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अधिकांश केंद्रीय एयर कंडीशनिंग सिस्टम संचालन के दौरान 3 से 5 किलोवाट के बीच चलते हैं, लेकिन खिड़की में लगाए जाने वाले यूनिट्स को सामान्यतः बहुत कम शक्ति की आवश्यकता होती है, लगभग आधा किलोवाट से लेकर 1.5 किलोवाट तक, जो उनके आकार और दक्षता पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, 24,000 बीटीयू के साथ एक सामान्य आकार के केंद्रीय एसी को देखें, जो आमतौर पर ग्रिड से लगभग 4 किलोवाट ऊर्जा लेता है, जबकि छोटे खिड़की वाले यूनिट्स 12,000 बीटीयू के साथ होते हैं जो लगभग 1.2 किलोवाट तक खींचते हैं, जैसा कि 2023 के एनर्जी स्टार डेटा में दिया गया है। घरों के लिए वैकल्पिक बिजली समाधानों पर विचार करते समय यह समझना बहुत महत्वपूर्ण है कि बैकअप बैटरियों का कौन-सा आकार सबसे अच्छा काम करेगा।
जब एयर कंडीशनर पहली बार चालू होते हैं, तो उन्हें सामान्य रूप से चलने की तुलना में लगभग तीन गुना अधिक बिजली की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एक सामान्य 4 किलोवाट केंद्रीय यूनिट लें, यह केवल उस बड़े कंप्रेसर को स्थिर अवस्था से घुमाने के लिए 12 किलोवाट तक स्पाइक कर सकती है। बैटरी बैकअप सिस्टम को यहां वास्तविक चुनौती का सामना करना पड़ता है क्योंकि उन्हें अचानक बिजली की मांगों को संभालना होता है बिना यह देखे कि वोल्टेज बहुत नीचे न चला जाए, जिससे अप्रत्याशित रूप से सब कुछ बंद हो सकता है। इसीलिए यहां तक कि तब भी जब इनवर्टर्स को अक्सर 10 किलोवाट तक लगातार संभालने के रूप में विज्ञापित किया जाता है, कई गृह मालिकों को अपने 3-टन एसी यूनिट के दौरान उनके द्वारा उत्पन्न लघु समय के 12 किलोवाट के स्पाइक के सामने लड़ते हुए पाते हैं।
एक बैटरी सिस्टम दोनों की आपूर्ति करना चाहिए:
| AC प्रकार | प्रति 10 किलोवाट-घंटा बैटरी चलने का समय | न्यूनतम इनवर्टर रेटिंग |
|---|---|---|
| केंद्रीय (4 किलोवाट) | 1.5–2.5 घंटे | 5 किलोवाट निरंतर |
| विंडो (1.2 किलोवाट) | 6-8 घंटे | 2 किलोवाट निरंतर |
डिस्चार्ज की गहराई (डीओडी) सीमाएं उपयोग योग्य क्षमता को कम करती हैं - लिथियम-आयन बैटरियों में आमतौर पर 90% डीओडी की अनुमति होती है, जिसका अर्थ है कि एक 10 किलोवाट-घंटा इकाई एसी लोड के लिए लगभग 9 किलोवाट-घंटा प्रदान करती है।
2025 में क्लीनटेकनिका में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, जो तूफानों का सामना करने के लिए बनाए गए घरों पर ध्यान केंद्रित करता है, एक सामान्य 10kWh सौर बैटरी सेटअप स्मार्ट लोड प्रबंधन तकनीकों का उपयोग करने पर बिजली कटौती के दौरान एक सामान्य 3-टन एयर कंडीशनर को लगभग एक घंटे तक चला सकता है। क्या आप अधिक समय तक चलना चाहते हैं? अच्छा, लोगों को आमतौर पर फिर से सौर पैनलों के माध्यम से बैटरियों को चार्ज करने की आवश्यकता होती है या लंबे समय तक चलने के लिए अतिरिक्त बैटरी पैक स्थापित करने की आवश्यकता होती है। यहां मुख्य बात यह है कि हमारी ऊर्जा भंडारण क्षमता को स्थानीय स्तर पर हम जिस मौसम का सामना कर रहे हैं, उसके साथ मिलाना सब कुछ बदल सकता है। उदाहरण के लिए, ऐसे क्षेत्रों में स्थित घर जहां अक्सर गर्मी की लहरें आती हैं, शायद उन्हें 20kWh या उससे भी बड़ी प्रणालियों में निवेश करना चाहिए ताकि तापमान में अचानक वृद्धि होने पर भी वे ठंडे रह सकें।
बैकअप बिजली के विकल्पों पर विचार करते समय, अधिकांश घर मालिकों को आमतौर पर आवश्यकताओं की रक्षा करने या पूरे घर के लिए बैकअप की पूर्ण व्यवस्था के बीच चुनाव करना पड़ता है। भोजन को ठंडा रखना, आरामदायक तापमान बनाए रखना और रोशनी जलाए रखना जैसी मूल आवश्यकताओं के लिए आमतौर पर लगभग 3 से 5 किलोवाट बिजली की आवश्यकता होती है। लेकिन यदि कोई बिजली न होने के दौरान सभी उपकरणों को चलाना चाहता है, जिनमें इलेक्ट्रिक स्टोव और कपड़े सुखाने वाली मशीन जैसे बड़े ऊर्जा उपभोक्ता शामिल हैं, तो उन्हें आवश्यकताओं के लिए आवश्यक क्षमता की तुलना में तीन से पांच गुना अधिक क्षमता की आवश्यकता होगी। विभिन्न उद्योग अध्ययनों के अनुसार, लगभग सात में से दस लोग कीमत के चलते और इन छोटी स्थापनाओं की दक्षता के कारण केवल आंशिक बैकअप प्रणालियों का ही चुनाव करते हैं। पूर्ण घर के समाधान आमतौर पर उन स्थानों तक सीमित रहते हैं जहां लगातार कई दिनों तक बिजली की बाधाएं आती रहती हैं।
विद्युत भार की सटीक तस्वीर प्राप्त करना अर्थ है महत्वपूर्ण सभी उपकरणों की चल रही वाट और उनकी अतिरिक्त स्टार्टअप वाट्स को जोड़ना। उदाहरण के लिए अपने केंद्रीय एसी यूनिट को लें, यह आमतौर पर लगभग 3.8 किलोवाट पर चलती है, लेकिन शुरू होने के दौरान लगभग 11 किलोवाट तक बढ़ सकती है। फिर फ्रिज होता है जो कहीं 150 से 400 वाट तक लेता है, इसके अलावा एलईडी बल्ब लगभग 10 वाट प्रत्येक के होते हैं, इसके अलावा एचवीएसी पंखा जो परिस्थितियों के आधार पर 500 से लेकर 1,200 वाट तक का होता है। बिजली कटौती के दौरान वास्तविक बिजली के उपयोग पर विचार करते समय, अधिकांश घर मालिक अपने ऊर्जा निगरानी उपकरणों के माध्यम से पाते हैं कि ऊष्मीय और शीतलन प्रणाली अकेले उपयोग किए गए कुल ऊर्जा का लगभग 40 से 60 प्रतिशत तक लेती है। इसका अर्थ है कि बैकअप बिजली समाधानों की योजना बनाते समय इन प्रणालियों पर सबसे अधिक ध्यान देना होगा।
लगातार 8–12 घंटों तक चलने के लिए, लोड-शेडिंग प्रोटोकॉल के साथ 15 kWh की बैटरी सीमित एसी संचालन के साथ-साथ आवश्यकताओं को बनाए रख सकती है। 24+ घंटों के लिए संचालन के लिए, 25+ kWh की अनुशंसा की जाती है, हालांकि 95°F से अधिक के परिवेशीय तापमान से प्रभावी क्षमता में 18–25% की कमी हो सकती है। सौर चार्जिंग को ग्रिड-टाईड क्षमताओं के साथ जोड़ने वाले हाइब्रिड सिस्टम सबसे विश्वसनीय मल्टी-डे कूलिंग समर्थन प्रदान करते हैं।
अधिकांश लिथियम-आयन घर की बैटरी बैकअप प्रणालियों को 90% डीओडी के लिए रेट किया जाता है। इससे अधिक जाने से अवनति तेज हो जाती है और आयु कम हो जाती है। एक 10kWh की बैटरी एसी संचालन के दौरान इसलिए लगभग 9kWh उपयोगी ऊर्जा प्रदान करती है। अनुशंसित डीओडी सीमा के भीतर संचालन करने से बैटरी की आयु बढ़ती है और महत्वपूर्ण आउटेज के दौरान निरंतर प्रदर्शन सुनिश्चित होता है।
इन्वर्टर उपकरणों के लिए डीसी बैटरी पावर को एसी में परिवर्तित करते हैं, आमतौर पर स्थिर भार पर 92–97% दक्षता के साथ काम करते हैं। हालांकि, एसी कंप्रेसर स्टार्टअप के दौरान - जब मांग चल रही वाट संख्या से 3 गुना तक बढ़ जाती है - दक्षता 85% से नीचे गिर सकती है, जिससे ऊर्जा नुकसान बढ़ जाता है। ये परिवर्तन अक्षमता उपलब्ध रनटाइम को कम कर देती है, विशेष रूप से उन प्रणालियों में जिनमें लगातार साइक्लिंग होती है।
उच्च तापमान में बैटरी प्रदर्शन काफी हद तक कम हो जाता है। इलेक्ट्रोकेमिकल अध्ययनों से पता चलता है कि 95°F पर क्षमता 77°F की तुलना में 30% तेजी से कम हो जाती है, जब ठंडा करने की मांग सबसे अधिक होती है। सक्रिय तापीय प्रबंधन प्रणालियां सुरक्षित संचालन तापमान को बनाए रखने के लिए संग्रहीत ऊर्जा का 5–15% उपयोग करती हैं, जिससे गर्मियों में बिजली कटौती के दौरान उपयोग योग्य क्षमता में कमी आती है।
इंटेलिजेंट कंट्रोलर्स एसी स्टार्टअप के दौरान अनावश्यक भार को कम करके उच्च-ड्रॉ उपकरणों के संचालन को अनुकूलित करते हैं। उन्नत एल्गोरिदम रणनीतिक शीतलन चक्रों का उपयोग करके कमरे के तापमान को 5°F की सीमा में बनाए रखते हैं, जिससे कुल ऊर्जा की खपत कम होती है। ये सिस्टम लगातार संचालन की तुलना में 35–50% तक एसी के उपयोग के समय को बढ़ा सकते हैं।
आज सोलर पैनल एयर कंडीशनर के उपयोग को कम करने में वास्तविक योगदान दे रहे हैं। उदाहरण के लिए, एक सामान्य 3-टन के एसी सिस्टम पर विचार करें, जो लगातार चलने पर प्रतिदिन लगभग 28 से 35 किलोवाट घंटे बिजली की खपत करता है। अब एक 4 किलोवाट के सौर ऊर्जा संयंत्र की कल्पना करें, जो केवल 2 से 3 घंटे की अच्छी धूप में 10 किलोवाट घंटे की बैटरी को चार्ज करने के साथ-साथ दिन में एयर कंडीशनर चलाने में भी सक्षम है। हाल के अध्ययनों से पता चलता है कि फोटोवोल्टिक थर्मल कलेक्टरों का उपयोग हीट पंप तकनीक के साथ करने से शीतलन ऊर्जा की आवश्यकता लगभग आधी हो सकती है, जैसा कि बिलार्डो और सहयोगियों ने 2020 में बताया था। बेशक स्थान भी काफी मायने रखता है। सूरज में डूबे अरिजना में स्थापित सिस्टम, मिशिगन में स्थापित समान सिस्टम की तुलना में बैटरी को लगभग 80 प्रतिशत तेजी से चार्ज करते हैं, जैसा कि पिछले वर्ष NREL के शोधकर्ताओं ने नोट किया था। ये अंतर यह स्पष्ट करते हैं कि किसी भी व्यक्ति के लिए अपने सौर निवेश को अधिकतम करने की दिशा में स्थानीय जलवायु परिस्थितियों को समझना कितना महत्वपूर्ण है।
ग्रिड-केवल चार्ज बैटरियां लंबी बिजली की कटौती के दौरान एयर कंडीशनिंग को चलाने के लिए पर्याप्त नहीं होतीं। एक सामान्य 15 किलोवाट-घंटे की बैटरी लें, जो आमतौर पर आधे समय के लिए चलने वाली 3-टन की एसी इकाई को संचालित करती है - एक बार सूर्यास्त के बाद, इस सेटअप की बैटरी लगभग छह घंटों में समाप्त हो जाएगी। हालांकि सौर ऊर्जा के एकीकरण से स्थिति काफी बेहतर हो जाती है। सौर पैनलों के साथ संयुक्त सिस्टम उसी बैटरी जीवन को दिन के समय चार्ज होने के कारण 15 से 20 घंटों तक बढ़ा सकते हैं। अकेले बैटरी सिस्टम की एक और समस्या भी होती है। जब भी कंप्रेसर चालू होता है, उनमें लगातार डीसी से एसी परिवर्तन के कारण लगभग 12 से 18 प्रतिशत ऊर्जा की हानि होती है। कुछ हालिया ग्रिड लचीलेपन के शोध के अनुसार, ये हानियां अकेले सिस्टम को गर्मियों के महीनों में ठंडक की आवश्यकता के समय हाइब्रिड सौर सेटअप की तुलना में लगभग 23 प्रतिशत कम कुशल बनाती हैं। पिछले साल के पोनेमन संस्थान के अध्ययन से यह बात काफी स्पष्ट रूप से समर्थित है।
अधिकांश समय एयर कंडीशनिंग के केवल 2 से 3 घंटों के लिए बैटरी पावर को दोगुना प्राप्त करना पैसे के लिहाज से ज्यादा फायदेमंद नहीं होता। इन संख्याओं पर एक नज़र डालिए: 4 घंटे तक कूलिंग के लिए 20 किलोवाट-घंटा की बैटरी स्थापित करने से किसी को लगभग 14,000 से 18,000 डॉलर की लागत आएगी। यह एक मानक 10 किलोवाट-घंटा की सौर समाकलन के लिए तैयार प्रणाली की तुलना में लगभग 92% अधिक महंगा है। बेशक, बड़ी बैटरियां कभी-कभी छोटे बिजली कटौती के दौरान ठीक काम करती हैं, लेकिन एक अन्य विकल्प भी है जिस पर विचार करने योग्य है। नियमित बैटरियों के साथ 5 से 7 किलोवाट सौर पैनलों वाली प्रणालियों के संयोजन से वास्तव में लगभग समान मूल्य टैग के लिए प्रति वर्ष छह गुना अधिक कूलिंग चक्र प्राप्त होते हैं। नई थर्मल स्टोरेज तकनीकें निश्चित रूप से दिलचस्प हैं, लेकिन विशेषज्ञों के अनुसार वे अभी भी सामान्य उपयोग में आने में 3 से 5 साल लगा सकती हैं।
आपातकालीन स्थितियों में बिजली बनाए रखने की बात आने पर, स्टैंडबाय जनरेटर लगातार काम करते रहते हैं। उदाहरण के लिए, 10 किलोवाट का एक मॉडल ईंधन उपलब्ध होने तक केंद्रीय एयर कंडीशनिंग सिस्टम को लगातार संचालित कर सकता है। इसकी तुलना 10 किलोवाट-घंटा की बैटरी और 5 किलोवाट इन्वर्टर के साथ करें, जो 3-टन एसी यूनिट को 2 से 3 घंटे से अधिक समय तक संचालित रखने में संघर्ष करता है, क्योंकि इन्वर्टर की सीमाओं और उपकरणों के शुरू होने पर आने वाले अचानक बिजली के झटकों के कारण। वास्तविक अंतर तब दिखाई देता है जब कई बड़े उपकरणों को एक साथ शुरू करने की आवश्यकता होती है। जनरेटर इन स्थितियों को बेहतर ढंग से संभालते हैं, इसी कारण वे अपनी उच्च प्रारंभिक लागत के बावजूद व्यापक घर के बैकअप समाधानों के लिए पसंदीदा विकल्प बने रहते हैं।
बैटरी सिस्टम शांत रूप से काम करते हैं और कोई प्रदूषण नहीं फैलाते, जो छोटे आउटेज के लिए आदर्श हैं (12 घंटे से कम) और सौर ऊर्जा से चलने वाले घरों के लिए। हालांकि, 72 घंटे के ब्लैकआउट के लिए जनरेटर अधिक उपयुक्त होते हैं, जो कि बैटरियों की तुलना में कहीं अधिक ऊर्जा संग्रहित करते हैं - 1 गैलन प्रोपेन ~27 किलोवाट-घंटा ऊर्जा प्रदान करता है। कुछ हाइब्रिड सेटअप दैनिक आधार पर बैटरी का उपयोग करते हैं और लंबे समय तक आउटेज के लिए जनरेटर को बैकअप के रूप में उपयोग करते हैं।
| गुणनखंड | स्टैंडबाय जनरेटर का महत्व | हाउस बैटरी बैकअप |
|---|---|---|
| क्रम | असीमित (ईंधन के साथ) | 8–12 घंटे (10 किलोवाट घंटा सिस्टम) |
| शोर स्तर | 60–70 डेसीबल | <30 डीबी |
| कार्बन मोनोऑक्साइड उत्सर्जन | 120–200 पाउंड/दिन | 0 पाउंड/दिन (सौर ऊर्जा से चार्ज) |
जनरेटर की लागत $4,000–$12,000 प्रति स्थापना होती है और ईंधन और रखरखाव पर $800+/वर्ष खर्च आता है (पोनेमैन 2023)। बैटरी सिस्टम ($15,000–$25,000) की प्रारंभिक लागत अधिक होती है लेकिन संचालन लागत कम होती है, विशेष रूप से सौर ऊर्जा के साथ। 10 वर्षों में, लिथियम बैटरी आए आउटेज वाले क्षेत्रों में 20–40% सस्ती हो जाती है, विशेष रूप से कर श्रेष्ठता और बचाए गए ईंधन लागत को ध्यान में रखकर।
केंद्रीय एयर कंडीशनिंग इकाइयां आमतौर पर 3 से 5 किलोवाट के बीच संचालित होती हैं, जबकि छोटी विंडो इकाइयां आकार और दक्षता के आधार पर लगभग 0.5 से 1.5 किलोवाट का उपयोग करती हैं।
शुरू करते समय, एयर कंडीशनर को नियमित संचालन की तुलना में तीन गुना अधिक बिजली की आवश्यकता होती है। वोल्टेज डिप से बचने के लिए बैकअप प्रणालियों को इन स्पाइक्स को संभालना चाहिए।
सौर एकीकरण बैटरी प्रदर्शन में सुधार करता है, खड़ी अवधि के दौरान ऊर्जा को फिर से भरकर अकेली प्रणालियों की तुलना में चलने की अवधि बढ़ा देता है।
बैटरी छोटे आउटेज के लिए शांत और उत्सर्जन मुक्त हैं, जबकि ईंधन के साथ जनरेटर लंबे ब्लैकआउट के लिए असीमित चलने की अवधि प्रदान करते हैं।