Vaša 2-tonová klimatizácia sa môže ľahko stať najväčšou záťažou solárneho poľa. V typickom dome predstavuje 40 až 60 percent letnej spotreby elektrickej energie, takže správny počet panelov má veľký vplyv na pohodlie aj náklady.
Krátka odpoveď na otázku „koľko solárnych panelov na 2 tony striedavého prúdu“ je: 4 až 16 panelov s výkonom 400 W až 550 W, v závislosti od toho, ako je systém navrhnutý. Denné nastavenie pre modernú invertorovú jednotku viazané na sieť pristane na 5 až 8 paneloch. Pridaním záložnej batérie sa to posunie na 9 až 14 panelov, pretože pole musí napájať striedavý prúd a dobíjať zásobník. Hybridné solárne klimatizácie, ktoré prijímajú jednosmerný prúd priamo z FV poľa, sú v spodnej časti tohto rozsahu, pretože sa vyhýbajú stratám konvenčného meniča.
Táto príručka vysvetľuje výpočet spôsobom, ktorý môžete použiť na svojej vlastnej stránke. Začína sa záťažou na strane striedavého prúdu, prechádza na stranu výroby solárnych modulov a potom prechádza cez štyri praktické scenáre: denné chladenie viazané na sieť, mimo siete s batériami, hybridná solárna klimatizácia AC/DC a ľahké komerčné inštalácie. Čísla sú založené na štandardných vzorcoch HVAC a PV, nie na tvrdeniach dodávateľov, takže si ich môžete overiť pomocou vlastného účtu za energie a miestnych údajov o slnečnom žiarení.
Krátka odpoveď: Solárny panel sa počíta pre 2-tonový AC
Pred vykonaním matematiky je dobré mať na pamäti cieľ. Nižšie uvedená tabuľka sumarizuje typické počty panelov pre 2-tonové klimatizačné zariadenie s výkonom 24 000 BTU/h pri rôznych systémových architektúrach. Rozsahy odrážajú účinnosť klimatizácie, príkon panelov a počet hodín chladenia za deň.
| Architektúra systému | 400 W panely | 550 W panely | Čo pokrýva |
|---|---|---|---|
| Naviazané na sieť, len denné chladenie (6-8 h) | 5-8 | 4-6 | Spúšťa klimatizáciu počas slnečných hodín; mriežka pokrýva nočné použitie |
| Pripojenie k sieti so záložnou batériou (10-12 h) | 9-12 | 7-9 | Pridáva večerné a ranné ochladenie z nahromadenej energie |
| Úplne mimo siete s batériou (10-12 h) | 12-16 | 9-12 | Pole je dimenzované na zaťaženie aj nabíjanie batérie |
| Hybridné AC/DC, DC priamo z FV (8 h) | 4-6 | 3-5 | FV energia sa dostane do kompresora s menšou stratou konverzie |
Štyri premenné posúvajú váš výsledok v rámci tohto pásma alebo mimo neho: hodnotenie SEER AC, príkon solárnych modulov, maximálny počet hodín slnečného svitu vo vašej lokalite a to, či ukladáte energiu do batérií. Nasledujúce časti presne definujú každý z nich.
Čo vlastne čerpá 2-tonový AC
V klimatizácii „tona“ označuje chladiaci výkon. Jedna tona sa rovná 12 000 BTU/h, takže 2-tonová jednotka poskytuje 24 000 BTU/h chladenia. Pri dimenzovaní solárnej energie je dôležitý elektrický príkon, ktorý je určený hodnotením účinnosti, najčastejšie SEER, sezónnym pomerom energetickej účinnosti. SEER je chladiaci výkon v BTU/h vydelený elektrickým príkonom vo wattoch.
Takže elektrický odber pri plnom zaťažení sa dá jednoducho vypočítať:
AC výkon (W) = 24 000 ÷ SEER
Hodnoty pre bežné hodnotenia SEER sú uvedené nižšie.
| Hodnotenie SEER | Chladiaci výkon | Odber energie pri plnom zaťažení |
|---|---|---|
| VIDITEĽ 10 | 24 000 BTU/h | 2 400 W |
| VIDITEĽ 12 | 24 000 BTU/h | 2 000 W |
| VIDITEĽ 15 | 24 000 BTU/h | 1 600 W |
| VIDITEĽ 18 | 24 000 BTU/h | 1 333 W |
| VIDITEĽ 20 | 24 000 BTU/h | 1 200 W |
| VIDEC 22 | 24 000 BTU/h | 1 091 W |
| VIDITEĽ 25 | 24 000 BTU/h | 960 W |
Dva ďalšie detaily spôsobujú, že skutočná spotreba je nižšia ako spotreba pri plnom zaťažení. Po prvé, invertorový kompresor upravuje svoju rýchlosť namiesto zapínania a vypínania pri plnom výkone. Pri čiastočnom zaťažení, čo je väčšinu času, môže byť priemerný prevádzkový výkon o 30 až 50 percent nižší ako menovitá hodnota. To je hlavný dôvod, prečo klimatizácie pripravené na solárnu energiu používajú jednosmerné invertorové pohony.
Po druhé, správne dimenzovaný AC nepracuje nepretržite. S termostatom nastaveným na 23 °C až 25 °C môže mať jednotka v tienenej, primerane izolovanej miestnosti pracovný cyklus kompresora 50 až 70 percent za deň. V zle izolovanej budove s kovovou strechou alebo počas extrémnej vlny horúčav môže pracovný cyklus dosiahnuť 85 až 95 percent. Počet panelov by mal byť založený na skutočnom pracovnom cykle pre vašu budovu, nie len na menovitom výkone.
Koľko energie dokáže vyrobiť jeden solárny panel
Výkon vytlačený na solárnom paneli, napríklad 400 W alebo 550 W, predstavuje jeho výkon pri štandardných testovacích podmienkach 1 000 W na meter štvorcový ožiarenia a teplote článku 25 °C. V reálnych inštaláciách prach, vysoká teplota článkov, odpor vodičov a straty regulátora alebo meniča znižujú toto číslo o 15 až 25 percent. Na účely plánovania používame faktor zníženia 0,8.
To dáva praktický vzorec:
Denná energia na panel (kWh) = watty panelu × špičkové slnečné hodiny × 0,8 ÷ 1 000
| Hodnotenie panela | 4 špičkové slnečné hodiny | 5 špičkových slnečných hodín | 6 špičkových slnečných hodín |
|---|---|---|---|
| 400W | 1,28 kWh | 1,60 kWh | 1,92 kWh |
| 450 W | 1,44 kWh | 1,80 kWh | 2,16 kWh |
| 550W | 1,76 kWh | 2,20 kWh | 2,64 kWh |
Najvyššie slnečné hodiny sa výrazne líšia v závislosti od regiónu. Termín sa vzťahuje na ekvivalentný počet hodín denne, keď intenzita slnečného žiarenia dosiahne 1 000 W na meter štvorcový. Miesto s 5 špičkovými slnečnými hodinami dostáva denne rovnakú slnečnú energiu ako päť hodín plného slnka bez prekážok.
| región | Typické špičkové slnečné hodiny |
|---|---|
| Juhozápad Spojených štátov amerických | 5,5 - 6,0 |
| Juhovýchod Spojených štátov | 4,5 - 5,2 |
| Stredozápad / Severovýchod USA | 4,0 - 4,8 |
| India | 4,2 - 5,5 |
| Blízky východ / Austrália | 5,5 - 6,5 |
| Južná Európa | 4,2 - 5,0 |
| Juhovýchodná Ázia | 3,8 - 4,5 |
Prečo na tom záleží? 400W panel vo Phoenixe so 6 špičkovými slnečnými hodinami generuje približne 1,92 kWh za deň, ale rovnaký panel v Seattli alebo Singapure so 4 špičkovými slnečnými hodinami generuje len 1,28 kWh. Rozdiel 0,64 kWh na panel znamená, že 7-panelové pole v jednom meste funguje ako 10-panelové pole v inom meste.
Vzorec na výpočet počtu panelov
Keď poznáte AC zaťaženie a výrobu panelov, výpočet veľkosti sa stane jedinou rovnicou:
Potrebné panely = (watty pri plnom zaťažení striedavého prúdu × prevádzkové hodiny × prevádzkový faktor) ÷ (watty panelov × špičkové slnečné hodiny × 0,8)
Poďme si prejsť dva spracované príklady, aby bol vzorec jasný.
Príklad 1: Efektívny mini-split. Jednotka SEER 18 odoberá 1 333 W pri plnom zaťažení. Beží 8 hodín denne s prevádzkovým faktorom 60 %. Plánujete použiť 400W panely a vaše stránky budú mať 5 špičkových slnečných hodín.
- Denná striedavá energia = 1 333 × 8 × 0,6 = 6 398 Wh ≈ 6,4 kWh
- Denný výkon panela = 400 × 5 × 0,8 = 1 600 Wh = 1,6 kWh
- Potrebné panely = 6,4 ÷ 1,6 = 4,0
Štyri panely sú teoretické minimum. Konzervatívny inštalatér by zaokrúhlil až päť panelov, aby pokryl zamračené dni a degradáciu panelov.
Príklad 2: Staršia centrálna jednotka. Centrálny AC SEER 12 odoberá približne 2 000 W. Beží 10 hodín denne so 70% prevádzkovým faktorom. Vyberiete si 550W panely a stránka dostane 5 špičkových slnečných hodín.
- Denná striedavá energia = 2 000 × 10 × 0,7 = 14 000 Wh = 14 kWh
- Denný výkon panela = 550 × 5 × 0,8 = 2 200 Wh = 2,2 kWh
- Potrebné panely = 14 ÷ 2,2 = 6,4
To sa zaokrúhli na šesť alebo sedem panelov. Ak by rovnaké 14 kWh zaťaženie použilo 400 W panely namiesto 550 W jednotiek, počet by sa zvýšil na približne deväť. Jednoduchá modernizácia zo 400 W na 550 W modulov znižuje počet panelov takmer o jednu tretinu a zároveň obmedzuje prácu v regáloch, kabeláži a inštalácii.
V oboch príkladoch je faktor cla premennou, ktorou sa väčšina ľudí mýli. Vždy merajte pracovný faktor v najteplejšom mesiaci, pretože AC dimenzovaný na lokálne chladiace záťaže bude na jar a v lete cyklovať inak.
Scenár A: Grid-Tied Solar pre denné chladenie
Systém viazaný na sieť nemá batériu. Počas dňa solárne pole napája AC a akýkoľvek prebytok ide do siete. V noci budova čerpá zo siete ako obvykle. Toto je najúspornejšia architektúra, pretože sieť funguje ako nekonečná batéria bez kapitálových nákladov.
Pri 2-tonovom AC používanom hlavne počas slnečných hodín závisí počet panelov takmer výlučne od účinnosti jednotky. Nižšie uvedená tabuľka porovnáva denné požiadavky na panely pre rovnaké 8-hodinové chladiace okno pri 5 špičkových slnečných hodinách s použitím 400W panelov.
Vzor je jasný: čím efektívnejší je chladiaci systém a čím priamejšie využíva jednosmerný prúd, tým menšie je pole. Pre typický dom s kvalitnou invertorovou AC je najbežnejšou veľkosťou pre 2-tonové zaťaženie pole 3,2 kW až 4 kW s ôsmimi až desiatimi 400 W panelmi.
Scenár B: Off-grid s batériovým úložiskom
Prevádzka 2-tonového striedavého prúdu mimo siete je iný problém. Batériová banka musí uchovávať dostatok energie na večerné a ranné chladenie a pole musí byť dostatočne veľké na to, aby bežalo AC pri súčasnom dobíjaní batérie. V praxi to zvyšuje veľkosť fotovoltického poľa o 25 až 35 percent v porovnaní so systémom viazaným na sieť.
Kapacita batérie sa vypočíta takto:
Kapacita batérie (kWh) = denná striedavá energia ÷ (účinnosť meniča × hĺbka vybitia)
Pre 12 kWh dennú záťaž, 90 % účinnosť invertora a 80 % hĺbku vybitia pre lítiové batérie je požiadavka na skladovanie 12 ÷ (0,9 × 0,8) = 16,7 kWh, čo vychádza zhruba na 350 Ah pri 48 V. Nižšie uvedená tabuľka uvádza praktické kombinácie pre 2-tonový AC.
| Denná AC energia | Batéria (48 V) | Minimálne solárne pole | 400 W panely |
|---|---|---|---|
| 6 kWh | 8,3 kWh / 175 Ah | 1,95 kW | 5 panelov |
| 10 kWh | 13,9 kWh / 290 Ah | 3,25 kW | 8-9 panelov |
| 14 kWh | 19,4 kWh / 404 Ah | 4,55 kW | 11-12 panelov |
| 18 kWh | 25,0 kWh / 520 Ah | 5,85 kW | 14-15 panelov |
Je tu aj sezónny rozmer. V severných klimatických podmienkach môže zimná solárna produkcia klesnúť o 30 až 50 percent pod letný priemer. Ak sa klimatizácia používa iba v lete, nie je to problém; ak chladiaca záťaž beží celoročne, je potrebné dimenzovať na najhorší mesiac.
Jednoduchšia cesta mimo siete: DC 48V Solar AC
Jedným zo spôsobov, ako znížiť zaťaženie batérie, je napájať striedavý prúd priamo zo zbernice 48 V jednosmerného prúdu namiesto premeny jednosmerného prúdu batérie späť na striedavý prúd v sieti. Tým sa odstráni celý krok inverzie a systém sa bude jednoduchšie obsluhovať na vzdialených miestach. Séria nástenných zariadení Deye mimo mriežky robí presne toto pomocou chladiva R410A a jednosmerného kompresorového pohonu.
DEYE Nástenný Off-Grid solárny AC, DC 48V, R410A Vytvorené pre lokality bez siete alebo častých výpadkov prúdu. Pripája sa priamo k 48V batériovej banke a FV poli, bez použitia samostatného meniča. Zobraziť produktScenár C: Hybridné AC/DC solárne klimatizácie
Hybridné AC/DC solárne klimatizácie sú najrýchlejšie rastúcou kategóriou z dobrého dôvodu: samotná jednotka obsahuje AC vstup zo siete aj DC vstup zo solárneho poľa. Regulátor v reálnom čase rozhoduje o tom, koľko výkonu kompresora pochádza z FV strany a koľko zo siete. Počas dňa možno takmer všetku energiu čerpať z panelov; keď sa oblaky prejdú alebo slnko zapadne, regulátor sa zmieša so sieťovým napájaním bez prerušenia chladenia.
Táto architektúra znižuje počet panelov dvoma spôsobmi. Po prvé, FV energia sa spotrebúva vo vnútri jednotky, čím sa zabráni 5 až 10-percentným stratám centrálneho striedača napojeného na sieť. Po druhé, jednosmerný vstup môže pracovať v širokom rozsahu napätia, takže striedavý prúd začína skôr ráno a beží neskôr popoludní s rovnakým poľom. V praxi 5-panelové pole s hybridnou jednotkou poskytuje denné pokrytie, ktoré by vyžadovalo 7 alebo 8 panelov s konvenčným AC plus invertorom. Stratégia kontroly sa oplatí podrobne preštudovať v našom technický prehľad hybridnej AC/DC solárnej klimatizácie .
V kombinácii s malou batériou 5 až 10 kWh sa hybridný agregát pretiahne aj do večerných hodín. Toto je rozhranie medzi svetom viazaným na mriežku a svetom mimo mriežky a práve konfigurácia poskytuje najnižší počet panelov za najdlhšiu dennú dobu prevádzky.
Táto kategória je hlavným zameraním spoločnosti Deye, odkiaľ pochádzajú priority dizajnu zázemie spoločnosti v oblasti riadenia DC invertorov ktorá sa začala v roku 2007 a neskôr sa rozšírila o integrované solárne klimatizačné systémy.
DEYE Nástenný solárny AC, hybridný AC/DC, R410A/R32 Akceptuje sieťový AC a solárny DC v jednej jednotke. Kompresor uprednostňuje priamy FV výkon počas dňa a prepne sa do siete len vtedy, keď solárna energia nestačí. Zobraziť produktPre inštalatéra je jednou praktickou výhodou znížená rovnováha systémových nákladov. Nie je potrebné kupovať žiadny samostatný invertor viazaný na sieť, netreba navrhovať žiadne straty pri konverzii jednosmerného prúdu na striedavý prúd na jednosmerný prúd a systém môže používať štandardné fotovoltické moduly bez špecializovaných optimalizátorov. Projekt sa zjednoduší a zákazník si ponechá energetický výnos poľa.
Faktory skutočného sveta: Klíma, izolácia a zvyky používania
Vzorec vám poskytne základnú líniu, ale samotná budova zmení výsledok. Najdôležitejším faktorom je prevádzkový faktor kompresora, ktorý je ovplyvnený izoláciou, plochou okna, konštrukciou strechy a nastavenou hodnotou termostatu.
| Stav budovy | Faktor povinnosti | Vplyv na počet panelov |
|---|---|---|
| Dobre izolované, tienené, nastavená hodnota 25°C | 40 – 50 % | Znížte počet o 20 – 30 % |
| Priemerný domov alebo kancelária, nastavená hodnota 23°C | 55 – 65 % | Základná čiara pre dimenzovanie |
| Slabá izolácia, priame slnko, okolitá teplota 40°C | 75 – 90 % | Zvýšiť počet o 30 – 50 % |
Okrem plášťa budovy, štyri jednoduché návyky výrazne znižujú potrebu panelov:
Pre ľahké komerčné interiéry, ako sú obchody, zasadacie miestnosti a malé kancelárie, je profil chladiacej záťaže odlišný. Sklenené fasády, teplo zariadenia a vysoká obsadenosť zvyšujú pracovný faktor počas pracovnej doby. V týchto priestoroch stropná kazeta rozptyľuje vzduch po miestnosti rovnomernejšie ako nástenná jednotka, čo znižuje stratifikáciu a skracuje čas chodu kompresora na rovnakú úroveň komfortu.
DEYE Ľahký komerčný solárny AC, kazetový typ, R410A/R32 Stropný kazetový formát do obchodov, kancelárií a podobných priestorov. Hybridný AC/DC vstup vhodný pre ľahké komerčné solárne inštalácie. Zobraziť produktNáklady a návratnosť: za čo skutočne platíte
Ceny sa líšia podľa trhu a podľa toho, či kupujete iba moduly alebo kompletný nainštalovaný systém. Na porovnanie, fotovoltaické moduly sa v súčasnosti obchodujú za približne 0,60 až 1,00 USD za watt a lítiové batérie za približne 300 až 500 USD za kilowatthodinu využiteľnej kapacity. 3,2kW pole ôsmich 400W modulov teda stojí okolo 2 000 až 3 200 USD za hardvér; montáž, kabeláž a práca pridávajú množstvo závislé od trhu.
Jednoduchý príklad návratnosti objasňuje čísla. SEER 18 2-ton AC bežiaci 8 hodín denne so 60% prevádzkovým faktorom spotrebuje približne 6,4 kWh za deň. Počas 180-dňovej chladiacej sezóny pri tarife 0,20 USD za kWh sú ročné náklady na elektrinu 6,4 × 180 × 0,20 = 230 USD. Solárne pole, ktoré kompenzuje 80 % tohto zaťaženia, ušetrí približne 184 USD ročne. Ak sú náklady na hardvér tohto poľa 2 500 USD, jednoduchá návratnosť je približne 13,6 roka; s miestnymi stimulmi, ktoré znižujú čisté náklady na 1 800 USD, klesá na menej ako 10 rokov.
Pridanie batérií predlžuje dobu návratnosti, pretože úložný hardvér je drahý, ale zvyšuje odolnosť. V regiónoch s častými výpadkami, lepšou spotrebou slnečnej energie alebo tarifami za čas používania s vysokými večernými sadzbami sa puzdro batérie stáva pevnejším. Tam, kde je mriežka stabilná, pole viazané na mriežku zostáva cenovo najefektívnejšou možnosťou.
Pri hybridnom AC/DC systému sa peniaze, ktoré by ste inak minuli na centrálny invertor a jeho kabeláž, presúvajú do samotnej AC jednotky. V mnohých projektoch to vedie k podobným celkovým nákladom na systém s lepším využitím solárnej energie, pretože striedavý prúd spotrebúva priamo jednosmerný prúd namiesto toho, aby platila pokutu za konverziu.
Často kladené otázky
Môže 2-tonový AC bežať na 4 solárnych paneloch?
Štyri 400W panely tvoria 1,6kW pole. To stačí na pokrytie prevádzkovej záťaže veľmi efektívnej 2-tonovej jednotky s hodnotením SEER 20 alebo vyšším, ale len v strede dňa. Pre jednotku s normálnou účinnosťou alebo ak potrebujete viac ako šesť hodín chladenia, sú štyri panely príliš málo. So štyrmi až piatimi panelmi zaobchádzajte ako s absolútnym minimom, len ak sa používa hybridná jednotka AC/DC a sieť je k dispozícii ako záloha.
Koľko solárnych panelov na 2-tonové AC s batériou na celodenný chod?
Celodenný chod so záložnou batériou zvyčajne znamená 12 až 16 panelov s výkonom 400 W plus lítiová batéria s kapacitou približne 48 V 300 až 400 Ah. Vyššie číslo pokrýva dodatočnú energiu potrebnú na dobitie batérie po večernom používaní. S 550W panelmi potrebuje rovnaký systém iba 9 až 12 modulov.
Koľko solárnych panelov na 2-tonový AC v Indii?
Väčšina Indie má 4,2 až 5,5 špičkových slnečných hodín. Pre mriežkový systém s jednotkou SEER 18 až 20 plánujte 5 až 8 panelov s výkonom 400 W. Pre nočnú prevádzku cez batérie je typických 9 až 14 panelov plus 48V batéria. Hybridné modely AC/DC sa dobre hodia do indickej klímy, pretože vysoké denné slnečné žiarenie napája kompresor priamo.
Aký je rozdiel medzi hybridným AC/DC solárnym AC a off-grid DC solárnym AC?
Hybridná AC/DC jednotka má dva napájacie vstupy, sieťový AC a solárny DC, a regulátor ich spája v reálnom čase. Jednotka DC 48V mimo siete funguje iba z jednosmernej zbernice pripojenej k batérii a FV poli, takže je tou správnou voľbou pre lokality bez siete. Ak má vaša budova stabilnú sieť, hybrid je praktickejšou možnosťou; ďaleko od elektrickej siete sa jednotka jednosmerného prúdu mimo siete jednoduchšie inštaluje a udržiava.
Môže 2-tonový AC bežať na 3kW solárnom systéme?
Solárne pole s výkonom 3 kW dokáže napájať vysokoúčinný 2-tonový striedavý prúd asi 6 až 8 hodín za slnečného dňa. Pre štandardnú jednotku SEER 13 až 15 alebo pre dlhšie chladiace okno bude pole nedostatočné. Ak pridáte batériu, rovnaké 3kW pole pokryje dennú záťaž a dobije batériu, no podľa toho by ste mali obmedziť nočnú spotrebu.
Koľko wattov spotrebuje 2-tonový solárny AC za hodinu?
Pri plnom zaťažení 2-tonový AC spotrebuje približne 1 100 až 1 600 W pre vysokoúčinnú invertorovú jednotku a približne 2 000 až 2 400 W pre staršiu jednotku alebo jednotku s nízkym SEER. Presná hodnota sa rovná 24 000 BTU vydelená SEER. Pri bežnom cyklovaní termostatu je priemerná hodinová spotreba 40 až 70 % hodnoty pri plnom zaťažení.
Potrebujem batérie na prevádzku solárneho striedavého prúdu?
Iba vtedy, keď potrebujete schladiť po západe slnka, alebo keď je mriežka nespoľahlivá. Systém viazaný na sieť so sieťovým meraním prináša najnižšie náklady na panel, pretože sieť funguje ako nekonečná batéria. Batérie predlžujú prevádzkové okno, ale zvyšujú značné náklady, takže sa rozhodujte skôr na základe frekvencie výpadkov než na základe zvyku.
Je menej väčších panelov lepšie ako viac menších panelov?
Väčšie panely, ako napríklad 550 W namiesto 400 W, znižujú počet modulov, množstvo regálov, káblových pripojení a inštalačnej práce pri rovnakej celkovej kilowattovej kapacite. Na otvorenej streche je zväčšovanie zvyčajne hospodárnejšie. Na streche so zložitou geometriou alebo viacerými strešnými rovinami môžu menšie moduly lepšie zapadnúť do dostupných priestorov.
