EN
Rozsah chladiacej kapacity solárneho klimatizačného zariadenia Demax: od rezidenčných po modulárne komerčné systémy
Štandardné rezidenčné modely: 9 000–24 000 BTU/h (0,75–2 tóny)
Solárne klimatizačné jednotky značky Demax sú dostupné v výkonových rozsahoch od 9 000 do 24 000 BTU za hodinu (približne 0,75 až 2 tony). Sú ideálne na chladenie jednotlivých izieb v rodinných domácnostiach a sú výrazne účinnejšie ako konvenčné klimatizačné jednotky, pretože sa napájajú vlastnou energiou z integrovaných solárnych panelov, čím sa zníži náhly dopyt po elektrickej energii zo siete. Efektívne môžu chladiť priestory až do veľkosti 1 200 štvorcových stôp. Menšie jednotky (9 000–12 000 BTU) sú vhodné pre spálne, zatiaľ čo väčšie jednotky (24 000 BTU) sú ideálne pre väčšie priestory, ako sú obývačky. Pozoruhodne sa v terénnych testoch ukázalo, že solárne klimatizačné jednotky dokážu udržať približne 85 % svojej chladiacej kapacity aj za extrémne intenzívneho slnečného žiarenia. Toto sa dosahuje bez použitia vonkajších batériových úložísk. Ide o jedinečnú vlastnosť a práve preto sú solárne klimatizácie lepšie než konvenčné klimatizácie, ktoré vyžadujú dodatočné napájanie v prípade, že nie je k dispozícii vonkajšie batériové úložisko.
Komerčné jednotky: 36 000–60 000 BTU/h (3–5 ton), s hybridnou fotovoltaickou a batériovou podporou
Obchodné a kancelárske priestory s požiadavkami na chladenie v rozsahu 36 000 až 60 000 BTU za hodinu môžu využívať tento systém s výkonom 3 až 5 ton, ktorý využíva inovatívny dizajn kombinujúci slnečné panely s batériami typu lithium-ión. Môžu byť prevádzkované viac ako 18 hodín denne len so zmenou intenzity slnečného žiarenia až o 30 %, keď slnečná energia nie je k dispozícii kvôli oblačnosti. Systém bude využívať uloženú energiu na udržanie teploty v priestore s rozlohou 2 500 až 5 000 štvorcových stôp. Tieto batérie na uskladnenie slnečnej energie znížia poplatky za špičkový odber o viac ako 40 % v porovnaní s konvenčnými systémami pripojenými do elektrickej siete.
Integrovaná technológia viac-systémového riešenia: až 120 000 BTU/h (10 ton)
Majitelia skladov a výrobných závodov môžu na pripojenie viacerých systémov s chladiacim výkonom 5 ton (120 000 BTU/h, t. j. 10 ton) využiť technológiu paralelných invertorov, pričom je potrebné v budove viesť len minimálne množstvo potrubia pre klimatizačné systémy. Táto technológia umožňuje postupné nasadenie systémov po celom areáli v miere rastu podniku alebo nárastu dopytu. Tieto systémy sú vybavené inteligentnou riadiacou technológiou, ktorá zabezpečuje rovnomerné rozdeľovanie zaťaženia medzi jednotlivé invertory a tým predchádza ich preťaženiu. To ďalšie zníži prevádzkové náklady systému. Dokonca aj pri vonkajšej teplote vyššej ako 46 °C (115 °F) väčšina modelov stále poskytuje aspoň 90 % svojho projektovaného chladiaceho výkonu. Výskum vykonaný v NREL ukázal, že za extrémne horúcich podmienok tieto jednotky dosahujú o 22 % vyšší chladiaci výkon v porovnaní so štandardnými konkurenčnými klimatizačnými jednotkami umiestnenými na streche. Tieto jednotky sú vynikajúcou voľbou pre chladenie priestorov v teplejších regiónoch.
Ako správne navrhnúť solárny klimatizačný systém pre reálne podmienky zaťaženia
Mimo empirických pravidiel: Výpočty tepelného zaťaženia v súlade so štandardmi ASHRAE pre určenie veľkosti solárneho klimatizačného zariadenia pre off-grid systémy
Výzvy spojené s dimenzovaním klimatizačných jednotiek napájaných zo slnečnej energie už nie je možné riešiť pomocou jednoduchých pravidiel palca. Odborníci na vykurovanie, vetranie a klimatizáciu (ASHRAE) vypracovali podrobné analýzy týkajúce sa množstva tepla prechádzajúceho cez steny, strop a podlahy, počtu osôb v priestore a technológií, ktoré budú v priestore používať. V prípade off-grid systémov sa pri extrémnom horúčave zvyšuje spotreba energie klimatizačných jednotiek, čo zvyšuje potrebu presného určenia BTU za hodinu. Ak je klimatizačná jednotka príliš malá, nebude schopná udržať chladnú teplotu počas náhlych nárastov vonkajšej teploty. Na druhej strane klimatizačná jednotka, ktorá je príliš veľká, vybije batérie rýchlejšie, ako sa očakáva, a tiež spôsobí rýchlejšie starnutie komponentov. Dôveryhodní odborníci na solárne systémy HVAC majú túto problematiku dobre zvládnutú vďaka svojej odbornej príprave a skúsenostiam. Znajú lokálne počasie a berú do úvahy nielen plochu priestoru, ale aj schopnosť stabilizovať teplotu vzduchu na pohodlných úrovniach (medzi 18 a 22 °C), aj keď vonkajšia teplota dosahuje až 45 °C. Ak sa špičková chladiaca potreba nevyskytuje v rovnakých hodinách ako výroba energie slnečnou elektrárnou, je najpravdepodobnejšie, že záložný generátor bude pracovať v nepomerne vyššom režime v porovnaní s hodinami špičkovej chladiacej potreby. Vonkajšia teplota vzduchu je významnou premennou pri chladení a pri maximálnej prevádzkovej dobe klimatizačnej jednotky. Výskumné štúdie dokázali, že v prípadoch nesúladu medzi chladiacou potrebou a výrobou energie sa závislosť od záložného generátora môže zvýšiť až o 37 %.
Vplyv orientácie strechy, miestneho slnečného žiarenia a batériového vyrovnávacieho zásobníka na dodávaný chladiaci výkon
Environmentálne faktory, ktoré ovplyvňujú výkon solárneho systému na klimatizáciu vzduchu, patria medzi najdôležitejšie určujúce faktory. Vo väčšine regiónov krajiny strechy orientované na juh zachytia približne o 15 až 25 percent viac slnečného žiarenia ako strechy orientované na východ alebo západ. Toto sa tiež dá ilustrovať pomocou lokálnych slnečných máp. Napríklad návrhár systému v meste Phoenix môže použiť o 30 percent menej panelov ako ekvivalentný návrhár v meste Seattle, pretože Phoenix dostáva výrazne viac slnečného žiarenia ako Seattle. Počas oblačných období batérie pomáhajú udržať výkon systému a poskytnú dostatočný výkon na udržanie chladenia po dobu dvoch dní. Tieň od susednej vegetácie na mieste inštalácie alebo od stavebných prvkov, ako sú komíny, zníži výkon systému a v niektorých prípadoch ho zníži približne o 20 percent (NREL). Údaje o počasí poskytujú všeobecnú predstavu o výkone, ktorý systém bude poskytovať. Systémy v pobrežných oblastiach, ako je napríklad Miami, vyžadujú špeciálne montážne systémy, ktoré vydržia veterné sily hurikánov, zatiaľ čo systémy umiestnené vo vyšších nadmorských výškach, ako je napríklad Denver, musia brať do úvahy zvýšenú nadmorskú výšku, ktorá ovplyvňuje výkon chladiacej kvapaliny. Väčšina odborníkov odporúča, aby hybridné invertorové systémy mali 30-percentnú rezervu výkonu, aby umožnili budúci rozšírenie počtu panelov.
Porovnanie chladiaceho výkonu: fotovoltaické (PV) vs. solárne tepelné architektúry v solárnych klimatizačných zariadeniach
Fotovoltaické (PV) invertorové solárne klimatizačné zariadenia: udržanie výkonu 82–94 % pri čiastočnom zatienení (NREL 2023)
Podľa údajov poskytnutých Národnou laboratóriou obnoviteľnej energie (NREL) v roku 2023 dokážu fotovoltaické solárne klimatizačné zariadenia poskytnúť 82–94 % ich chladiaceho výkonu aj v prípade zatienenia. Čo umožňuje tejto technológii poskytovať chladiaci výkon aj v tieňi? Tieto systémy využívajú technológiu riadenia kompresora prostredníctvom invertora, ktorá umožňuje kompresoru pracovať rôznymi otáčkami v závislosti od množstva dostupnej slnečnej energie. V prípade solárnych tepelných absorpčných chladičov je situácia opačná. Tieto systémy pri zatienení strácajú 40 až 60 % chladiaceho výkonu, pretože na ich prevádzku je potrebné udržiavať tepelnú energiu na konštantnej úrovni. Medzi týmito dvoma systémami existuje široká škála rozdielov – niektoré z týchto rozdielov sú dokonca zásadné.
Výkonnostný parameter: Fotovoltické systémy ovládané PV, solárne tepelné systémy
Odolnosť voči čiastočnému zatieneniu: 82–94 % zachovaného výkonu, 40–60 % zachovaného výkonu
Požadovaná štartovacia energia: Nízka (technológia striedavých meničov pre jednosmerný prúd), vysoká (inercia tepelnej hmoty)
Citlivosť na teplotu: Minimálna (< 5 % odchýlky), výrazná (> 25 % odchýlky)
Vyššia účinnosť mikro-meničov v fotovoltických systémoch vyplýva z ich schopnosti riadiť zatienené segmenty panelov, zatiaľ čo tepelné systémy trpia stratami spôsobenými poklesom teploty kolektorov a postupným klesaním účinnosti. Práve to je hlavný dôvod, prečo sa fotovoltické systémy uprednostňujú v oblastiach s neustálym slnečným žiarením.
Často kladené otázky
Aké sú štandardné chladiace výkony pre rezidenčné solárne klimatizačné zariadenia?
Pre rezidenčné solárne klimatizačné zariadenia sa chladiaci výkon zvyčajne pohybuje v rozmedzí 9 000 až 24 000 BTU za hodinu, čo zodpovedá približne chladiacemu výkonu 0,75 až 2 tony.
Aké chladiace výkony môžu dosiahnuť komerčné solárne klimatizačné zariadenia?
Komerčné solárne klimatizačné zariadenia zvyčajne majú vyššiu výkonnosť v rozmedzí od 36 000 do 60 000 BTU za hodinu a sú integrované s hybridnými fotovolticko-bateriovými systémami, čo im umožňuje prevádzku aj pri nesúvislom slnečnom svetle.
Aké sú hlavné environmentálne faktory ovplyvňujúce prevádzkovú účinnosť solárnych klimatizačných zariadení?
Na prevádzkovú účinnosť a chladiaci výkon môže mať vplyv mnoho faktorov, vrátane orientácie strechy, kapacity batérií, tieňa, miestnej inzolácie a tieňovania stromami a komínmi.
Ktorý typ – fotovolticky poháňané alebo solárne tepelné klimatizačné zariadenia – dosahuje lepší výkon?
Fotovolticky poháňané systémy dosahujú výrazne lepší výkon pri čiastočnom zatienení: udržiavajú 82–94 % chladiacej kapacity, zatiaľ čo solárne tepelné systémy dokážu udržať len 40–60 % kapacity. Fotovoltické systémy tiež majú menšie obmedzenia z hľadiska energetickej náročnosti štartu systému a navyše sú oveľa menej citlivé na teplotné zmeny v porovnaní s tepelnými systémami.