لماذا يحتاج نظام التبريد الهجين AC/DC إلى تصميم نظام

يمكن لمكيف الهواء الشمسي أن يقلل من الطلب على شبكة الكهرباء خلال النهار، لكن النتيجة تعتمد على كيفية مواءمة حمل التبريد مع إنتاج الطاقة الشمسية. مكيف هواء شمسي هجين يعمل بأنابيب مفرغة، يعمل بتيار متردد/مستمر يُوصَف هذا الجهاز بأنه يعمل بجهد 24 فولت أو 48 فولت تيار مستمر، ويدعم مدخلات الألواح الشمسية، والتحكم الذكي في الطاقة، وخيار بطارية احتياطية. هذه الميزات تجعله مكونًا أساسيًا في النظام وليس جهازًا مستقلًا.

يتغير الطلب على التبريد كل ساعة. قد تحتاج الغرفة إلى أعلى مستوى من التبريد بعد أن يسخن السقف، بينما يبلغ إنتاج الطاقة الشمسية ذروته مبكرًا أو متأخرًا حسب اتجاه الغرفة. لذا، يتطلب التصميم تحديدًا لتوزيع الأحمال، وتقديرًا لتأثير النوافذ الشمسية، وقاعدة واضحة لما يحدث عندما تكون طاقة الألواح الكهروضوئية أقل من احتياجات الضاغط والمروحة.

كيف تعمل بنية الصمامات المفرغة للتيار المتردد/المستمر

مدخل تيار مستمر مباشر ودعم تيار متردد هجين

في الأنظمة التقليدية، تُغذّى طاقة الألواح الشمسية إلى مكيف الهواء عبر العاكس. أما مكيف الهواء الهجين المزود بخاصية التيار المستمر، فيمكنه العمل بتيار مستمر من الألواح الشمسية مع الاستمرار في تزويد المبنى بالتيار المتردد. ويُعوَّض انخفاض كفاءة التحويل خلال ظروف الإشعاع الشمسي الجيدة بمعايير التصميم الإضافية المتعلقة بالجهد والقطبية والحماية والكابلات، والتي تُنقل الآن من العاكس إلى وحدة تكييف الهواء.

يُنتج نظام 24 فولت ونظام 48 فولت نفس القدرة بتيارات مختلفة. على سبيل المثال، يتطلب نظام بقدرة 2400 واط عند 24 فولت تيارًا مقداره 100 أمبير تقريبًا قبل حدوث الفقد، بينما يتطلب النظام نفسه عند 48 فولت تيارًا مقداره 50 أمبير تقريبًا. يُقلل التيار المنخفض من حجم الكابل وانخفاض الجهد، ولكن يجب أن تكون البطارية ووحدة التحكم متوافقتين مع الجهد المُختار. تأكد من نطاق الطراز المُناسب قبل إتمام رسم تخطيط الألواح الكهروضوئية والبطارية.

ابدأ بالغرفة والمناخ، وليس بقوة الألواح الكهربائية.

تقدير الحرارة المحسوسة والحرارة الكامنة

سجّل درجة الحرارة الخارجية التصميمية، ودرجة الحرارة الداخلية المطلوبة، ونمط الإشغال، واتجاه النوافذ، والعزل، وساعات التشغيل المتوقعة. بالنسبة لورشة عمل أو متجر، أضف فتحات الأبواب والحرارة المنبعثة من المعدات. قد يؤدي اختيار حجم أكبر من اللازم إلى دورات تشغيل قصيرة وضعف في إزالة الرطوبة؛ بينما قد يؤدي اختيار حجم أصغر من اللازم إلى تشغيل الضاغط باستمرار واستنزاف البطارية قبل الموعد المتوقع.

قم بمواءمة إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية مع جدول التبريد

النافذة الشمسية ليست هي نفسها النافذة الحرارية

يتغير إنتاج الطاقة الكهروضوئية بتغير الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة وتظليل الألواح الشمسية واتجاهها. يزداد حمل التبريد في فترة ما بعد الظهر عندما يسخن جدار خارجي مواجه للغرب، بينما تكون الألواح الكهروضوئية ذات الاتجاه غير المناسب قد وصلت بالفعل إلى أقصى إنتاج لها من الطاقة الكهربائية وتبدأ في الانخفاض. قارن الطاقة الكهروضوئية المتوقعة بتفاصيل كل ساعة مع الطلب المقابل على مكيف الهواء بتفاصيل كل ساعة بدلاً من مقارنة إجمالي استهلاك الطاقة اليومي بالكيلوواط/ساعة فقط. استخدم بيانات الإشعاع الشمسي بالساعة أو قم بإجراء محاكاة تفصيلية للموقع.

يُراعي تصميم المصفوفة العملي ظروف التشغيل في ضوء الشمس الخافت وفقدان الطاقة في الكابلات. يجب أن تبقى الوحدات ضمن حدود جهد وتيار دخل مكيف الهواء في كل من الظروف الباردة والساخنة. إذا كان التصميم يتضمن وحدة تحكم MPPT أو عاكسًا منفصلاً، فيجب تنسيق نطاق تشغيله مع متطلبات مكيف الهواء ذي التيار المستمر بدلاً من التعامل مع دائرة الخلايا الكهروضوئية كمصدر طاقة عام.

اختر نظام البطارية الاحتياطية بناءً على الراحة ومستوى المخاطرة.

يختلف احتياطي الطاقة عن قدرة توليد الطاقة

تُقاس طاقة البطارية بالكيلوواط/ساعة، بينما تُحدَّد قدرة تشغيل الضاغط بتيار التيار، وانخفاض الجهد، ونظام إدارة البطارية. قد تحتوي البطارية على طاقة اسمية كافية لعدة ساعات، ولكنها قد تفصل عند بدء تشغيل الضاغط إذا كان حد التيار الأقصى لنظام إدارة البطارية منخفضًا جدًا أو كان طول الكابل غير مناسب.

حدد فترة النسخ الاحتياطي المطلوبة وارتفاع درجة الحرارة الداخلية المقبول. ثم احسب الطاقة القابلة للاستخدام بعد حساب عمق التفريغ، ودرجة الحرارة، وكفاءة التحويل، والاحتياطي اللازم للأحمال الحرجة الأخرى. يجب فحص بطاريات الليثيوم للتأكد من حدود الشحن والتفريغ عند درجة الحرارة المتوقعة. يجب أن يوفر نظام قطع التيار عند انخفاض الجهد احتياطيًا كافيًا لمنع محاولات إعادة تشغيل الضاغط المتكررة.

استخدم التحكم الذكي في الطاقة كقاعدة تشغيلية

حدد كيفية تحديد أولويات الطاقة

لا تُعدّ أنظمة التحكم الذكية في الطاقة ذات قيمة إلا عند تحديد أولوياتها. فقد يُفضّل مشروعٌ ما استخدام الطاقة الشمسية الكهروضوئية المباشرة للتبريد، وطاقة البطاريات في حالات الغيوم القصيرة، ومدخلات التيار المتردد عندما ينخفض ​​مستوى الطاقة الاحتياطية إلى حدٍّ أدنى. بينما قد يُفضّل موقعٌ آخر الاحتفاظ بالبطارية للاستخدام الليلي، والسماح بنطاق أوسع لدرجة الحرارة الداخلية خلال فترة ما بعد الظهر.

أدرج هذه الأولويات في إعدادات التشغيل وتعليمات المستخدم. يشمل ذلك تأخير إعادة التشغيل، والحد الأدنى لحالة شحن البطارية، وسلوك تحويل التيار المتردد، والإنذارات. يمكن لاستراتيجية تحكم تحمي البطارية أن تسمح بارتفاع مؤقت في درجة الحرارة؛ بينما قد تستهلك استراتيجية تركز فقط على الراحة الطاقة الاحتياطية بسرعة كبيرة بالنسبة لموقع خارج الشبكة.

تفاصيل التثبيت التي تحدد الأداء الحقيقي

تدفق الهواء وتوجيه الأسلاك الكهربائية

يجب أن تتمتع الوحدة الخارجية بمساحة كافية لتصريف الحرارة، بينما يجب أن تتمتع الوحدة الداخلية بتوزيع هواء مناسب وتصريف فعال للمكثفات. يؤدي تعرض الملف الخارجي لأشعة الشمس المباشرة، وإعادة تدوير الهواء الساخن، واتساخ المرشحات، وانسداد المكثف إلى زيادة كبيرة في عمل الضاغط. لذا، يجب ترك مساحة كافية للصيانة وتوفير وسائل تنظيف المرشحات والملفات.

فيما يخص التيار المستمر، وجّه الكابلات بعيدًا عن الحواف الحادة ومصادر الحرارة، واستخدم عوازل وصمامات مصممة للتيار المستمر، واحمِ فرع البطارية من قصر الدائرة. تحقق من القطبية قبل تشغيل الطاقة. قد تفقد الكابلات الطويلة ذات الجهد المنخفض جهدًا كبيرًا، لذا قِس الجهد عند أطراف مكيف الهواء أثناء تشغيل الضاغط، وليس فقط عند البطارية.

اختبارات التشغيل قبل التسليم

اختبر التحولات، وليس التبريد المستمر فقط

يجب أن تشمل عملية التشغيل التجريبي تشغيل النظام بالطاقة الشمسية فقط، والتحويل من الطاقة الشمسية إلى التيار المتردد، وتفريغ البطارية، وإعادة تشغيل الضاغط، وظروف انخفاض الإشعاع الشمسي. سجّل جهد التيار المستمر، وتيار الإدخال، ومساهمة التيار المتردد، وحالة شحن البطارية، ودرجة الحرارة الداخلية، ودرجة الحرارة الخارجية، وأحداث الإنذار. لا يمكن لعرض تجريبي مدته خمس دقائق أن يُظهر ما إذا كانت الوحدة ستظل مستقرة خلال فترة ما بعد الظهيرة الغائمة أو إعادة التشغيل ليلاً.

قارن التيار المقاس مع حسابات الكابلات والفيوزات والبطاريات. تأكد من أن وحدة التحكم أو العاكس لا يقطع التيار المتاح من الألواح الشمسية بشكل غير متوقع. تحقق من تصريف المكثفات، وتدفق الهواء، وإعدادات جهاز التحكم عن بُعد، وتسلسل إعادة التشغيل بعد إيقاف التشغيل الوقائي. احتفظ بالنتائج مع مخطط الأسلاك ورقم الطراز.

عندما يكون هذا التصميم المعماري مناسبًا

يُعدّ نظام التبريد الهجين ذو الصمامات المفرغة (AC/DC) مناسبًا تمامًا للمنازل الريفية، وملاجئ الاتصالات، والمتاجر الصغيرة، والمباني الزراعية، وغيرها، التي تعتمد على أنظمة تبريد تعمل بالطاقة الشمسية خلال النهار، وتوفر نظام تكييف احتياطي لمواجهة تقلبات الطقس. وهو غير مناسب للمواقع التي لا تتوفر فيها وسائل لتصريف الحرارة الخارجية داخل المبنى، أو المواقع التي تستخدم بطاريات ذات سعة غير كافية بشكل روتيني، أو المواقع التي لا يوفر فيها المقاول الكهربائي الحماية والمراقبة الكافية لنظام التيار المستمر.

بالنسبة للمشاريع الأكبر حجماً، ضع الوحدة داخل وحدة منسقة حلول الطاقة الشمسية يحدد ذلك سعة الألواح الكهروضوئية، واحتياطي البطارية، ومصدر الطاقة الاحتياطية، والمراقبة، وإمكانية الوصول إلى الخدمات. يجب اختيار المنتج بعد معرفة هذه الحدود، وليس استخدامه لإخفاء مشكلة غير محلولة في الحمل أو الأسلاك.

قائمة التحقق الخاصة بالمشتري للحصول على عرض سعر للمشروع

• الأساس الكهربائي: تأكيد مدخل التيار المستمر 24 فولت أو 48 فولت، والنطاق المسموح به، وجهد/تيار سلسلة الخلايا الكهروضوئية، واتجاه المصفوفة، والتظليل، وطول الكابل، وتركيب البطارية الكيميائي، وسعة الطاقة القابلة للاستخدام بالكيلوواط ساعة، وذروة التيار، وعمق التفريغ، وقطع الجهد المنخفض.
• مهمة التبريد: تحديد درجة الحرارة المحيطة التصميمية، ونقطة الضبط الداخلية، ومصادر حرارة الغرفة، وساعات التشغيل اليومية، والتغيرات المتوقعة في الإشغال، وارتفاع درجة الحرارة المقبول خلال فترات انخفاض النشاط الشمسي.
• التسليم والتشغيل: قائمة بمصدر الطاقة الاحتياطية للتيار المتردد، وأولوية التغيير، وأجهزة الإنذار، والمراقبة، والتصاريح، وإمكانية الوصول للصيانة، والسجلات المطلوبة للخلايا الكهروضوئية، والبطارية، وإعادة تشغيل الضاغط، ودرجة الحرارة، وتصريف المكثفات.

الأسئلة المتداولة

هل يمكن تشغيل مكيف هواء يعمل بالطاقة الشمسية بجهد 24 فولت أو 48 فولت بدون بطارية؟

يمكن استخدام الطاقة الشمسية الكهروضوئية مباشرةً عندما يكون الجهد والتيار المتاحان ضمن حدود النموذج، ولكن قد تعيق الغيوم والإشعاع الشمسي في وقت متأخر من اليوم التشغيل. يلزم وجود بطارية أو مصدر طاقة احتياطي للتيار المتردد عند الحاجة إلى تبريد مستمر.

ما مقدار الطاقة الشمسية الكهروضوئية اللازمة لهذا النوع من مكيفات الهواء؟

تعتمد الإجابة على متطلبات التبريد، والمناخ، وساعات التشغيل، واتجاه الألواح الشمسية، واستراتيجية البطاريات. حدد الحجم بناءً على الحمل الساعي والبيانات الشمسية، ثم تحقق من حدود جهد وتيار دخل المنتج.

ما هي المخاطر الرئيسية للتركيب؟

قد يكون تيار التيار المستمر ذو الجهد المنخفض مرتفعًا، خاصةً في نظام 24 فولت. يمكن أن تتسبب الكابلات ذات القطر الصغير، والوصلات غير المناسبة، والصمامات غير الصحيحة، وانخفاض الجهد في حدوث انقطاعات أو ارتفاع درجة الحرارة حتى عند اختيار مكيف الهواء بشكل صحيح.

في أقرب وقت

تقوم شركة Soonest بتطوير وتوريد منتجات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، والمحولات، والبطاريات، وأنظمة تكييف الهواء بالطاقة الشمسية للتطبيقات خارج الشبكة والتطبيقات الهجينة. مكيف هواء شمسي هجين يعمل بأنابيب مفرغة، يعمل بتيار متردد/مستمر يُعد هذا المنتج أحد الخيارات المتاحة ضمن هذا النطاق. تُشرح إمكانيات الشركة، ودعم تصنيع المعدات الأصلية/تصميم المعدات الأصلية، ونطاق الخدمة في صفحة "نبذة عنا" قريباً.