EN
Quick Links
Повечето централни климатични системи работят между 3 и 5 киловата, когато са в оперативна фаза, но прозоречните устройства обикновено изискват много по-малко енергия, около половин киловат до 1,5 киловата, в зависимост от размера им и колко ефективно са произведени. Например стандартна централна клима с мощност 24 000 BTU обикновено използва около 4 кВт от мрежата, докато по-малките прозоречни устройства с 12 000 BTU обикновено използват приблизително 1,2 кВт според данни от Energy Star за 2023 г. Разбирането на тези основни изисквания към електрозахранването става наистина важно, когато се определя какъв размер на резервните батерии ще е най-подходящ за домовете, които използват алтернативни източници на енергия.
Когато климатиците първо се включат, те всъщност имат нужда от около три пъти повече електричество в сравнение с нормалното си потребление. Вземете например стандартна централна единица от 4 kW – тя може да достигне чак до 12 kW само за да задвижи голямата компресорна инсталация от неподвижно състояние. Резервните системи за захранване с батерии срещат реално предизвикателство тук, защото те трябва да поемат тези внезапни енергийни натоварвания, без да позволят напрежението да падне твърде ниско, което би довело до неочаквано изключване на всичко. Затова дори инверторите често да се рекламират като издръжливи към 10 kW постоянно, много собственици на жилища ги намират за непригодни при изправянето пред тези кратки, но интензивни върхове от 12 kW, които идват от техните климатици с капацитет 3 тони при стартиране.
Батерийният системен блок трябва да осигури и двете:
| Тип АС | Време на работа на 10 kWh батерия | Минимална мощност на инвертора |
|---|---|---|
| Централизиран (4 kW) | 1,5–2,5 часа | 5 kW непрекъснато |
| Прозорец (1,2 kW) | 6–8 часа | 2 kW непрекъснато |
Ограниченията на дълбочината на изтощване (DoD) намаляват полезната мощност – литиево-йонните батерии обикновено позволяват 90% DoD, което означава, че един 10 kWh агрегат осигурява около 9 kWh за товари от променлив ток (AC).
Според проучване, публикувано в Cleantechnica още през 2025 г., което разглежда домове, построени да издържат на бури, стандартна инсталация със соларна батерия от 10 kWh може да захрани типичен климатик от 3 тона за около час при прекъсване на захранването, ако използваме интелигентни методи за управление на натоварването. Искате ли по-дълго време на работа? Е, хората обикновено се нуждаят от презареждане на батериите чрез слънчеви панели или монтиране на допълнителни батерийни блокове, за да могат системите да работят значително по-дълго време. Ключовият момент тук е съпоставянето на капацитета на нашите енергийни съхранения с вида на местното време, което всъщност преживяваме. Например, домовете, намиращи се в райони, склонни към чести вълни от високи температури, вероятно трябва да се замислят за инвестиция в системи с капацитет около 20 kWh или дори по-големи, за да останат хладни при неочаквани температурни скокове.
При избор на опция за резервно захранване, повечето собственици на жилища трябва да изберат между защита само на основни нужди или захранване на цялата къща. Основните нужди като запазване на храната студена, поддържане на комфортна температура и осветление обикновено изискват около 3 до 5 киловата електрическа мощност. Но ако някой желае да използва всички електрически уреди по време на прекъсване на тока, включително големите консуматори като електрически котлони и сушилни за дрехи, тогава ще се наложи да използва капацитет, който е от три до пет пъти по-голям в сравнение с този за основни нужди. Според различни проучвания в индустрията, приблизително седем от десет души в крайна сметка избират само частични системи за резервно захранване, поради цената и по-голямата ефективност на тези по-малки системи. Решенията за цялата къща обикновено се използват в райони, където често се случват продължителни прекъсвания на електрозахранването, продължаващи по няколко дни.
Получаването на точна картина за електрическата мощност означава събирането на консумацията при нормална работа и допълнителната мощност при стартиране за всяко важно електрическо устройство. Вземете например централната ви климатична система, която обикновено работи около 3,8 киловата, но може да достигне почти 11 kW при включване. Хладилникът използва между 150 и 400 вата, плюс онези LED крушки по около 10 вата всяка, без да споменаваме вентилатора на климатичната инсталация, който варира от 500 до 1200 вата в зависимост от условията. Когато се анализира действителното потребление на електроенергия по време на прекъсвания на тока, повечето собственици установяват чрез устройствата за наблюдение на енергията, че системите за отопление и охлаждане сами по себе си използват около 40 до 60 процента от общото потребление. Това прави тези системи най-важния фактор при планирането на решения за резервно захранване.
За 8–12 часа издръжливост, батерия от 15 kWh с протоколи за ограничаване на натоварването може да осигури ограничен режим на работа на климатичната инсталация заедно с основни потребители. За покритие от 24+ часа се препоръчва 25+ kWh, въпреки че температурите над 35°C може да намалят ефективния капацитет с 18–25%. Хибридни системи, комбиниращи заряд от слънчева енергия с възможности за свързване към мрежата, осигуряват най-надеждната подкрепа за охлаждане през няколко дни.
Повечето литиево-йонни резервни батерии за дом са с номинал 90% DoD. Превишаването на този показател ускорява деградацията и намалява живота на батерията. Следователно, батерия с капацитет 10 kWh осигурява около 9 kWh използваема енергия по време на работа на климатичната инсталация. Работата в рамките на препоръчителните DoD граници удължава живота на батерията и гарантира стабилна производителност по време на критични прекъсвания.
Инверторите преобразуват постояннотоковата енергия от батерията в променлив ток за уредите, като обикновено работят с ефективност 92–97% при постоянни натоварвания. Въпреки това, по време на пусканията на компресорите с променлив ток – когато търсенето на енергия достига до 3 пъти работната мощност – ефективността може да падне под 85%, което увеличава загубите на енергия. Тези неефективности при преобразуването намаляват времето на автономна работа, особено при системи с чести цикли на включване/изключване.
Производителността на батериите значително намалява при високи температури. Електрохимични изследвания показват, че капацитетът се влошава с 30% по-бързо при 35°C в сравнение с 25°C, точно когато търсенето на охлаждане е най-високо. Активните системи за термичен контрол изразходват 5–15% от съхранената енергия, за да поддържат безопасни работни температури, което допълнително намалява полезната ѝемкост по време на прекъсвания през лятото.
Интелигентните контролери оптимизират работата на високото потребление на електроенергия, като временно изключват ненужни натоварвания при стартиране на тока. Напреднали алгоритми поддържат температурата в помещенията в диапазон от 5°F чрез стратегически цикли на охлаждане, което намалява общото потребление на енергия. Тези системи могат да удължат използваемото време на климатичната инсталация с 35–50% в сравнение с директната и непрекъсната работа.
Слънчевите панели днес действително помагат за намаляване на използването на климатици. Вземете например стандартна 3-тонна климатична система, която обикновено консумира около 28 до 35 киловатчаса на ден, когато работи на пълни обороти. Сега си представете соларна инсталация от 4 kW, която не само зарежда напълно 10 kWh батерия за само 2 до 3 часа при добро слънце, но и поддържа работата на климатика, докато слънцето грееше. Някои интересни открития от последни проучвания показват, че комбинирането на фотоелектрически термични колектори с технология на топлинни помпи може да съкрати енергийните нужди за охлаждане почти наполовина, според Билардо и сътрудниците му от 2020 г. Разбира се, местоположението също има значение. Системи, инсталирани в слънчевия Аризона, зареждат батериите около 80 процента по-бързо в сравнение с подобни инсталации в Мичиган, както е отбелязано от изследователи на NREL миналата година. Тези разлики подчертават защо разбирането на местните климатични условия е толкова важно за всеки, който иска да увеличи ефективността на инвестицията си в слънчева енергия.
Само батерии, зареждащи се от мрежата, няма да бъдат достатъчни, когато трябва да поддържате климатичната инсталация работеща по време на дълги прекъсвания на електрозахранването. Вземете стандартна 15 kWh батерия, захранваща обичайна климатична инсталация от 3 тонове, която работи половината време във включен режим – такава конфигурация ще изчерпи заряда си напълно за около шест часа след като слънцето залезе. С интегриране на слънчева енергия обаче нещата изглеждат далеч по-добре. Системи, комбиниращи слънчеви панели, могат да удължат срока на работа на същата батерия някъде между 15 и 20 часа, защото се презареждат през деня. Стандартните системи с батерии имат и друг проблем. Те губят около 12 до 18 процента от енергията си всеки път, когато компресорът се включи, в резултат на постоянни преобразувания от постоянен в променлив ток. Според някои съвременни изследвания относно устойчивостта на електропреносната мрежа, тези загуби правят автономните системи приблизително с 23 процента по-малко ефективни в сравнение с хибридни слънчеви системи точно когато най-много се нуждаем от охлаждане през летните месеци. Проучване на Института Понемон от миналата година потвърждава това доста ясно.
Да получаваш два пъти повече енергия от батерии за само 2 до 3 часа климатизация не си струва парите в повечето случаи. Вижте тези цифри: монтирането на батерия от 20 kWh, която осигурява охлаждане за 4 часа, ще струва около 14 000 до 18 000 долара. Това е почти с 92% по-скъпо в сравнение със стандартна система от 10 kWh, подходяща за интегриране със слънчева енергия. Разбира се, по-големите батерии се справят добре при кратки прекъсвания на тока от време на време, но има и друга опция, която си струва да се разгледа. Системи, комбиниращи обикновени батерии със слънчеви панели от 5 до 7 kW, всъщност осигуряват около шест пъти повече цикли на охлаждане годишно за приблизително същата цена. Новите технологии за термално съхранение определено са интересни, но все още вероятно са на 3 до 5 години разстояние, преди да се разпространят масово, според експертите.
Когато става въпрос за поддържане на захранването през прекъсвания, резервните генератори просто продължават да работят и работят. Вземете например модел от 10 kW – той може да захранва централна климатична система без прекъсване, стопроцентово зависейки от наличието на гориво. Сравнете това с 10 kWh батерия, комбинирана с 5 kW инвертор, която се затруднява да поддържа климатична инсталация от 3 тона за повече от 2 до 3 часа, поради досадните ограничения на инвертора и внезапните скокове на енергия при включване на уредите. Реалната разлика се проявява, когато множество големи уреди трябва да се включат едновременно. Генераторите просто се справят по-добре в тези ситуации, което е причината те да остават предпочитания избор за комплексни решения за резервно захранване на домовете, въпреки по-високата им първоначална цена.
Батериите работят безшумно и не изпускат замълсители, което ги прави идеален избор за кратки прекъсвания (<12 часа) и домове, захранвани със слънчева енергия. Въпреки това, при прекъсвания от 72 часа по-добре се представят генераторите, тъй като те съхраняват значително повече енергия – 1 галон пропан осигурява около 27 kWh. Някои хибридни системи използват батерии за ежедневна устойчивост и генератори като резервен източник при продължителни прекъсвания.
| Фaktор | Резервен генератор | Домашен батерейен резерв |
|---|---|---|
| Изпълнителен период | Неограничено (с гориво) | 8–12 часа (10kWh система) |
| Ниво на шума | 60–70 dB | <30 dB |
| CO Емисии | 120–200 lbs/ден | 0 lbs/ден (зареждане от слънце) |
Генераторите струват между $4 000 и $12 000 за инсталиране и изискват $800+/година за гориво и поддръжка (Ponemon 2023). Батериите ($15 000–$25 000) имат по-високи първоначални разходи, но по-ниски оперативни разходи, особено ако се използват със слънчева енергия. След 10 години литиевите батерии стават с 20–40% по-евтини в райони с чести прекъсвания, особено ако се включат данъчни облекчения и спестявания от липса на разходи за гориво.
Централните климатични машини обикновено работят с мощност между 3 и 5 kW, докато по-малките прозоречни единици използват около 0.5 до 1.5 kW, в зависимост от размера и ефективността.
При стартиране климатичните машини изискват три пъти повече мощност в сравнение с нормалната операция. Резервните системи трябва да могат да поемат тези скокове, за да се предотвратят спадове в напрежението.
Интегрирането на слънчева енергия подобрява производителността на батериите, удължавайки времето на работа чрез попълване на енергията през слънчевите периоди в сравнение с автономни системи.
Батериите са тихи и без емисии за кратки прекъсвания на тока, докато генераторите осигуряват неограничено време на работа с гориво, което е предимство при по-дълги изключения.