EN
Quick Links
רוב מערכות מיזוג האוויר המרכזיות פועלות בין 3 ל-5 קילוואט בעת הפעלה, אך מיזוגי אוויר חלוניים דורשים בדרך כלל פחות חשמל בהרבה, כמחצית קילוואט עד 1.5 קילוואט, בהתאם לגודלם וליעילות של בנייתם. לדוגמה, מיזוג אוויר מרכזי סטנדרטי של 24,000 BTU שמשתמש ב-4 קילוואט מהרשת, לעומת מיזוגים חלוניים קטנים של 12,000 BTU שמשתמשים ב-1.2 קילוואט בממוצע, על פי נתוני Energy Star לשנת 2023. הכרת דרישות החשמל הבסיסיות האלה היא חשובה במיוחד כשמנסים להבין איזה גודל של סוללות גיבוי יהיה הכי מתאים לבתים שמחפשים פתרונות חלופיים לכוח.
כשמזגנים נדלקים לראשונה, הם למעשה צריכים בערך פי שלושה יותר חשמל בהשוואה למה שהם צורכים כשמפעילים אותם באופן רגיל. קחו לדוגמה מיזוג מרכזי סטנדרטי של 4 קילוואט – ייתכן שהוא יגיע ל-12 קילוואט ברגע שמדליקים אותו, רק כדי להתחיל את המנוף הגדול הזה ממנוחה. מערכות הסוללה האحتياוניות נתקלות באתגר ממשי כאן, כי הן צריכות להתמודד עם דרישות החשמל הפתעתיות האלה מבלי שהמתח ייפול מדי, מה שיגרום לכל המערכת להינעל לאож expected. לכן, גם כשנויים מפרסמים עליהם שהם יכולים להתמודד עם 10 קילוואט ברציפות, רבים מהבעלים בוחנים שהם מתמודדים עם הקפיצות הקצרות אך עוצמתיות של 12 קילוואט שמגיעה מהמזגן שלהם ברגע הפעלה.
מערכת סוללות חייבת לספק את שניהם:
| סוג מיזוג אוויר | זמן ריצה ל-10 קוט"ש סוללה | Рейיטינג מינימלי של מומר |
|---|---|---|
| מרכזי (4 קילו-וואט) | 1.5–2.5 שעות | 5 קילו-וואט רציף |
| חלון (1.2 קילו-וואט) | 6–8 שעות | 2 קילו-וואט רציף |
מגבלות עומק פריקה (DoD) מפחיתות את הקיבולת הזמינה – סוללות ליתיום-יון מאפשרות בדרך כלל 90% DoD, כלומר יחידה של 10 קילו-וואט שעה מספקת כ-9 קילו-וואט שעה עבור עומסים זורמים
לפי מחקר שפורסם ב-Cleantechnica בשנת 2025 ו bada על בתים שנבנו כדי לעמוד בסערות, התקנה סטנדרטית של סוללת שמש של 10 קוט"ש יכולה להניע מיזוג אוויר טיפוסי של 3 טון למשך שעה בערך במהלך הפסקות חשמל, אם נשתמש בטכניקות ניהול עומס חכמות. רוצים זמן פעולה ממושך יותר? ובכן, בדרך כלל האנשים צריכים להטעין את הסוללות מחדש דרך פאנלי שמש או להתקין חבילות סוללה נוספות כדי להריץ את המערכת לתקופות ארוכות בהרבה. המסקנה כאן היא התאמה של קיבולת האחסון האנרגטי לסוג האקלים שבו אנו נתקלים בפועל היא מה שקובע את ההבדל. לדוגמה, בתים הממוקמים באזורים שפגועים מגלים חמים חוזרים כנראה שיקחו בחשבון השקעה במערכות גדולות בהרבה, קרוב ל-20 קוט"ש או אפילו גדולות יותר, רק כדי שיוכלו להישאר קרירים כשהטמפרטורות עולות באופן לא צפוי.
בעת בחינת אפשרויות לאנרגיה אחורית, מרבית בעלי בתים עומדים בפני בחירה בין הגנה על הדרושים בלבד או בחירה בפתרון כולל עבור הבית כולו. הדרושים הבסיסיים, כגון שמירה על מזון קרה, תחזוקה של טמפרטורות נעימות והפעלת תאורה, דורשים כ rule-of-thumb כוח של 3 עד 5 קילוואט. אך אם מישהו מעוניין להריץ את כל household appliances בתקופת הפסקת חשמל, כולל אותם צרכנים כבדים כמו תנורי חשמל ומכונות יבушки, אז הוא יזדקקו ליכולת שלוש עד חמש פעמים גדולה יותר מאשר מה שנדרש להפעלת הדרושים בלבד. לפי סקרים שונים של תחום התעשייה, כבערך שבעה מתוך עשרה אנשים בסופו של דבר בוחרים במערכות הגנה חלקיות, וזאת עקב עלותן והיעילות הרבה של מערכות קטנות אלו. פתרונות עבור הבית כולו נותרו בדרך כלל בתחום של מקומות שעוברים תקופות ארוכות של הפסקות חשמל, למשך מספר ימים ברציפות.
לקבלת תמונה מדויקת של עומס חשמלי יש לחבר יחד את הוואטים בריצה ואת הוואטים הנוספים בשעת הפעלה של כל אחד מהמכשירים החשובים. לדוגמה, מיזוג האוויר המרכזי ברוב המקרים פועל סביב 3.8 קילוואט אך יכול לקפוץ עד כמעט 11 קילוואט בעת ההפעלה הראשונית. יש גם את המקרר שצורך בין 150 ל-400 ואט, בנוסף ללהטנים(LED) שבכל אחד מהם בערך 10 ואט, מבלי לשכוח את מנורת ה-HVAC שמתנ fluctuates בין 500 ועד 1,200 ואט, תלוי בתנאים. כשמביטים בצריכת החשמל בפועל במהלך הפסקות, מרבית בעלי הבתים לומדים דרך מכשירי הניטור שלם שהמערכת לחימום וקירור לבדה צורכת בערך 40 עד 60 אחוזים מהצריכה הכוללת. מה שהופך את המערכות הללו לחשובות ביותר כשמבקשים לתכנן פתרונות לאנרגיה חילופית.
ל8–12 שעות של עמידות, סוללת 15 קוט"ש עם פרוטוקולי הפסקת עומס יכולה לשמור על פעולה מוגבלת של מיזוג אוויר יחד עם צרכים חיוניים. ל24+ שעות של תקורה, מומלץ 25+ קוט"ש, אם כי טמפרטורות סביבתיות מעל 95° פahrenheit עשויות להפחית את הקיבולת האפקטיבית ב18–25%. מערכות היברידיות המשלבות טעינה סולארית עם יכולות מחוברות לרשת מצ offeringות תמיכה מדו-יומית מדויקת ביותר בקירור.
מרבית מערכות סוללת יון-ליתיום לסוללת גיבוי בבית מדורגות ל-90% DoD. חצייה של אחוז זה מسرعة את הידרדרות הסוללה ומקצרת את תוחלת החיים שלה. סוללת 10 קוט"ש תספק לכן כ-9 קוט"ש של אנרגיה ייעודית בפעולה של מיזוג אוויר. פעולה בתוך גבולות DoD המומלצים מאריכה את חיי הסוללה ומבטיחה ביצועים עקביים במהלך הפסקות קריטיות.
מקלטים ממירים את הכוח מהסוללה מ-DC ל-AC לשימוש במכשורים, לרוב פועלים ביעילות של 92–97% בטעינה יציבה. עם זאת, במהלך התחלות המנוע של קולר ה-AC – כאשר הביקוש מגיע לשיא של פי 3 מהצריכה הרגילה – היעילות יכולה לרדת מתחת ל-85%, מה שמעמיס על אובדן האנרגיה. אובדי המרה אלו מקצרים את זמן הפעולה הזמין, במיוחד במערכות עם פעילות חזרה תכופה.
ביצועי הסוללה ירדו באופן משמעותי בחום גבוה. מחקר אלקטרוכימי מצביע על ירידה של 30% מהירה יותר בטמפרטורה של 95° צלזיוס לעומת 77° צלזיוס, בדיוק בזמן ש đỉnh הביקוש לקרר מגיע. מערכות ניהול טמפרטורה פעילות צורכות 5–15% מהאנרגיה האגורת במטרה לשמור על טמפרטורות פעולה בטוחות, מה שמקטין את הקיבולת הזמינה במהלך הפסקות חשמל בקיץ.
בקרנים אינטליגנטיים מעדנים את תפעול המכשירים בעלי הדרישה הגבוהה לכוח על ידי הפחתת עומס לא חיוני באופן זמני בעת התחלת הפעלת מזגן. אלגוריתמים מתקדמים שומרים על טמפרטורת החדר בטווח של 5° F באמצעות מחזורי קירור אסטרטגיים, ומקטינים את צריכה הכוללת של האנרגיה. מערכות אלו יכולות להאריך את זמן הפעלה יעיל של מזגן ב-35–50% בהשוואה להפעלה ישירה ללא הפסקות.
לוחות סולריים כיום תורמים בצורה אמיתית לצמצום השימוש במנקי אויר. קחו לדוגמה מערכת מיזוג אוויר סטנדרטית של 3 טון, שצרכה בדרך כלל בין 28 ל-35 קילוואט-שעה ביום כאשר היא פועלת במלוא עוצמתה. כעת דמיינו מערכת סולרית של 4 קילוואט שמלאת את הסוללה של 10 קילוואט-שעה בתוך 2–3 שעות של אור שמש טוב, וכן מפעילה את מיזוג האוויר כל עוד השמש זורחת. ממצאים מעניינים ממחקרים אחרונים מצביעים על כך ששילוב של קולטי حرום פוטו-וולטאיים בטכנולוגיית משאבת חום עשויים לחתוך את צורכי האנרגיה לקירור בקרוב למחצית, כך לפי בילארדו ועמיתיו מהפער המחקר משנת 2020. כמובן, גם המיקום חשוב מאוד. מערכות המותקנות באריזונה שמשית נוטות לטעון את הסוללות במהירות של 80 אחוז יותר מהר בהשוואה למערכות דומות במישיגן, כך לפי חוקרי NREL בשנה שעברה. הבדלים אלו מדגישים עד כמה הבנת תנאי האקלים המקומיים היא חשובה לכל אחד שרוצה למקסם את ההשקעה הסולרית שלו.
סוללות שנטענות רק מהרשת פשוט לא מספקות כשצריך להריץ מיזוג אוויר ללא הפסקה במהלך הפסקות חשמל ממושכות. קחו סוללה סטנדרטית של 15 קוט"ש שמונעת יחידת מיזוג אוויר של 3 טון טיפוסית שפועלת כל הזמן בה היא מופעלת - המערכת הזו תיגמר בתוך בערך 6 שעות לאחר שקיעת השמש. עם אינטגרציה של פנלים סולריים המצב משתפר משמעותית. מערכות המשלבות פנלים סולריים יכולות להאריך את חיי הסוללה באותו טווח של 15 עד 20 שעות מכיוון שהסוללה מטעינה מחדש בשעות היום. למערכות סולריות עצמאיות יש גם בעיה נוספת. הן מאבדות כ-12 עד 18 אחוז מהאנרגיה בכל פעם שהקומפרסור מופעל, וזאת בגלל המרות הקבועות מ-DC ל-AC. לפי מחקר חדש שפורסם לאחרונה בתחום עקביות הרשת, אובדות אלו הופכות את המערכות העצמאיות לבלתי יעילות ב-23 אחוז לעומת מערכות היברידיות עם סולר בדיוק בזמן שאנחנו הכי צריכים קירור - בחודשים החמים של הקיץ. המחקר של מכון פונמון ממש שנה שעברה תומך בכך באופן ברור.
לקבל כפליים את עוצמת הסוללה עבור רק 2 עד 3 שעות של מיזוג אוויר איננו שווה את הכסף ברוב המקרים. הביטו במספרים האלה: התקנה של סוללה של 20 קוט"ש שתספק קירור למשך 4 שעות תעלה למישהו בערך 14,000 עד 18,000 דולר. מדובר ב-92% יותר ממה שמתבזה התקנה של מערכת סטנדרטית של 10 קוט"ש מוכנה לאינטגרציה עם פאנל סולרי. ברור שסוללות גדולות יותר מתאימות למשעי לקטעי כיבוי חשמל קצרים, אך ישנה אפשרות נוספת שראוי לשקול אותה. מערכות המשלבות סוללות רגילות עם פאנלים סולריים של 5 עד 7 קילו וואט מספקות כ-aשש פעמים יותר מחזורי קירור לשנה בערך באותו מחיר. טכנולוגיות חדשות בתחום האחסון התרמי בהחלט מעניינות, אך לפי הדיבורים של המומחים כרגע, סביר להניח שיעברו עוד 3 עד 5 שנים עד שיתפשטו באופן נרחב.
כשמדובר בשמירה על האור כיבויים, גנרטורים סטטיים ממשיכים לפעול ללא הפסקה. קחו לדוגמה מודל של 10 קילוואט, הוא יכול להפעיל מערכת מיזוג אוויר מרכזית בלאי כל עוד יש דלק. בהשוואה לסוללת 10 קילוואט-שעה שמחוברת לממיר 5 קילוואט, שהיא מתקשה להחזיק מיזוג אוויר של 3 טון למשך יותר מ-2 עד 3 שעות בשל המגבלות של הממיר והקפיצות חשמל המפתיעות שמתרחשות כשמפעילים מכשירים חשמליים. ההבדל האמיתי בא לידי ביטוי כשהרבה מכשירים גדולים צריכים להידלק בו-זמנית. גנרטורים פשוט מתמודדים עם המצבים הללו בצורה טובה בהרבה, ולכן הם נשארים הברירה המועדפת לפתרונות גיבוי מקיפים בבית, על אף העלות המקדמת הגבוהה יותר שלהם.
מערכות סוללות פועלות בשקט ולא פולטות מזהמים, אידיאלי לספקי חשמל קצרים (<12 שעות) ובתים עם פאנלים סולריים. עם זאת, ספקי חשמל של 72 שעות מעדיפות מחוללי חשמל, שמאוחסנים בהם כמויות גדולות בהרבה אנרגיה - גלון אחד של פרופאן מספק כ-27 קוט"ש. חלק מהמערכות ההיברידיות משתמשות בסוללות ליומיום ובדלקים ככלי לגיבוי בספקי חשמל ממושכים.
| גורם | מחולל חשמל סטטי | סוללת גיבוי לבית |
|---|---|---|
| זמן הפעלת | ללא הגבלה (עם דלק) | 8–12 שעות (מערכת של 10 קוט"ש) |
| רמת רעש | 60–70 דציבל | <30 דצ׳ב |
| פליטות פחמן חד-חמצני (CO) | 120–200 ליבות/יום | 0 ליבות/יום (מטענים סולריים) |
מחוללים עולים 4,000–12,000 דולר להתקנה ומעמיסים עלויות של 800 דולר 이상 בשנה לדלק ותפעול (Ponemon 2023). מערכות סוללות (15,000–25,000 דולר) כוללות עלויות קנייה גבוהות יותר אך עלויות תפעול נמוכות יותר, במיוחד עם פאנלים סולריים. לאורך 10 שנים, סוללות ליתיום הופכות ל-20–40% זולות יותר באזורים עם ספקי חשמל תכופים, במיוחד כאשר נלקחים בחשבון זכויות מס ותחיסות בדלק.
מתקנים מרכזיים של מיזוג אוויר פועלים בדרך כלל בין 3 ל-5 קילוואט, בעוד מתקנים קטנים יותר בעלי חלון משתמשים ב-0.5 עד 1.5 קילוואט, תלוי בגודל והיעילות.
בזמן ההפעלה הראשונית, מתקני מיזוג אוויר דורשים פי שלושה יותר הספק בהשוואה לפעולת רגיל. מערכות הגיבוי חייבות להתמודד עם שיאים אלו כדי למנוע ירידה במתח.
אינטגרציה סולרית משפרת את ביצועי הסוללה, מאריכה את זמן הפעלה על ידי מילוי האנרגיה בתקופות שמש בהשוואה למערכות עצמאיות.
סוללות הן שקטות וחסרות פליטה לתקופות קצרות של הפסקת חשמל, בעוד מנועי דיזל מציעים זמן פעולה בלתי מוגבל עם דלק, מה שמועדף על תקופות ארוכות של חוסר חשמל.