Máy điều hòa chạy bằng năng lượng mặt trời là gì?
Ở những bang có vành đai nắng như Florida hay Texas, những giờ nóng nhất trong ngày cũng là những giờ đắt đỏ nhất. Máy điều hòa không khí chịu tải nặng nhất đúng lúc giá điện buổi chiều tăng cao, đó là lý do tại sao rất nhiều chủ nhà bắt đầu nghiên cứu máy điều hòa không khí chạy bằng năng lượng mặt trời vào giữa tháng Bảy. Nguyên tắc rất đơn giản: sử dụng năng lượng mặt trời vào thời điểm bạn cần làm mát nhất.
Máy điều hòa không khí chạy bằng năng lượng mặt trời là hệ thống làm mát chạy một phần hoặc toàn bộ bằng điện từ các tấm quang điện. Cụm từ này bao gồm hai cách tiếp cận khác nhau. Đầu tiên là máy điều hòa không khí chuyên dụng dùng năng lượng mặt trời, thường là loại máy chia nhỏ với máy nén DC có thể chạy trực tiếp từ các tấm pin mặt trời, tự chạy hoặc kết hợp với nguồn điện lưới. Thứ hai là máy điều hòa không khí thông thường được cung cấp năng lượng từ mảng năng lượng mặt trời cho cả nhà thông qua một bộ biến tần tiêu chuẩn.
Hướng dẫn này tập trung vào cách tiếp cận đầu tiên, bởi vì đó là nơi đặt ra các câu hỏi thực tế: nên mua loại nào, bạn cần bao nhiêu tấm, chi phí bao nhiêu và liệu khoản hoàn vốn có thực sự hay không.
Máy điều hòa không khí chạy bằng năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào
Các tấm pin mặt trời tạo ra dòng điện một chiều (DC). Máy điều hòa không khí tiêu chuẩn chạy bằng dòng điện xoay chiều (AC). Mỗi thiết kế điều hòa không khí bằng năng lượng mặt trời về cơ bản là một câu trả lời cho sự không phù hợp đó.
Một số thiết bị không nối lưới hoàn toàn tránh được tình trạng không khớp: mảng DC cấp nguồn trực tiếp cho máy nén DC mà không cần bước đảo ngược, đây là đường dẫn hiệu quả nhất hiện có. Các hệ thống khác đảo ngược bảng điều khiển DC thành AC, cấp nguồn cho thiết bị thông thường và chấp nhận tổn thất chuyển đổi. Hệ thống AC/DC lai, loại bạn thường thấy nhất trên thị trường, kết hợp cả hai đường dẫn trong một máy điều hòa không khí. Thiết bị chấp nhận DC năng lượng mặt trời trên một đầu vào và lưới điện AC ở đầu kia. Bộ điều khiển của nó ưu tiên sử dụng năng lượng mặt trời và chỉ rút điện từ lưới điện khi các tấm pin không thể che phủ được tải. Vào ban đêm hoặc dưới đám mây dày đặc, nó chỉ chạy bằng nguồn điện lưới như một thiết bị bình thường, không cần chuyển đổi thủ công và không cần pin. Để có cái nhìn sâu hơn về logic chuyển đổi, hãy xem cách hoạt động của máy điều hòa không khí năng lượng mặt trời AC/DC lai.
Trải nghiệm biến tần rất quan trọng trong thiết kế này. Máy nén DC có tốc độ thay đổi cần có khả năng điều khiển chính xác để chuyển đổi trơn tru giữa đầu vào năng lượng mặt trời và lưới điện, và đó chính xác là khả năng được xây dựng dựa trên nhiều năm phát triển bộ truyền động biến tần. Ví dụ, Deye đã cải tiến công nghệ bộ điều khiển biến tần DC sóng hình sin 180 độ từ năm 2007, một nền tảng kỹ thuật được áp dụng trực tiếp vào các sản phẩm điều hòa không khí sử dụng năng lượng mặt trời của hãng.
Các loại điều hòa không khí năng lượng mặt trời chính
Khi so sánh các sản phẩm ngày nay, bạn sẽ tìm thấy ba loại thực tế.
Máy điều hòa năng lượng mặt trời lai AC/DC
Các thiết bị AC/DC lai được thiết kế cho các gia đình và doanh nghiệp đã có nguồn điện lưới nhưng muốn giảm chi phí làm mát. Bộ điều khiển quyết định từng thời điểm nên sử dụng DC năng lượng mặt trời hay AC lưới. Vào một buổi chiều đầy nắng, một bộ chia nhỏ hybrid có thể chạy gần như hoàn toàn bằng ánh nắng mặt trời trong sáu đến tám giờ, đây chính xác là khoảng thời gian mà nhiều hộ gia đình ở Hoa Kỳ phải trả mức giá điện cao nhất.
Các thiết bị này thường là loại bộ chia nhỏ gắn trên tường, có sẵn chất làm lạnh R410A hoặc R32 và ở các phiên bản chỉ làm mát hoặc bơm nhiệt. Nếu lưới điện của bạn đáng tin cậy và mục tiêu của bạn là giảm hóa đơn hàng tháng thì đây là danh mục nên bắt đầu. Đại diện tiêu biểu là Máy điều hòa năng lượng mặt trời treo tường AC/DC hybrid từ Deye.
Dga2-Acdcblw-12k Máy điều hòa không khí năng lượng mặt trời AC-Hybrid ACDC treo tường R410A/ Chiết Giang Deye HVAC Technology Co., Ltd. là nhà sản xuất và cung cấp máy điều hòa không khí năng lượng mặt trời ACDC lai Dga2-Acdcblw-12k của Trung Quốc, thực tế của chúng tôi... Xem sản phẩm → Máy điều hòa không khí năng lượng mặt trời DC không nối lưới
Các thiết bị DC không nối lưới được thiết kế cho những nơi mà lưới điện không bao giờ chạm tới hoặc không thể tin cậy được: chuồng ngựa, cabin săn bắn, nhà xưởng và các tòa nhà ở khu vực có lưới điện yếu. Chúng thường hoạt động trên bus DC 48V, cùng điện áp được sử dụng bởi các bộ pin và bộ điều khiển sạc thông thường không nối lưới. Các tấm pin có thể vận hành chúng trực tiếp vào ban ngày và pin có thể kéo dài thời gian làm mát vào buổi tối.
Do không có bộ biến tần AC trên đường dẫn nên các thiết bị này đơn giản về điện và có hiệu suất cao khi cài đặt từ xa. Sự đánh đổi là chúng không được thiết kế để kết nối với lưới điện, vì vậy chúng chỉ có ý nghĩa khi không có nguồn điện lưới hoặc không ổn định nghiêm trọng. Đối với các dự án thực sự ở xa, Điều hòa không khí năng lượng mặt trời 48V DC ngoài lưới là câu trả lời tiêu chuẩn.
OEM/ODM Lưới điện năng lượng mặt trời AC-Off gắn tường DC 48V R410A Các nhà sản xuất, nhà cung cấp, Fa Chiết Giang Deye HVAC Technology Co., Ltd. là nhà cung cấp AC-Off năng lượng mặt trời treo tường OEM/ODM Trung Quốc DC 48V R410A và AC-... Xem sản phẩm → AC hòa lưới Solar Plus thông thường
Tùy chọn thứ ba không sử dụng máy điều hòa không khí đặc biệt nào cả. Bạn lắp đặt một tấm pin mặt trời tiêu chuẩn trên mái nhà, bộ biến tần tạo ra dòng điện xoay chiều và máy điều hòa không khí hiện tại của bạn chạy từ nguồn điện trong nhà. Đây cũng là con đường trang bị thêm: nếu bạn đã sở hữu một bộ điều hòa thông thường và muốn chạy nó dưới ánh nắng mặt trời, bạn lắp thêm các tấm vào mái nhà thay vì thay thế bộ phận này.
Cách tiếp cận này hoạt động tốt khi bạn muốn một hệ thống năng lượng mặt trời phục vụ cả ngôi nhà. Những hạn chế của nó đáng để hiểu. Mỗi watt di chuyển qua hai bộ chuyển đổi, DC thành AC cho ngôi nhà và sau đó quay trở lại DC bên trong máy nén điều khiển bằng biến tần, do đó sẽ tránh được hiện tượng giảm hiệu suất mà bộ năng lượng mặt trời chuyên dụng sẽ tránh được. Không có pin, hệ thống nối lưới sẽ tắt khi mất điện để đảm bảo an toàn, ngay cả khi trời nắng to. Và các quy định về đo lường ròng khác nhau tùy theo tiểu bang và tiện ích, do đó khoản tín dụng bạn nhận được cho năng lượng xuất khẩu có thể thấp hơn nhiều so với mức giá bán lẻ mà bạn phải trả. Đối với nhiều ngôi nhà, con đường này vẫn có ý nghĩa rất lớn, nhưng tính kinh tế thuộc về tổng thể hệ mặt trời hơn là máy điều hòa không khí.
Cách kích thước hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời cho thiết bị AC
Lỗi kích thước phổ biến nhất là chọn bảng theo xếp hạng BTU của máy điều hòa không khí thay vì đầu vào điện. BTU/h mô tả công suất làm mát; watt mô tả những gì máy nén thực sự rút ra. Bộ chia nhỏ biến tần 12.000 BTU/h thường tiêu thụ khoảng 900 đến 1.100 watt khi đầy tải, tùy thuộc vào hiệu suất.
Một nguyên tắc thực tế khi vận hành trực tiếp bằng năng lượng mặt trời là đặt kích thước mảng tấm pin ở mức 1,3 đến 1,5 lần công suất đầu vào định mức của máy điều hòa không khí. Biên độ bổ sung bao gồm tổn thất biến tần và bộ điều khiển, hệ thống sưởi của bảng điều khiển, bụi và mây bay qua, do đó thiết bị nhận được gần như toàn bộ vùng phủ năng lượng mặt trời trong giờ nắng cao điểm.
Ví dụ, một đơn vị 1.000 watt sẽ cần khoảng 1.400 watt tấm pin. Với các mô-đun dân dụng 400 đến 450 watt ngày nay, tức là có từ 3 đến 4 tấm pin. Bảng dưới đây cung cấp phạm vi tham chiếu chung cho công suất chia nhỏ phổ biến. Đây là những ước tính cho thiết bị biến tần điển hình, không đảm bảo cho bất kỳ kiểu máy cụ thể nào.
| Công suất làm mát điển hình | Công suất đầu vào định mức điển hình | Mảng được đề xuất (1,3-1,5x) | Số lượng Panel 400-450W |
|---|---|---|---|
| 9.000 BTU/giờ | 700-900W | 1.000-1.300 W | 3 |
| 12.000 BTU/giờ | 900-1.100 W | 1.300-1.600 W | 3-4 |
| 18.000 BTU/giờ | 1.400-1.700 W | 1.900-2.500 W | 5-6 |
| 24.000 BTU/giờ | 1.900-2.300 W | 2.600-3.400 W | 6-8 |
Sản lượng thực tế cũng phụ thuộc vào vĩ độ, hướng mái nhà, bóng râm và số giờ nắng ở địa phương. Nếu thiết bị kết hợp quay trở lại lưới điện vào ban đêm, hãy điều chỉnh kích thước mảng chỉ để phủ sóng ban ngày; kích thước quá khổ làm tăng thêm chi phí mà không tiết kiệm được tỷ lệ.
Chi phí, tiết kiệm và thời gian hoàn vốn
Tổng chi phí bao gồm năm phần: bản thân máy điều hòa không khí, các tấm quang điện và phần cứng lắp đặt, dây cáp và các bộ phận điều khiển, pin tùy chọn và nhân công lắp đặt. Trong hầu hết các dự án dân cư nhỏ, tấm pin và nhân công chiếm phần lớn ngân sách. Vì giá của trình cài đặt rất khác nhau nên việc thu thập nhiều báo giá là điều thông minh.
Tiết kiệm đến từ việc thay thế điện lưới tiêu thụ vào giờ cao điểm ban ngày bằng năng lượng mặt trời miễn phí. Nếu một thiết bị hybrid chạy bằng năng lượng mặt trời từ 6 đến 8 giờ mỗi ngày ở khu vực có giá điện khoảng 18 đến 30 xu mỗi kilowatt giờ thì mức giảm hàng tháng là đáng kể. Ở những thị trường nắng nóng, lãi suất cao như Úc, California và Texas, chủ sở hữu thường báo cáo khả năng hoàn vốn trong khoảng từ ba đến bảy năm. Ở những khu vực có tỷ lệ ánh sáng thấp hoặc ít ánh nắng, thời gian hoàn vốn sẽ kéo dài hơn và máy điều hòa thông thường hiệu suất cao có thể là khoản đầu tư tốt hơn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hoàn vốn nhiều nhất là giá điện, số giờ thiết bị hoạt động hết công suất trong ngày, số giờ nắng tại địa phương của bạn và bất kỳ ưu đãi hoặc tín dụng thuế hiện có nào. Pin cải thiện khả năng phục hồi nhưng kéo dài thời gian hoàn vốn, vì vậy đối với các hệ thống hybrid kết nối lưới, chúng tôi thường khuyên bạn nên bỏ qua pin và để lưới điện xử lý cả đêm.
Yêu cầu cài đặt và cân nhắc
Hầu hết các vấn đề lắp đặt đều quen thuộc với bất kỳ nhà thầu năng lượng mặt trời nào, nhưng có một số điểm dành riêng cho điều hòa không khí bằng năng lượng mặt trời.
- Định hướng và che nắng cho mái nhà. Ở bán cầu bắc, mặt hướng về phía nam; ở bán cầu nam, hướng về phía bắc. Cây cối, ống khói hoặc các công trình lân cận che bóng vào giữa trưa sẽ trực tiếp làm giảm số giờ làm mát miễn phí của bạn.
- Kết nối điện. Các hệ thống kết hợp và nối lưới phải được nối dây bởi thợ điện được cấp phép để chuyển đổi an toàn giữa DC năng lượng mặt trời và AC lưới và để đáp ứng các quy định về điện của địa phương. Đây không phải là một nhiệm vụ DIY.
- Kích thước pin cho ngoài lưới. Nếu thiết bị không nối lưới chỉ chạy vào ban ngày thì không cần pin. Hoạt động ban đêm yêu cầu bộ pin 48V có kích thước phù hợp với công suất đầu vào của thiết bị nhân với số giờ chạy dự kiến vào buổi tối.
- Lựa chọn chất làm lạnh. R32 có khả năng làm nóng lên toàn cầu thấp hơn R410A và yêu cầu lượng điện tích nhỏ hơn, nhưng nó dễ cháy nhẹ và cần phải được xử lý đã được chứng nhận. Đối với hầu hết người mua, sự sẵn có của dịch vụ địa phương sẽ quyết định.
- Thoải mái và giám sát. Bộ chia nhỏ năng lượng mặt trời là máy bơm nhiệt biến tần, vì vậy sự thoải mái khi làm mát ngang bằng với các bộ thông thường cao cấp. Màn hình hoặc ứng dụng hiển thị watt từ năng lượng mặt trời so với watt từ lưới điện thực sự hữu ích để xác minh mức tiết kiệm.
Cách chọn điều hòa năng lượng mặt trời phù hợp với hoàn cảnh của bạn
Khi các danh mục đã rõ ràng, việc lựa chọn sẽ trở thành một bài tập phù hợp giữa tòa nhà của bạn và hệ thống.
| Tình huống của bạn | Hệ thống được đề xuất | Lý do chính |
|---|---|---|
| Lưới điện đáng tin cậy với giá điện trung bình hoặc cao | Bộ chia nhỏ lai AC/DC | Năng lượng mặt trời bao phủ tải ban ngày; lưới xử lý đêm và mây |
| Không có lưới hoặc lưới rất không ổn định | Bộ DC 48V không nối lưới | Chạy từ bảng điều khiển hoặc ngân hàng pin mà không cần kết nối lưới |
| Cửa hàng nhỏ, văn phòng hoặc không gian bán lẻ | Đơn vị thương mại ánh sáng cassette hoặc ống dẫn | Lắp đặt trần, phân phối không khí đều, công suất cao hơn |
| Khí hậu lạnh với nhu cầu sưởi ấm mùa đông | Bơm nhiệt lai nhiệt độ thấp | Giữ sản lượng sưởi ấm trong điều kiện đóng băng trong khi sử dụng năng lượng mặt trời |
| Nhà rộng có nhiều phòng | Hệ mặt trời đa phân chia | Một dàn nóng phục vụ nhiều dàn lạnh với đầu vào năng lượng mặt trời dùng chung |
- Lưới điện đáng tin cậy, giá cước cao: hãy chọn bộ chia nhỏ treo tường AC/DC lai. Nó cài đặt giống như một bộ chia nhỏ thông thường, không cần pin và giữ lưới làm nguồn dự phòng.
- Thực sự ngoài lưới: chọn con đường DC. Bộ nguồn 48V DC không nối lưới gắn trên tường hoạt động trực tiếp từ các bảng có bộ lưu trữ pin tùy chọn.
- Cửa hàng nhỏ, văn phòng hoặc quán cà phê: chọn một chiếc cassette trần. của Deye AC năng lượng mặt trời thương mại loại cassette
Thực tế, băng cassette AC năng lượng mặt trời thương mại nhẹ loại R410A/R32 Chiết Giang Deye HVAC Technology Co., Ltd. là nhà sản xuất và cung cấp loại băng cassette AC năng lượng mặt trời thương mại hạng nhẹ của Trung Quốc, nhà máy của chúng tôi ... Xem sản phẩm → phân phối không khí đồng đều khắp phòng và xử lý tải trọng cao hơn, lâu hơn của không gian hướng tới khách hàng. - Khí hậu lạnh: chỉ định phiên bản bơm nhiệt ở nhiệt độ thấp thay vì thiết bị chỉ làm mát.
- Nhà nhiều phòng: hãy xem xét các hệ thống nhiều khối với một dàn nóng phục vụ cho nhiều dàn nóng hoặc trần trong nhà.
Tóm lại: Máy điều hòa không khí chạy bằng năng lượng mặt trời có đáng không?
Câu trả lời là có điều kiện và đối với người mua phù hợp thì rõ ràng là có. Điều hòa không khí bằng năng lượng mặt trời hoạt động tốt nhất khi có ba điều kiện: nắng cục bộ mạnh, giá điện từ trung bình đến cao và hầu hết nhu cầu làm mát của bạn tập trung vào ban ngày. Đối với cấu hình đó, thiết bị AC/DC lai là lựa chọn có rủi ro thấp nhất. Lưới điện vẫn là nguồn dự phòng, không cần pin và thời gian hoàn vốn thường rơi vào khoảng từ 3 đến 7 năm ở các thị trường thuận lợi.
Người mua ngoài mạng lưới phải đối mặt với sự so sánh khác. Các lựa chọn thay thế thực tế của họ là máy phát điện, máy làm mát chạy bằng pin hoặc hoàn toàn không làm mát. Trước những lựa chọn đó, hệ thống DC không nối lưới thường thắng về chi phí nhiên liệu, tiếng ồn và bảo trì ngay cả trước khi tính toán hoàn vốn.
Những chủ sở hữu được kết nối với lưới điện với một mảng năng lượng mặt trời lớn hiện có có thể được phục vụ tốt hơn bằng cách cấp nguồn trực tiếp cho máy điều hòa không khí hiệu suất cao thông thường từ hệ thống đó. Câu trả lời đúng tùy thuộc vào mái nhà của bạn, cấu trúc giá tiện ích của bạn và liệu bạn có cần bảo vệ khi mất điện hay không.
Công nghệ đã trưởng thành. Máy điều hòa không khí sử dụng năng lượng mặt trời thế hệ thứ tư của Deye đã được bán ở hơn 20 quốc gia và quyết định ngày hôm nay không mang tính khả thi mà là về việc điều chỉnh cấu hình phù hợp với tài sản của bạn. Bước thực tế tiếp theo là so sánh Dòng sản phẩm điều hòa không khí năng lượng mặt trời chia nhỏ trên trang web Deye, sau đó xem lại chi tiết mái nhà của bạn và tải bằng trình cài đặt đủ tiêu chuẩn. Bạn cũng có thể liên hệ với nhóm bán hàng Deye trực tiếp để được trợ giúp về việc khớp hệ thống.
