Por qué la refrigeración híbrida CA/CC necesita un diseño de sistema

Un aire acondicionado solar puede reducir la demanda de la red eléctrica durante el día, pero el resultado depende de cómo se ajuste la carga de refrigeración a la producción solar. Acondicionador de aire solar híbrido CA/CC con tubos de vacío Se describe para funcionamiento a 24 V o 48 V CC, entrada para panel solar, control de potencia inteligente y respaldo de batería opcional. Estas funciones lo convierten en un componente de sistema en lugar de un aparato independiente.

La demanda de refrigeración varía según la hora. Una habitación puede necesitar su máxima potencia una vez que el techo ya se ha calentado, mientras que la producción solar alcanza su pico antes o después, dependiendo de la orientación. Por lo tanto, el diseño requiere un perfil de carga, una estimación de la energía solar en las ventanas y una regla clara sobre qué sucede cuando la potencia fotovoltaica es inferior a la demanda del compresor y el ventilador.

Cómo funciona la arquitectura de corriente alterna/continua con tubos de vacío

Entrada de CC directa y soporte para CA híbrida

En los sistemas convencionales, la energía fotovoltaica se suministra al aire acondicionado a través del inversor. Un aire acondicionado híbrido con capacidad de CC puede funcionar con CC proveniente de la energía fotovoltaica mientras sigue suministrando CA al edificio. La menor conversión durante las buenas condiciones solares se compensa con los parámetros de diseño adicionales de voltaje, polaridad, protección y cableado que ahora se transfieren del inversor a la instalación del aire acondicionado.

Un sistema de 24 V y uno de 48 V suministran la misma potencia con corrientes diferentes. Por ejemplo, 2400 W a 24 V requieren aproximadamente 100 A antes de pérdidas, mientras que la misma potencia a 48 V requiere aproximadamente 50 A. Una corriente menor reduce el tamaño del cable y la caída de tensión, pero la batería y el controlador deben ser compatibles con la tensión seleccionada. Confirme el rango exacto de modelos antes de finalizar el diseño del sistema fotovoltaico y la batería.

Empiece por la habitación y el clima, no por la potencia del panel.

Calcular el calor sensible y latente.

Registre la temperatura exterior de diseño, el punto de ajuste interior, el patrón de ocupación, la orientación de las ventanas, el aislamiento y las horas de funcionamiento previstas. Para un taller o local comercial, incluya las aperturas de puertas y el calor generado por los equipos. Un sobredimensionamiento puede provocar ciclos cortos y una deshumidificación deficiente; un sobredimensionamiento puede hacer que el compresor funcione continuamente y agote la batería antes de lo previsto.

Adaptar la producción fotovoltaica al programa de refrigeración.

La ventana solar no es lo mismo que la ventana caliente.

La potencia de salida de los paneles fotovoltaicos varía según la irradiancia, la temperatura, la sombra que proyectan y la orientación del conjunto fotovoltaico. La carga de refrigeración aumenta por la tarde cuando una pared exterior orientada al oeste se calienta, mientras que un conjunto fotovoltaico mal orientado ya ha alcanzado su máxima potencia eléctrica y comienza a disminuir su producción. Compare la potencia fotovoltaica prevista con la demanda del aire acondicionado correspondiente, también con detalle horario, en lugar de comparar únicamente los totales diarios de kWh. Utilice datos de radiación solar por hora o realice una simulación detallada del emplazamiento.

Un diseño práctico de la instalación contempla la posibilidad de operar con luz solar débil y compensar las pérdidas de cableado. Los módulos deben mantenerse dentro de los límites de voltaje y corriente de entrada del aire acondicionado, tanto en condiciones de frío como de calor. Si el diseño incluye un controlador MPPT o inversor independiente, coordine su rango de operación con los requisitos del aire acondicionado de CC, en lugar de tratar el circuito fotovoltaico como una fuente genérica.

Elija la batería de respaldo según la comodidad y el riesgo.

La reserva de energía y la capacidad de potencia son diferentes.

La energía de la batería se mide en kWh, mientras que la capacidad de arrancar y hacer funcionar el compresor está limitada por la corriente, la caída de tensión y el sistema de gestión de la batería. Una batería puede contener suficiente energía nominal para varias horas, pero aun así desconectarse al arrancar el compresor si el límite de corriente máxima del sistema de gestión de la batería es demasiado bajo o el cable es de calibre insuficiente.

Defina el período de respaldo requerido y el aumento de temperatura interior aceptable. Luego, calcule la energía útil después de la descarga, considerando la temperatura, la eficiencia de conversión y la reserva para otras cargas críticas. Se deben verificar los límites de carga y descarga de las baterías de litio a la temperatura prevista. El interruptor de corte por bajo voltaje debe dejar suficiente reserva para evitar intentos repetidos de reinicio del compresor.

Utilice el control inteligente de potencia como regla de funcionamiento.

Decide cómo se prioriza el poder.

El control inteligente de la energía solo es valioso cuando se definen sus prioridades. Un proyecto puede preferir la energía fotovoltaica directa para la refrigeración, la energía de la batería para periodos cortos de nubosidad y la entrada de corriente alterna cuando la reserva alcanza un umbral bajo. Otro emplazamiento puede reservar la batería para su uso nocturno y permitir un rango de temperatura interior más amplio durante la tarde.

Incluya estas prioridades en la configuración de puesta en marcha y en las instrucciones de operación. Incluya el retardo de reinicio, el estado mínimo de carga de la batería, el comportamiento de conmutación a CA y las alarmas. Una estrategia de control que proteja la batería puede permitir un aumento temporal de la temperatura; una estrategia centrada únicamente en la comodidad puede consumir la reserva demasiado rápido para un emplazamiento aislado de la red eléctrica.

Detalles de instalación que determinan el rendimiento real

Flujo de aire y enrutamiento eléctrico

La unidad exterior debe tener espacio suficiente para disipar el calor, mientras que la unidad interior debe contar con una distribución de aire y un drenaje de condensado adecuados. La exposición directa al sol sobre la serpentina exterior, la recirculación de aire caliente, los filtros sucios y la obstrucción del condensador aumentarán considerablemente el trabajo del compresor. Se debe dejar espacio libre para el mantenimiento y prever la limpieza de los filtros y las serpentinas.

En el lado de CC, aleje los cables de bordes afilados y fuentes de calor, utilice aisladores y fusibles con clasificación de CC y proteja el circuito de la batería contra cortocircuitos. Verifique la polaridad antes de conectar la alimentación. Los tramos largos de bajo voltaje pueden provocar una pérdida significativa de voltaje, por lo que debe medir el voltaje en los terminales del aire acondicionado mientras el compresor está en funcionamiento, no solo en la batería.

Pruebas de puesta en marcha antes de la entrega

Prueba las transiciones, no solo el enfriamiento constante.

La puesta en marcha debe incluir el funcionamiento solo con energía fotovoltaica, la transición de energía fotovoltaica a corriente alterna, la descarga de la batería, el reinicio del compresor y condiciones de baja radiación solar. Registre el voltaje de CC, la corriente de entrada, la contribución de CA, el estado de carga de la batería, la temperatura interior, la temperatura exterior y los eventos de alarma. Una demostración de cinco minutos no permite determinar si la unidad se mantendrá estable durante una tarde nublada o un reinicio nocturno.

Compare la corriente medida con los cálculos del cable, el fusible y la batería. Verifique que el controlador o inversor no satura la energía fotovoltaica disponible de forma inesperada. Confirme el drenaje del condensado, el flujo de aire, la configuración del control remoto y la secuencia de reinicio tras una parada de seguridad. Guarde los resultados junto con el diagrama de cableado y el número de modelo.

Cuando esta arquitectura sea adecuada

El sistema híbrido de CA/CC con tubos de vacío es ideal para cabañas, refugios de telecomunicaciones, viviendas rurales, pequeños comercios, edificios agrícolas, etc., que cuentan con refrigeración diurna mediante energía fotovoltaica y respaldo de CA para épocas de clima variable. No es adecuado para lugares donde no hay forma de disipar el calor exterior al interior del edificio, lugares con baterías de tamaño insuficiente y lugares donde la CC no está debidamente protegida y supervisada por el electricista.

Para proyectos más grandes, coloque la unidad dentro de un conjunto coordinado. solución de energía solar Esto define la capacidad fotovoltaica, la reserva de la batería, la fuente de respaldo, la monitorización y el acceso al servicio. El producto debe seleccionarse una vez que se conozcan estos límites, y no utilizarse para ocultar un problema de carga o cableado sin resolver.

Lista de verificación del comprador para una cotización de proyecto

• Base eléctrica: confirmar entrada de CC de 24 V o 48 V, rango permitido, voltaje/corriente de la cadena fotovoltaica, orientación del conjunto, sombreado, longitud del cable, química de la batería, kWh utilizables, corriente pico, profundidad de descarga y corte por bajo voltaje.
• Función de refrigeración: indicar la temperatura ambiente de diseño, el punto de ajuste interior, las fuentes de calor de la habitación, las horas de funcionamiento diarias, los cambios previstos en la ocupación y el aumento de temperatura aceptable durante los períodos de baja radiación solar.
• Entrega y puesta en marcha: listar la fuente de alimentación de respaldo de CA, la prioridad de conmutación, las alarmas, la monitorización, las autorizaciones, el acceso para mantenimiento y los registros necesarios para el sistema fotovoltaico, la batería, el reinicio del compresor, la temperatura y el drenaje de condensado.

Preguntas frecuentes

¿Puede funcionar un aire acondicionado solar de 24 V o 48 V sin batería?

Puede utilizar energía fotovoltaica directa cuando la tensión y la corriente disponibles se mantienen dentro de los límites del modelo, pero las nubes y la irradiancia del final del día pueden interrumpir su funcionamiento. Se necesita una batería o una fuente de alimentación de respaldo de CA cuando se requiere refrigeración continua.

¿Cuánta potencia fotovoltaica se necesita para este tipo de aire acondicionado?

La respuesta depende de la carga de refrigeración, el clima, las horas de funcionamiento, la orientación de los paneles fotovoltaicos y la estrategia de baterías. Para dimensionar el sistema, se debe considerar la carga horaria y el perfil solar, y luego verificar los límites de voltaje y corriente de entrada del producto.

¿Cuál es el principal riesgo de la instalación?

La corriente continua de bajo voltaje puede ser elevada, especialmente en un sistema de 24 V. Los cables de calibre insuficiente, las malas conexiones, los fusibles incorrectos y las caídas de tensión pueden provocar desconexiones o sobrecalentamiento, incluso cuando el aire acondicionado está correctamente seleccionado.

Sobre lo antes

Soonest desarrolla y suministra productos fotovoltaicos, inversores, baterías y sistemas de aire acondicionado solar para aplicaciones híbridas y fuera de la red. Acondicionador de aire solar híbrido CA/CC con tubos de vacío es una opción de producto dentro de esa gama. Las capacidades de la empresa, el soporte OEM/ODM y el alcance del servicio se describen en el Próximamente, página "Acerca de nosotros".