آشنایی با تهویه مطبوع خورشیدی
سیستم های تهویه مطبوع سنتی (AC) ، در حالی که برای راحتی ضروری است ، از اهمیت زیادی برخوردار است تأثیرات زیست محیطی بشر آنها مقدار زیادی برق مصرف می کنند ، که اغلب با سوزاندن سوخت های فسیلی تولید می شود و به انتشار گازهای گلخانه ای و تغییرات آب و هوا کمک می کند. مبردهای مورد استفاده در واحدهای قدیمی تر ، مانند هیدروفلوروکربن ها (HFCS) نیز گازهای گلخانه ای قوی هستند. این مصرف انرژی زیاد باعث ایجاد شبکه های برق ، به ویژه در هنگام استفاده از اوج در روزهای گرم می شود.
تهویه مطبوع خورشیدی با استفاده از قدرت خورشید برای خنک کردن خانه ها و ساختمانها ، یک جایگزین پایدار ارائه می دهد. این امر به طور مستقیم با کاهش اعتماد به شبکه و کاهش ردپای کربن ، به مسائل مربوط به محیط زیست و انرژی مربوط به AC معمولی می پردازد. با افزایش دمای جهانی و افزایش تقاضا برای محلول های خنک کننده ، نیاز به گزینه های کارآمد و سازگار با محیط زیست مانند خورشیدی AC از همیشه بسیار مهم تر می شود. بازار راه حل های خنک کننده با کارآیی انرژی ، یک افزایش بزرگ را تجربه می کند ، که ناشی از نگرانی های زیست محیطی و تمایل به صرفه جویی در هزینه است.
تهویه مطبوع خورشیدی چگونه کار می کند
تهویه هوا خورشیدی برای تأمین انرژی فرآیند خنک کننده از انرژی خورشیدی استفاده کنید. این انرژی را می توان از چند طریق ضبط و تبدیل کرد.
قدرت فتوولتائیک (PV)
معمولاً از AC های خورشیدی استفاده می کنند پانل های فتوولتائیک (PV) ، که همان پانل هایی هستند که برای انرژی خورشیدی مسکونی استفاده می شوند. این پانل ها حاوی سلولهای فتوولتائیک که نور خورشید را مستقیماً به جریان مستقیم (DC) برق این قدرت DC سپس می تواند از یکی از دو روش استفاده شود:
-
می تواند به جریان متناوب (AC) برق با استفاده از یک اینور برای تأمین یک واحد استاندارد AC.
-
با کارآمدتر ، می تواند به طور مستقیم یک واحد خاص AC را که برای اجرای بر روی برق DC طراحی شده است ، تأمین کند.
رویکرد حرارتی خورشیدی
روش دیگری ، کمتر متداول شامل می شود جمع کننده های حرارتی خورشیدی بشر این کلکسیونرها از گرمای خورشید برای تأمین قدرت نوع دیگری از سیستم خنک کننده استفاده می کنند. یک مایع در داخل جمع کننده توسط خورشید گرم می شود و سپس این گرما در فرآیندی به نام استفاده می شود سرمازدگی برای ایجاد یک اثر خنک کننده. این سیستم در کاربردهای تجاری بزرگ رایج تر است اما برای مصارف مسکونی کمتر مناسب است.
در هر دو مورد ، اصل اساسی استفاده از انرژی فراوان از خورشید برای جبران یا جایگزینی کامل برق مورد نیاز برای اجرای کمپرسور و فن ها در یک واحد تهویه مطبوع است. این بدان معناست که سیستم در هنگام نیاز به بیشتر در روزهای گرم و آفتابی بهترین کار را انجام می دهد.
انواع تهویه هوا خورشیدی
سه نوع اصلی تهویه مطبوع خورشیدی وجود دارد که هر کدام دارای فناوری و برنامه های خاص خود هستند.
تهویه مطبوع خورشیدی فتوولتائیک (PV)
اینها محبوب ترین و گسترده ترین نوع هستند. آنها استفاده می کنند پانل های فتوولتائیک (PV) برای تولید برق ، که در آن زمان یک تهویه مطبوع سنتی را قدرت می دهد.
-
چگونه آنها کار می کنند: پانل های PV برق DC را تولید می کنند. این یا مستقیماً به یک واحد AC سازگار با DC تغذیه می شود یا از طریق اینورتر ارسال می شود تا برای یک واحد استاندارد به برق AC تبدیل شود.
-
مزایای: آنها همه کاره هستند و می توانند در سیستم های انرژی خورشیدی موجود ادغام شوند. انرژی اضافی تولید شده اغلب می تواند از طریق شبکه به فروش برسد اندازه گیری خالص ، بازده سرمایه گذاری خود را.
-
مضرات: یک سیستم کاملاً خارج از شبکه برای ذخیره انرژی برای استفاده در شب یا روزهای ابری نیاز به یک بانک باتری دارد که می تواند گران باشد. بدون باتری ، سیستم در صورت کم بودن تولید خورشیدی به برق متکی است.
تهویه مطبوع حرارتی خورشیدی
این سیستم ها به جای نور آن از گرمای خورشید استفاده می کنند تا اثر خنک کننده ایجاد کنند.
-
چگونه آنها کار می کنند: جمع کننده های حرارتی خورشیدی ، که شبیه به آبگرمکن های خورشیدی است ، یک مایع را گرم کنید. این مایع گرم فرایندی را که به آن معروف است هدایت می کند سرمازدگی ، جایی که مبرد جوشانده ، متراکم شده و برای خنک کردن هوا گسترش می یابد. تنوع دیگر این است خنک کننده خشک کن ، که از یک ماده جذب کننده رطوبت (خشک کن) که توسط گرمای خورشیدی بازسازی می شود برای کاهش و خنک کردن هوا استفاده می کند.
-
مزایای: آنها از یک فرآیند حرارتی مستقیم و حرارتی استفاده می کنند که می تواند برای خنک کننده بسیار کارآمد باشد و حتی می تواند آب گرم را تأمین کند. آنها از شبکه به برق تکیه نمی کنند.
-
مضرات: این سیستم ها پیچیده ، حجیم و به طور کلی برای نصب هستند. آنها همچنین برای کاربردهای مسکونی کمتر رایج هستند.
تهویه مطبوع خورشیدی ترکیبی
این سیستم ها بهترین های هر دو جهان را با هم ترکیب می کنند و انعطاف پذیری و بهره وری افزایش یافته را ارائه می دهند.
-
چگونه آنها کار می کنند: سیستم های هیبریدی می توانند در طول روز بر روی انرژی خورشیدی (یا PV یا حرارتی) کار کنند و در صورت تابش خورشید ، یکپارچه به برق شبکه تغییر دهند.
-
مزایا: این تنظیمات فراهم می کند استقلال انرژی در ساعات اوج آفتاب ، به طور قابل توجهی صورتحساب برق را کاهش می دهد ، ضمن اینکه از خنک کننده مداوم ، حتی در شب اطمینان می یابد. بسیاری از واحدهای هیبریدی دارای فناوری هوشمند هستند که انرژی خورشیدی را در اولویت قرار می دهد و فقط به عنوان یک نسخه پشتیبان از شبکه استفاده می کند. این امر آنها را برای آب و هوایی که خنک کننده شب نیز یک ضرورت است ، ایده آل می کند.
مزایای تهویه هوا خورشیدی
تهویه مطبوع خورشیدی طیف وسیعی از مزایا را فراهم می کند که فراتر از خنک کردن یک فضا است.
-
صرفه جویی در هزینه: فوری ترین و ملموس ترین مزیت کاهش قابل توجهی در صورتحساب برق است. در طول داغترین ، آفتابی ترین قسمت های روز که یک واحد AC معمولی بیشترین میزان قدرت و میزان آب و برق را در بالاترین حد خود جلب می کند ، یک سیستم AC خورشیدی می تواند با هزینه کمی و بدون هزینه کار کند. در بعضی موارد ، با یک سیستم شبکه گره خورده ، حتی می توانید انرژی اضافی را از طریق آن به شبکه بفروشید اندازه گیری خالص ، ایجاد اعتبار در قبض ابزار خود. این منجر به طولانی مدت می شود بازده سرمایه گذاری (ROI) ، اغلب در طی یک دوره چندین سال هزینه خود را پرداخت می کند.
-
تأثیر محیطی: این سیستم ها با استفاده از انرژی خورشیدی تجدید پذیر ، به طور چشمگیری اعتماد به سوخت های فسیلی را کاهش می دهند. این مستقیماً خانه شما را پایین می آورد ردپای کربن و به کاهش انتشار کلی گازهای گلخانه ای کمک می کند. این یک گام اساسی در جهت ارتقاء آینده انرژی پایدار و پاک تر است.
-
استقلال انرژی: خورشیدی AC وابستگی شما به شبکه ابزار عمومی را کاهش می دهد. این نه تنها احساس خودکفایی را فراهم می کند بلکه باعث افزایش مقاومت شما در هنگام قطع برق می شود. با داشتن یک سیستم پشتیبان باتری ، می توانید خنک کننده را حتی اگر بقیه محله بدون برق باشد ، حفظ کنید.
-
مشوق ها و تخفیف های دولت: بسیاری از دولت ها در سطح فدرال ، ایالتی و محلی مشوق های مالی را برای تشویق اتخاذ فن آوری های انرژی تجدید پذیر ارائه می دهند. اینها می توانند شامل شوند اعتبار مالیاتی ، تخفیف ها و کمک های مالی که به طور قابل توجهی هزینه اولیه نصب را جبران می کنند. این برنامه ها تهویه مطبوع خورشیدی را در دسترس تر و مقرون به صرفه تر می کند.
عواملی که باید هنگام انتخاب تهویه هوا خورشیدی در نظر بگیرید
انتخاب سیستم AC خورشیدی مناسب برای اطمینان از عملکرد بهینه و حداکثر پس انداز ، نیاز به بررسی دقیق چندین عامل کلیدی دارد.
-
آب و هوا: آب و هوای محلی یک عامل مهم است. در مناطق گرم و آفتابی ، یک واحد خورشیدی با بالاترین راندمان خود فعالیت می کند. برای مناطقی که دارای پوشش ابر زیادی یا رطوبت شدید است ، یک سیستم ترکیبی با پشتیبان گیری از شبکه یا یک روش که از روش خنک کننده خشک کن استفاده می کند ممکن است مؤثرتر باشد.
-
بهره وری انرژی: درست مانند AC سنتی ، درک رتبه کارآیی یک واحد خورشیدی مهم است. در نسبت بهره وری انرژی فصلی (SEER) یک معیار استاندارد برای تهویه هوا است. امتیاز SEER بالاتر یک واحد کارآمدتر را نشان می دهد ، به این معنی که برای کار با پانل های خورشیدی به انرژی کمتری نیاز دارد و منجر به صرفه جویی در هزینه بیشتر و عملکرد بهتر می شود.
-
اندازه سیستم: اندازه گیری صحیح سیستم بسیار مهم است. یک واحد کم اندازه برای خنک کردن فضا تلاش خواهد کرد ، در حالی که یک واحد بزرگ بیش از حد به طور مکرر چرخه و خاموش می شود و منجر به ناکارآمدی و ناراحتی احتمالی می شود.
-
برای تعیین اندازه مناسب ، باید برای فضایی که می خواهید خنک شود ، نیاز BTU (واحد حرارتی انگلیس) را محاسبه کنید. یک قاعده کلی انگشت شست 20 BTU در هر فوت مربع است. به عنوان مثال ، یک اتاق 1000 متر مربع به یک واحد 20،000 BTU نیاز دارد.
-
اندازه آرایه PV نیز توسط وات واحد AC و میزان اوج ساعات خورشید در منطقه شما تعیین می شود.
-
-
بودجه: در حالی که هزینه اولیه یک سیستم AC خورشیدی بالاتر از یک واحد معمولی است ، نگاه کردن به پس انداز طولانی مدت مهم است. هزینه کل تجهیزات ، نصب و هرگونه گزینه بالقوه تأمین مالی یا مشوق های دولت را در نظر بگیرید. کاهش طولانی مدت صورتحساب ابزار اغلب می تواند سرمایه گذاری اولیه را ارزشمند کند.
نصب و نگهداری
نصب مناسب و نگهداری روتین برای اطمینان از ماندگاری و عملکرد اوج سیستم تهویه مطبوع خورشیدی شما ضروری است.
-
فرآیند نصب: نصب یک سیستم خورشیدی AC یک فرآیند چند مرحله ای است که باید توسط یک نصب کننده واجد شرایط خورشیدی AC انجام شود. به طور معمول شامل:
-
ارزیابی سایت برای تعیین بهترین مکان برای پانل های خورشیدی ، با توجه به قرار گرفتن در معرض آفتاب و فضای سقف.
-
پانل های فتوولتائیک را روی سقف یا روی یک قفسه نصب شده در زمین نصب کنید.
-
نصب واحدهای AC داخلی و خارجی.
-
اتصال پانل های خورشیدی به واحد AC ، که ممکن است بسته به نوع سیستم ، یک اینورتر و یک باتری را شامل شود.
-
تکمیل کلیه سیم کشی الکتریکی لازم و تست سیستم نهایی برای اطمینان از عملکرد صحیح همه چیز.
-
-
نکات مربوط به نگهداری: سیستم های AC خورشیدی عموماً کم نظیر هستند ، اما نگهداری منظم لازم است.
-
پانل های خورشیدی: پانل ها را تمیز نگه دارید. گرد و غبار ، گرده و آوار می تواند کارایی آنها را کاهش دهد. یک شستشوی ساده با شیلنگ اغلب کافی است.
-
فیلترهای هوا: فیلترهای هوا را هر 1-3 ماه ، درست همانطور که می خواهید با یک واحد سنتی AC ، تمیز یا جایگزین کنید تا از جریان هوا و عملکرد بهینه اطمینان حاصل شود.
-
واحد در فضای باز: واحد کمپرسور در فضای باز را از برگ ، چمن و سایر انسداد نگه دارید.
-
چک های حرفه ای: بازرسی حرفه ای سالانه برای بررسی اتصالات الکتریکی ، سطح مبرد و سلامت کلی سیستم توصیه می شود.
-
مطالعات موردی و نمونه های دنیای واقعی
در سراسر جهان ، سیستم های تهویه مطبوع خورشیدی ارزش خود را در هر دو تنظیمات مسکونی و تجاری اثبات می کنند و صرفه جویی قابل توجهی در انرژی و مزایای زیست محیطی را نشان می دهند.
خانه های مسکونی
در خانه ای در آب و هوای گرم ، یک سیستم مینی تقسیم خورشیدی ترکیبی برای خنک کردن یک پسوند جدید نصب شده است. در روزهای اوج تابستان ، صاحبان خانه گزارش دادند که واحد AC به طور کامل بر روی انرژی خورشیدی اجرا می شود و در نتیجه افت چشمگیر صورتحساب ماهانه برق آنها ایجاد می شود. توانایی سیستم برای ترسیم از شبکه در روزهای ابری یا شب ، راحتی مداوم را بدون نیاز به یک بانک باتری گران قیمت فراهم می کند.
کابین های خارج از شبکه
یک کابین خارج از شبکه در یک مکان از راه دور از یک سیستم خورشیدی کاملاً خودکفا استفاده می کرد. این سیستم ، که توسط یک بانک خورشیدی و یک سیستم ذخیره سازی باتری تهیه شده است ، در طول روز و عصر خنک کننده قابل اعتماد را فراهم می کند. این امر به صاحبان این امکان را می داد تا از راحتی مدرن و بدون هیچ ارتباطی به یک شبکه سنتی قدرت لذت ببرند و پتانسیل سیستم را برای درست برجسته کنند استقلال انرژی .
برنامه های تجاری
یک ساختمان اداری کوچک یک سیستم چیلر جذب حرارتی خورشیدی نصب کرده است. این ساختمان با استفاده از گرمای خورشید برای تأمین انرژی سیستم خنک کننده ، میزان مصرف برق مربوط به خنک کننده خود را به شدت کاهش داده و منجر به کاهش قابل توجهی در هزینه های عملیاتی و کاهش تأثیر محیطی آن می شود. این مثال مقیاس پذیری و اثربخشی AC خورشیدی را برای ساختمانهای بزرگتر و غیر مسکونی نشان می دهد.
آینده تهویه هوا خورشیدی
صنعت تهویه مطبوع خورشیدی به سرعت در حال تحول است ، با فن آوری ها و نوآوری های جدید نویدبخش و قابلیت دسترسی بیشتر.
-
فن آوری های نوظهور: آینده AC خورشیدی شامل پیشرفت در زمینه های مختلف است.
-
پانل های PV نسل بعدی: پانل های فتوولتائیک کارآمدتر در حال توسعه هستند که به سیستم ها اجازه می دهد تا از یک سطح کوچکتر قدرت بیشتری تولید کنند.
-
سیستم های هیبریدی پیشرفته: واحدهای ترکیبی باهوش تر می شوند فناوری اینورتر این می تواند یکپارچه انرژی خورشیدی و شبکه را برای حداکثر کارایی مخلوط کند.
-
ذخیره حرارتی: نوآوری در مواد ذخیره سازی حرارتی امکان ذخیره گرمای خورشیدی را به طور مؤثر برای خنک کننده شب بدون نیاز به بانک های بزرگ باتری امکان پذیر می کند.
-
کنترل های هوشمند و ادغام هوش مصنوعی: سیستم های آینده احتمالاً شامل کنترل های هوشمند و هوش مصنوعی پیچیده تر خواهند بود و به آنها امکان می دهد عادات کاربر را بیاموزند و عملیات را برای بهینه سازی راحتی و صرفه جویی در مصرف انرژی به طور خودکار تنظیم کنند.
-
-
نقش در پایداری جهانی: همانطور که جهان به دنبال راه هایی برای مقابله با تغییرات آب و هوایی است ، تهویه مطبوع خورشیدی برای ایفای نقش اساسی است. آژانس بین المللی انرژی رشد گسترده ای در تقاضای جهانی AC را برجسته کرده و افزایش قابل توجهی در مصرف انرژی را نشان می دهد. با تهیه یک محلول خنک کننده تمیز و کارآمد ، خورشیدی AC می تواند بدون تشدید مشکلات آب و هوایی به برآورده کردن این تقاضا کمک کند. این یک مؤلفه اصلی در انتقال گسترده تر به انرژی تجدید پذیر و تلاش جهانی برای دستیابی اهداف پایداری $ .
