مكيف الهواء الذي يعمل بالطاقة الشمسية: الأنواع والتكاليف ودليل الشراء

ما هو مكيف الهواء الذي يعمل بالطاقة الشمسية؟

في ولاية حزام الشمس مثل فلوريدا أو تكساس، فإن الساعات الأكثر حرارة في اليوم هي أيضًا أغلى الساعات. تسحب مكيفات الهواء أحمالها الثقيلة مع ارتفاع أسعار الكهرباء بعد الظهر، ولهذا السبب يبدأ العديد من أصحاب المنازل في البحث عن مكيفات الهواء التي تعمل بالطاقة الشمسية في منتصف شهر يوليو. المبدأ واضح ومباشر: استخدم طاقة الشمس في اللحظة التي تكون فيها في أمس الحاجة إلى التبريد.

مكيف الهواء الذي يعمل بالطاقة الشمسية هو نظام تبريد يعمل جزئيًا أو كليًا بالكهرباء من الألواح الكهروضوئية. تغطي العبارة نهجين مختلفين. الأول هو مكيف هواء شمسي مخصص، وعادةً ما يكون منفصلاً صغيرًا بضاغط يعمل بالتيار المستمر يمكن تشغيله مباشرة من الألواح الشمسية، إما بمفرده أو مع طاقة الشبكة. والثاني هو مكيف الهواء التقليدي الذي يتم تشغيله بواسطة مجموعة الطاقة الشمسية للمنزل بالكامل من خلال عاكس قياسي.

يركز هذا الدليل على النهج الأول، لأن هذا هو المكان الذي تعيش فيه الأسئلة العملية: أي نوع يجب شراؤه، وعدد الألواح التي تحتاجها، وما هي تكلفتها، وما إذا كان الاسترداد حقيقيًا.

كيف يعمل مكيف الهواء الذي يعمل بالطاقة الشمسية

تولد الألواح الشمسية تيارًا مباشرًا (DC). تعمل مكيفات الهواء القياسية على التيار المتردد (AC). كل تصميم لتكييف الهواء بالطاقة الشمسية هو في الأساس إجابة لهذا عدم التطابق.

تتجنب بعض الوحدات خارج الشبكة عدم التطابق تمامًا: تعمل مجموعة التيار المستمر على تغذية ضاغط التيار المستمر مباشرة، دون أي خطوة انعكاس، وهو المسار الأكثر كفاءة المتاح. تعمل الأنظمة الأخرى على تحويل اللوحة DC إلى AC، وتغذية وحدة تقليدية، وقبول خسائر التحويل. تجمع أنظمة AC/DC الهجينة، وهو النوع الذي ستشاهده غالبًا في السوق، بين كلا المسارين في مكيف هواء واحد. تقبل الوحدة الطاقة الشمسية DC من أحد المدخلات وشبكة التيار المتردد من جهة أخرى. تعطي وحدة التحكم الخاصة بها الأولوية للطاقة الشمسية وتسحب من الشبكة فقط عندما لا تتمكن الألواح من تغطية الحمل. في الليل أو تحت غطاء سحابي كثيف، يعمل ببساطة على طاقة الشبكة مثل الوحدة العادية، دون الحاجة إلى تبديل يدوي ولا حاجة إلى بطارية. لإلقاء نظرة فاحصة على منطق التبديل، انظر كيف تعمل مكيفات الهواء الشمسية الهجينة AC / DC.

تجربة العاكس مهمة في هذا التصميم. يحتاج ضاغط التيار المستمر متغير السرعة إلى تحكم دقيق للتحويل بسلاسة بين مدخلات الطاقة الشمسية ومدخلات الشبكة، وهذه هي بالضبط القدرة المبنية على سنوات من تطوير محرك العاكس. تعمل شركة Deye، على سبيل المثال، على تحسين تقنية التحكم في العاكس ذات الموجة الجيبية 180 درجة منذ عام 2007، وهو أساس تقني يدخل مباشرة في منتجات تكييف الهواء بالطاقة الشمسية.

الأنواع الرئيسية لمكيفات الهواء الشمسية

عند مقارنة المنتجات اليوم، ستجد ثلاث فئات عملية.

مكيفات الهواء الهجينة AC/DC بالطاقة الشمسية

تم تصميم وحدات AC/DC الهجينة للمنازل والشركات التي لديها بالفعل طاقة شبكية ولكنها تريد فواتير تبريد أقل. تقرر وحدة التحكم لحظة بلحظة ما إذا كانت ستستخدم الطاقة الشمسية DC أو شبكة التيار المتردد. في فترة ما بعد الظهيرة المشمسة، يمكن أن يعمل نظام هجين صغير مقسم بشكل كامل تقريبا على الشمس لمدة ست إلى ثماني ساعات، وهي النافذة المحددة التي تدفع فيها العديد من الأسر الأمريكية أعلى أسعار الكهرباء.

غالبًا ما تكون هذه الوحدات عبارة عن وحدات مقسمة صغيرة مثبتة على الحائط، وهي متوفرة مع مبرد R410A أو R32 وفي إصدارات التبريد فقط أو المضخة الحرارية. إذا كانت شبكتك موثوقة وهدفك هو تقليل الفواتير الشهرية، فهذه هي الفئة التي يمكنك البدء بها. الممثل النموذجي هو مكيف الهواء الشمسي المثبت على الحائط AC/DC من داي.

Dga2-Acdcblw-12k مكيف الهواء الشمسي المثبت على الحائط AC-Hybrid ACDC بالطاقة الشمسية R410A/ شركة Zhejiang Deye HVAC Technology Co., Ltd. هي مصنعي وموردي مكيفات الهواء الشمسية الهجينة Dga2-Acdcblw-12k في الصين، وحقيقتنا... عرض المنتج →

مكيفات الهواء الشمسية DC خارج الشبكة

تم تصميم وحدات التيار المستمر خارج الشبكة للأماكن التي لا تصل إليها الشبكة مطلقًا أو لا يمكن الوثوق بها: حظائر الخيول، وكبائن الصيد، وورش العمل، والمباني في المناطق ذات الشبكة الضعيفة. تعمل عادةً على ناقل تيار مستمر بجهد 48 فولت، وهو نفس الجهد الذي تستخدمه بنوك البطاريات الشائعة خارج الشبكة وأجهزة التحكم في الشحن. يمكن للألواح أن تقودها مباشرة أثناء النهار، ويمكن للبطاريات تمديد عملية التبريد حتى المساء.

نظرًا لعدم وجود عاكس تيار متردد في المسار، فإن هذه الوحدات بسيطة كهربائيًا وذات كفاءة عالية في الإعدادات عن بعد. والمقايضة هي أنها ليست مصممة للاتصال بالشبكة، لذا فهي منطقية فقط عندما تكون طاقة الشبكة غير متوفرة أو غير مستقرة بشدة. بالنسبة للمشاريع البعيدة حقًا، فإن مكيف الهواء بالطاقة الشمسية 48 فولت تيار مستمر خارج الشبكة هو الجواب القياسي.

OEM / ODM شبكة AC-Off الشمسية المثبتة على الحائط DC 48V R410A المصنعين والموردين والفا هي شركة Zhejiang Deye HVAC Technology Co., Ltd. هي موردي شبكة AC-Off الشمسية المثبتة على الحائط OEM/ODM في الصين وموردي مكيفات الهواء الشمسية المثبتة على الحائط DC 48V R410A... عرض المنتج →

مكيف هواء تقليدي مرتبط بالشبكة الشمسية

الخيار الثالث لا يستخدم أي مكيف هواء خاص على الإطلاق. تقوم بتركيب مجموعة طاقة شمسية قياسية على السطح، وينتج العاكس تيارًا مترددًا، ويتم تشغيل مكيف الهواء الموجود لديك من مصدر إمداد المنزل. وهذا أيضًا هو المسار التحديثي: إذا كنت تمتلك بالفعل وحدة تكييف تقليدية وترغب في تشغيلها تحت ضوء الشمس، فيمكنك إضافة ألواح إلى السقف بدلاً من استبدال الوحدة.

يعمل هذا الأسلوب بشكل جيد عندما تريد نظامًا شمسيًا واحدًا لخدمة المنزل بأكمله. حدودها تستحق الفهم. ينتقل كل واط من خلال تحويلين، DC إلى AC للمنزل ثم يعود إلى DC داخل ضاغط يعمل بالعاكس، لذلك هناك خسارة في الكفاءة تتجنبها وحدة الطاقة الشمسية المخصصة. بدون بطاريات، يتم إيقاف تشغيل النظام المرتبط بالشبكة أثناء انقطاع التيار الكهربائي من أجل السلامة، حتى في الشمس الكاملة. وتختلف قواعد القياس الصافي حسب الولاية والمرافق، وبالتالي فإن الرصيد الذي تحصل عليه مقابل الطاقة المصدرة قد يكون أقل بكثير من سعر التجزئة الذي تدفعه. بالنسبة للعديد من المنازل، لا يزال هذا المسار منطقيًا للغاية، لكن اقتصادياته تنتمي إلى النظام الشمسي الشامل وليس إلى مكيف الهواء.

كيفية تحديد حجم نظام الألواح الشمسية لوحدة التيار المتردد

الخطأ الأكثر شيوعًا في تحديد الحجم هو اختيار الألواح حسب تصنيف BTU لمكيف الهواء بدلاً من مدخلاتها الكهربائية. تصف وحدة حرارية بريطانية/ساعة خرج التبريد؛ يصف واتس ما يرسمه الضاغط بالفعل. عادةً ما يستهلك العاكس المصغر بقدرة 12000 وحدة حرارية بريطانية/ساعة ما يقرب من 900 إلى 1100 واط عند التحميل الكامل، اعتمادًا على الكفاءة.

تتمثل القاعدة العملية للتشغيل المباشر بالطاقة الشمسية في ضبط حجم مصفوفة اللوحة بمقدار 1.3 إلى 1.5 مرة من طاقة الإدخال المقدرة لمكيف الهواء. ويغطي الهامش الإضافي خسائر العاكس وجهاز التحكم، وتسخين اللوحة، والغبار، والسحب العابرة، وبالتالي تتلقى الوحدة تغطية شمسية كاملة تقريبًا خلال ساعات الذروة الشمسية.

على سبيل المثال، وحدة بقدرة 1000 واط ستحتاج إلى ما يقرب من 1400 واط من الألواح. ومع الوحدات السكنية اليوم التي تبلغ قدرتها 400 إلى 450 واط، فإن ذلك يعني ثلاث إلى أربع لوحات. يقدم الجدول أدناه النطاقات المرجعية العامة للسعات المقسمة الصغيرة الشائعة. هذه تقديرات لمعدات العاكس النموذجية، وليست ضمانات لأي طراز محدد.

ويعتمد الإنتاج الفعلي أيضًا على خط العرض واتجاه السقف والتظليل وساعات الشمس المحلية. إذا كانت الوحدة الهجينة ستعود إلى الشبكة ليلاً، فحدد حجم المصفوفة لتغطية النهار فقط؛ يضيف الحجم الكبير التكلفة دون تحقيق وفورات متناسبة.

التكلفة والادخار وفترة الاسترداد

تشمل التكلفة الإجمالية خمسة أجزاء: مكيف الهواء نفسه، والألواح الكهروضوئية وأجهزة التركيب، والكابلات ومكونات التحكم، والبطاريات الاختيارية، وعمال التركيب. في معظم المشاريع السكنية الصغيرة، تهيمن الألواح والعمالة على الميزانية. نظرًا لأن أسعار المثبت تختلف بشكل كبير، فمن الذكاء جمع عدة عروض أسعار.

تأتي التوفيرات من استبدال كهرباء الشبكة المستهلكة خلال ساعات الذروة في ضوء النهار بالطاقة الشمسية المجانية. وإذا عملت وحدة هجينة على الشمس لمدة ست إلى ثماني ساعات يوميا في منطقة حيث تتراوح معدلات الكهرباء بين 18 إلى 30 سنتا لكل كيلووات/ساعة، فإن التخفيض الشهري يكون كبيرا. في الأسواق ذات الأسعار العالية والشمس العالية مثل أستراليا وكاليفورنيا وتكساس، عادةً ما يبلغ المالكون عن الاسترداد في حدود ثلاث إلى سبع سنوات. وفي المناطق ذات المعدل المنخفض أو ذات الشمس المنخفضة، يمتد الاسترداد إلى أبعد من ذلك، وقد يكون مكيف الهواء التقليدي عالي الكفاءة هو الاستثمار الأفضل.

العوامل التي تحرك الاسترداد أكثر من غيرها هي معدل الكهرباء، وعدد الساعات التي تعمل فيها الوحدة بكامل طاقتها في اليوم، وساعات الشمس المحلية، وأي حوافز أو إعفاءات ضريبية متاحة. تعمل البطاريات على تحسين المرونة ولكنها تعمل على إطالة فترة الاسترداد، لذلك بالنسبة للأنظمة الهجينة المتصلة بالشبكة، نوصي عادةً بتخطي البطارية والسماح للشبكة بالتعامل مع الليالي.

متطلبات التثبيت والاعتبارات

معظم مشكلات التثبيت مألوفة لأي مقاول للطاقة الشمسية، ولكن بعض النقاط خاصة بتكييف الهواء بالطاقة الشمسية.

• اتجاه السقف والتظليل. في نصف الكرة الشمالي، واجه الألواح جنوبًا؛ في نصف الكرة الجنوبي، يواجههم الشمال. تعمل الأشجار أو المداخن أو الهياكل المجاورة التي تظلل المصفوفة في منتصف النهار على تقليل ساعات التبريد المجانية بشكل مباشر.
• توصيل كهربائي. يجب أن يتم توصيل الأنظمة الهجينة والمرتبطة بالشبكة بواسطة كهربائي مرخص للتبديل بأمان بين الطاقة الشمسية DC وشبكة التيار المتردد وللوفاء بالقوانين الكهربائية المحلية. هذه ليست مهمة DIY.
• تحجيم البطارية خارج الشبكة. إذا كانت الوحدة خارج الشبكة تعمل فقط أثناء النهار، فلن تكون هناك حاجة إلى بطارية. يتطلب التشغيل الليلي وجود بنك بطارية بقوة 48 فولت يتناسب مع حجم طاقة إدخال الوحدة مضروبة في ساعات التشغيل المسائية المتوقعة.
• اختيار المبردات. يتمتع R32 بقدرة أقل على الاحتباس الحراري مقارنة بـ R410A ويتطلب شحنًا أقل، ولكنه قابل للاشتعال بشكل طفيف ويتطلب معالجة معتمدة. بالنسبة لمعظم المشترين، يجب أن يقرر مدى توفر الخدمة المحلية.
• الراحة والمراقبة. إن وحدات الطاقة الشمسية الصغيرة عبارة عن مضخات حرارية عاكسة، لذا فإن راحة التبريد تتساوى مع الوحدات التقليدية المتميزة. تعد الشاشة أو التطبيق الذي يعرض الواط من الطاقة الشمسية مقابل الواط من الشبكة مفيدًا حقًا للتحقق من التوفير.

كيفية اختيار مكيف الهواء الشمسي المناسب لحالتك

بمجرد أن تصبح الفئات واضحة، يصبح التحديد بمثابة تمرين مطابقة بين المبنى الخاص بك والنظام.

• شبكة موثوقة ومعدلات عالية: اختر سبليت صغير هجين مثبت على الحائط بتيار متردد/تيار مستمر. يتم تثبيته مثل تقسيم صغير عادي، ولا يتطلب بطارية، ويحتفظ بالشبكة كنسخة احتياطية.
• حقا خارج الشبكة: اختر طريق العاصمة. تعمل وحدة DC 48V DC المثبتة على الحائط مباشرة من الألواح مع تخزين البطارية الاختياري.
• متجر صغير أو مكتب أو مقهى: اختيار كاسيت السقف. داي مكيف هواء شمسي تجاري خفيف من نوع الكاسيت كاسيت AC للطاقة الشمسية التجارية الخفيفة من النوع R410A / R32 المصنعين والموردين والواقع Zhejiang Deye HVAC Technology Co., Ltd. هي الشركة المصنعة والموردة لنوع كاسيت التيار المتردد بالطاقة الشمسية التجارية الخفيفة في الصين، مصنعنا مخصص... عرض المنتج → يوزع الهواء بالتساوي في جميع أنحاء الغرفة ويتعامل مع الأحمال الأعلى والأطول تشغيلًا للمساحات التي تواجه العملاء.
• المناخ البارد: تحديد إصدار مضخة حرارية ذات درجة حرارة منخفضة بدلاً من وحدة التبريد فقط.
• منزل متعدد الغرف: انظر إلى الأنظمة متعددة الانقسام مع وحدة خارجية واحدة تخدم العديد من وحدات الحائط أو السقف الداخلية.

خلاصة القول: هل مكيف الهواء الذي يعمل بالطاقة الشمسية يستحق كل هذا العناء؟

الجواب مشروط، ومن الواضح أنه نعم بالنسبة للمشتري المناسب. يعمل تكييف الهواء بالطاقة الشمسية بشكل أفضل عند وجود ثلاثة ظروف: شمس محلية قوية، ومعدلات كهرباء متوسطة إلى عالية، وتتركز معظم احتياجات التبريد في ساعات النهار. بالنسبة لهذا الملف التعريفي، تعد وحدة التيار المتردد/المستمر الهجين هي الخيار الأقل خطورة. تظل الشبكة بمثابة نسخة احتياطية، ولا حاجة إلى بطارية، ويصل الاسترداد عادةً إلى نطاق يتراوح بين ثلاث إلى سبع سنوات في الأسواق المواتية.

يواجه المشترون خارج الشبكة مقارنة مختلفة. بدائلها الواقعية هي مولد كهربائي، أو مبرد يعمل بالبطارية، أو عدم وجود تبريد على الإطلاق. مقابل هذه الخيارات، عادة ما يفوز نظام التيار المباشر خارج الشبكة بتكلفة الوقود والضوضاء والصيانة حتى قبل حساب الاسترداد.

قد يتم تقديم خدمة أفضل للمالكين المتصلين بالشبكة الذين لديهم مجموعة شمسية كبيرة موجودة من خلال تشغيل مكيف هواء تقليدي عالي الكفاءة من هذا النظام مباشرة. تعتمد الإجابة الصحيحة على السقف الخاص بك، وهيكل معدل الفائدة لديك، وما إذا كنت بحاجة إلى الحماية من انقطاع التيار الكهربائي.

التكنولوجيا ناضجة. يتم بالفعل بيع مكيفات الهواء الشمسية من الجيل الرابع من Deye في أكثر من 20 دولة، والقرار اليوم لا يتعلق بالجدوى بقدر ما يتعلق بمطابقة التكوين الصحيح لممتلكاتك. والخطوة العملية التالية هي مقارنة مجموعة منتجات مكيف الهواء الشمسي المصغر على موقع Deye الإلكتروني، ثم قم بمراجعة السقف الخاص بك وتفاصيل التحميل مع مُثبِّت مؤهل. يمكنك أيضا اتصل بفريق مبيعات Deye مباشرة للحصول على مساعدة في مطابقة النظام.