Aire acondicionado con sistema solar
Cualquier pequeño electrodoméstico puede ser alimentado por un panel solar debido a que tiran una corriente constante.
Estos electrodomésticos tienden a tener sus clasificaciones de potencia etiquetadas en ellos o en la caja en la que vinieron, por lo que el tamaño del panel solar no será un problema.
La dificultad surge cuando se encienden electrodomésticos más grandes como refrigeradores y el tema de hoy, un acondicionador de aire.
Los electrodomésticos más grandes contienen motores y compresores que consumen grandes cantidades de energía que deben promediarse
Entonces, veamos cómo haríamos para hacer funcionar un acondicionador de aire usando un sistema solar. Pero primero, debemos desglosar las partes que componen un sistema solar.
Elementos de un Sistema Solar
Antes de que podamos sumergirnos en el tamaño promedio del sistema solar residencial necesario para alimentar un aire acondicionado, debemos determinar qué constituye un sistema solar.
Los instaladores o usuarios de bricolaje necesitan saber el tamaño del sistema y para qué exactamente quieren usar el sistema. De esa manera, no le cobrarán por un sistema demasiado grande o demasiado pequeño.
El primer elemento es un panel solar. Esto nos permite aprovechar la energía del sol y convertirla en electricidad.
El segundo elemento serían los inversores solares. Estos permiten que la energía proveniente de los paneles solares se convierta en electricidad de CA utilizable.
El componente número 3 es la batería o generador solar. Esto almacena cualquier energía que no se esté utilizando, actuando como reserva en los momentos en que el sol no brilla intensamente.
El componente final es el controlador de carga. Este gestiona el flujo de energía del panel solar y se dirige hacia la batería.
Asegurarse de tener estos elementos críticos en su sistema solar puede ayudarlo a determinar sus necesidades solares.
Le ayuda a responder preguntas como cuántos paneles solares necesita para un sistema de 5kw o cuántos paneles solares necesita para encender las luces de su hogar.
¿Se puede hacer funcionar un aire acondicionado con energía solar?
Los acondicionadores de aire que funcionan con energía solar son útiles en áreas que están expuestas a condiciones húmedas y exposición al sol.
Esto funciona asumiendo que recibimos una irradiación de 4 horas máximas de sol todos los días.
Para la batería, sugerimos una batería de 100 Ah por tonelada por cada hora de funcionamiento del sistema solar.
La razón por la que trabajamos con el tiempo de ejecución del sistema es para permitir que la batería haga su trabajo cuando la radiación solar es más baja de lo esperado.
Esto también crea un depósito que suministrará corriente de sobretensión al motor. Este es el flujo de corriente rápido y de corta duración en el sistema que ocurre en pulsos cortos.
Los sistemas solares diseñados para hacer funcionar el aire acondicionado necesitan un banco de baterías; de lo contrario, la potencia nominal de su panel solar debería ser lo suficientemente grande como para suministrar energía al motor del aire acondicionado.
Cualquier cosa puede funcionar con un sistema solar, incluidos los acondicionadores de aire. Sin embargo, debe tener en cuenta factores como la potencia nominal y sus necesidades solares.
Saber esto le permite planificar el diseño y el tamaño de su sistema solar.
Cómo calcular las necesidades solares de su aire acondicionado
Esta medida se calcula mejor usando una calculadora solar en línea, y no importa cuál elijas, todas realizan la misma tarea. Cálculo de sus necesidades solares.
Comienza dimensionando su banco de baterías y preguntando cuántos vatios-hora por día se consumen en su hogar.
Entonces, si tenemos un acondicionador de aire de 1000 W que alimenta una cabina pequeña y se usa durante 4 horas por día, los vatios por hora son 4000.
Luego, la calculadora pregunta cuántos días funcionará su sistema solar sin sol, así como la capacidad efectiva de su batería durante las bajas temperaturas.
Todos estos valores se ponen en una ecuación que devuelve la capacidad del banco de baterías en amperios por hora.
El siguiente paso en el dimensionamiento es el panel solar y el controlador de carga. Debe ingresar la luz solar promedio que recibe su área mirando un mapa solar.
En función de su consumo total anterior y del lugar del mundo en el que se encuentre, la calculadora le indicará cuántos vatios o kilovatios necesita su sistema.
El controlador de carga solar se calcula tan pronto como tenga los valores del tamaño de su panel solar. Todo se hace automáticamente.
Ahora que tiene el tamaño de su sistema y sabe que es lo suficientemente bueno para suministrar energía a su acondicionador de aire, veamos las clasificaciones de potencia.
Potencia nominal y cálculo
Conocer la potencia nominal de un electrodoméstico puede ayudarlo a determinar cuántos paneles solares se necesitan en su sistema. Esto se encuentra en el aparato o se puede calcular.
Todo lo que necesitas hacer es multiplicar el voltaje con los amperios. Por ejemplo, si una carga de CC tiene un suministro de 12 V que extrae 12 A, la potencia nominal sería de 144 W.
Sin embargo, cuando se trata de trabajar con una carga de CA, no es tan simple. Necesitamos tener en cuenta las formas de onda de voltaje y corriente.
Estas formas de onda se mueven constantemente de positivo a negativo, y si los voltios y la corriente están al máximo, entonces podemos usar el cálculo estándar de V x A.
Cuando estas dos medidas no están en fase, la ecuación no funcionará.
El acondicionador de aire promedio necesita alrededor de 1200 W de paneles solares por cada tonelada de capacidad de enfriamiento. Un sistema de calefacción solar tiene aproximadamente la misma potencia.
Cada unidad de aire acondicionado tiene diferentes clasificaciones de eficiencia energética.
Si usamos la calificación de kilovatios como una comparación de la cantidad de energía que necesita o usa, no refleja su potencia de enfriamiento general.
Cuando hablamos de toneladas en las clasificaciones de potencia del aire acondicionado, nos referimos a la cantidad de enfriamiento necesaria para mantener 2,000 libras de hielo en un solo día.
si el tonelaje es grande, tendrá más aire que se puede enfriar por hora. Numéricamente, una tonelada también se puede representar como 12000 BTU/h o 3,5 KW aquí en los estados (es diferente en los países que usan medidas métricas).
La Calificación de Eficiencia Energética
Otro término común que verá es el índice de eficiencia energética. Esta es una medida que le dice qué tan bien se enfría un acondicionador de aire específico.
Si toma el tonelaje de una unidad de aire acondicionado y lo divide por la clasificación eléctrica en vatios, le queda una proporción. Esta relación es la calificación EE.
Una unidad de aire acondicionado eficiente tendrá una calificación EE de 11. Si un acondicionador de aire tiene un EE superior a 11, está dirigido a lugares con mayor humedad.
Esta clasificación se basa en una temperatura exterior de 95 grados Fahrenheit y una temperatura interior de 80 grados Fahrenheit.
Muchos han descubierto que sus sistemas solares para cabañas que usan unidades de aire acondicionado prefieren la clasificación EE estacional.
Esta clasificación considera la capacidad de enfriamiento del acondicionador de aire en un rango de temperaturas exteriores.
¿Cuánto cuesta hacer funcionar un aire acondicionado con energía solar?
Saber cuánto cuesta hacer funcionar un aire acondicionado se vuelve complicado si no conoce algunos factores importantes.
Tonelaje
La mayoría de los instaladores de sistemas solares y acondicionadores de aire tienen guías de dimensionamiento, que le brindan cotizaciones antes de seguir adelante con cualquier cosa.
Uno de los factores que tienen en cuenta es que una unidad de aire acondicionado consume alrededor de 7 A de energía por cada tonelada de capacidad nominal de enfriamiento.
Sin embargo, esta medida está destinada a cambiar a medida que cambia el tonelaje. La relación entre amperios y toneladas cambia a medida que aumenta la potencia de enfriamiento de una unidad.
Por ejemplo, 2 toneladas necesitan alrededor de 15 A y 3 toneladas requieren 18 A, y el amperaje aumenta a medida que aumenta el tonelaje.
Cuando el acondicionador de aire está encendido, consume varias veces más corriente que cuando se deja funcionando continuamente.
La corriente de operación depende de la carga, pero la corriente de sobretensión es la más alta que el motor puede jalar a menos que el motor esté defectuoso.
Las sobretensiones solo duran unos segundos y el efecto de calentamiento en los cables no será lo suficientemente significativo como para causar un incendio eléctrico.
Sin embargo, recomendamos utilizar disyuntores y fusibles del tamaño adecuado para compensar la sobretensión sin provocar un disparo.
¿Qué estás pagando?
Al final del día, hacer funcionar un acondicionador de aire a través de un sistema solar no le costará ni un centavo si vive fuera de la red. Su proveedor de energía conectado a la red local le cobrará si todavía vive en la red.
Pero si está completamente solo, no necesita pagar nada para usar la energía del sol para encender su aire acondicionado.
Los costos entran en juego durante la compra de los componentes y la instalación del sistema.
El precio medio de la cuota así como la compra del sistema ronda los $16.000.
En términos de una unidad de aire acondicionado, está buscando entre $4,000 y $10,000 dependiendo del tamaño de la unidad.
Ejemplo práctico
Se usarían diferentes paneles solares para acondicionadores de aire de diferentes tamaños.
Este último puede ser tan grande como una unidad montada en el techo o tan pequeño como uno diseñado para montarse en la ventana de su habitación.
Acondicionadores de aire más pequeños
Si tiene un pequeño sistema de energía solar que contiene un panel solar de 200 W, ciertamente puede alimentar una unidad de aire acondicionado más pequeña que mide 100 W.
Además, si ya tiene o quiere instalar un sistema solar residencial de tamaño medio , ya tendrá alrededor de 200 W de energía solar.
Siempre querrá asegurarse de que la potencia total de su unidad de aire acondicionado coincida con su sistema solar.
Si no es así y te faltan 100 W, simplemente puedes conectar los paneles en cadena y crear una matriz solar.
Pero, ¿cómo se comparan los acondicionadores de aire más grandes con un sistema más pequeño? A menos que su potencia coincida, no les va muy bien.
Aires acondicionados más grandes
Estos son los acondicionadores de aire que la mayoría de los hogares estadounidenses utilizan para mantener una gran parte de la casa a una temperatura fresca.
Un aire acondicionado que consume alrededor de 5A medido a 115V nos da una potencia de alrededor de 575W por hora.
Si este acondicionador de aire funciona en promedio durante 8 horas por día, estamos viendo alrededor de 4600 W que deberían ser suministrados por el sistema solar.
Con estas cantidades más grandes, el uso de una batería se vuelve perjudicial, ya que ayudará a almacenar el exceso de energía que no utilizan los paneles solares.
También significa que cuando se pone el sol, las baterías encenderán su aire acondicionado durante la noche.
