركيب مجموعة طاقة شمسية مخصصة، ووحدة تحكم بالشحن، وبنك للبطاريات، وعاكس بحجم مخصص لوحدة التيار المتردد تلك. لا يوجد تفاعل مع الأسلاك المنزلية. تتراوح التكلفة عادةً من 1200 دولار إلى 2800 دولار اعتمادًا على عدد اللوحات وكيمياء البطارية. يعمل هذا الإعداد جيدًا لورشة عمل أو سقيفة أو كابينة أو وحدة نافذة بغرفة نوم واحدة.

الخيار ب: نظام هجين مع نسخة احتياطية للشبكة

إذا كان مكيف النافذة موجودًا في منزل متصل بالفعل بالشبكة، فإن العاكس الهجين المزود ببطارية تخزين يتيح لك تشغيل مكيف الهواء من الطاقة الشمسية أثناء النهار ومن البطارية ليلاً، مع استخدام الشبكة كبديل. يؤدي هذا إلى تجنب تعقيد الحجم الكامل خارج الشبكة مع الاستمرار في تقليل ذروة الطلب وفاتورة الكهرباء. تسمح لك العديد من الوحدات الهجينة بضبط وضع "أولوية الطاقة الشمسية"، بحيث يسحب التيار المتردد فقط من الطاقة الشمسية والبطارية حتى تنخفض البطارية إلى ما دون الحد المحدد.

الخيار ج: مكيف الهواء الشمسي الكل في واحد

مكيف الهواء بالطاقة الشمسية المثبت على الحائط من Deye Hybrid ACDC يدمج مكيف الهواء الشمسي Deye الهجين ACDC معزز MPPT والعاكس في الوحدة الخارجية، مما يزيل المكونات المنفصلة. إنه يعمل مباشرة من الألواح الشمسية ويتحول تلقائيًا إلى طاقة الشبكة، مما يوفر حل تبريد مبسط وفعال من حيث التكلفة. عرض المنتج →

تنتج بعض الشركات المصنعة، بما في ذلك Deye، وحدات على شكل نافذة أو وحدات مقسمة صغيرة مع منافذ إدخال DC مدمجة تتصل مباشرة بالألواح الشمسية. تعمل مكيفات الهواء الهجينة ACDC على التخلص من الحاجة إلى عاكس منفصل. تقوم الوحدة تلقائيًا بالتبديل بين الطاقة الشمسية DC وطاقة التيار المتردد للشبكة بناءً على التوافر. يؤدي ذلك إلى تقليل عدد المكونات والتكلفة الأولية مع تحسين كفاءة النظام بشكل عام لأنه لا يوجد أي خسارة في تحويل التيار المستمر إلى التيار المتردد إلى الضاغط.

أخطاء التحجيم الشائعة

هل تؤثر دورة ضاغط مكيف الهواء على حجم الطاقة الشمسية؟

نعم، بشكل ملحوظ. مكيف النافذة لا يعمل بشكل مستمر. يتم تشغيل وإيقاف تشغيل الضاغط بناءً على إعداد منظم الحرارة ودرجة الحرارة المحيطة. في يوم تبلغ درجة حرارته 95 درجة فهرنهايت، قد تعمل الوحدة ذات الحجم المناسب بنسبة 70-80% من الوقت. وفي يوم أكثر اعتدالًا تبلغ درجة حرارته 80 درجة فهرنهايت، تنخفض دورة العمل هذه إلى 40-50%. يجب أن يأخذ حجم الطاقة الشمسية والبطارية في الاعتبار دورة العمل الأسوأ خلال الجزء الأكثر حرارة من العام.

لأغراض تحديد الحجم، افترض أن دورة التشغيل تبلغ 75% أثناء ذروة موسم التبريد. وهذا يعني أن جلسة تبريد مدتها 8 ساعات مع وحدة بقدرة 5000 وحدة حرارية بريطانية (تشغيل 550 واط) تصبح 550 واط × 8 ساعة × 0.75 = 3.3 كيلو واط في الساعة، وليس 4.4 كيلو واط في الساعة. وهذا التخفيض بنسبة 25% يمكن أن يجعل النظام الهامشي قابلاً للتطبيق.

هل يمكنك تشغيل مكيف هواء النافذة من مولد طاقة شمسية محمول؟

نعم، ولكن بحدود. يمكن لمولد الطاقة الشمسية المحمول بقدرة 1500 واط متواصل مع زيادة قدرها 3000 واط أن يتعامل مع وحدة نافذة بقدرة 5000 أو 8000 وحدة حرارية بريطانية. العامل المحدد هو سعة البطارية. توفر معظم المولدات المحمولة مساحة تخزين تتراوح بين 1000 إلى 2000 واط في الساعة. عند حمل بقوة 550 واط، يوفر المولد بقدرة 1500 واط في الساعة 2.7 ساعة فقط من وقت التشغيل قبل نفاد البطارية. للتشغيل طوال الليل، تحتاج إما إلى مولد أكبر بكثير (5000 واط في الساعة) أو إعداد يعيد شحن البطارية أثناء النهار أثناء تشغيل مكيف الهواء.

الأسئلة الشائعة

كم عدد الألواح الشمسية التي أحتاجها لمكيف نافذة بقوة 5000 وحدة حرارية بريطانية؟

ثلاث إلى أربع لوحات بقدرة 400 واط، بافتراض 5 ساعات ذروة للشمس وبطارية احتياطية للاستخدام المسائي. إذا قمت بتشغيل مكيف الهواء خلال النهار فقط، فقد يكون استخدام لوحتين كافيًا.

هل يمكنني تشغيل مكيف شباك بدون بطارية؟

نعم، ولكن فقط عندما تشرق الشمس. في اللحظة التي تمر فيها السحابة، قد يتوقف الضاغط ويفشل في إعادة التشغيل. يوصى بشدة باستخدام مخزن مؤقت صغير للبطارية لا يقل عن 500 واط في الساعة.

هل ستقوم الألواح الشمسية بقدرة 100 واط بتشغيل مكيف النافذة؟

رقم، لوحة 100 واط تنتج 80 واط على الأكثر في الظروف الحقيقية. حتى أصغر وحدة بسعة 5000 وحدة حرارية بريطانية تحتاج إلى 450 واط للتشغيل و1200 واط للبدء.

ما هو حجم العاكس الذي أحتاجه لمكيف شباك بقوة 10000 وحدة حرارية بريطانية؟

الحد الأدنى 1500 واط مستمر مع قدرة زيادة 3500 واط. يعتبر العاكس بقدرة 2000 واط أكثر أمانًا ويترك مساحة للأحمال الصغيرة الأخرى.

هل أحتاج إلى عاكس موجة جيبية نقية؟

نعم. تعتمد محركات الضاغط على طاقة موجة جيبية نظيفة. يمكن أن تتسبب الموجة الجيبية المعدلة في حدوث طنين مسموع وارتفاع درجة الحرارة وتلف الضاغط في نهاية المطاف.

ما هي مدة تشغيل بطارية 48V 100Ah لمكيف النافذة؟

بطارية 48 فولت 100 أمبير تحمل 4.8 كيلووات في الساعة. بنسبة 80% قابلة للاستخدام (LiFePO₄)، أي 3.84 كيلووات في الساعة. سيتم تشغيل مكيف بقوة 550 واط لمدة 7 ساعات متواصلة تقريبًا، أو لفترة أطول مع دورة الضاغط.

هل يمكن تشغيل مكيف الهواء بالطاقة الشمسية ليلاً؟

فقط إذا كان يحتوي على بطارية تخزين أو اتصال بالشبكة. تتوقف وحدات الطاقة الشمسية المباشرة النقية عند غروب الشمس. يمكن لنماذج ACDC الهجينة المزودة بمنافذ بطارية مدمجة تخزين الطاقة أثناء النهار للاستخدام أثناء الليل.