EN
Quick Links
Daugelyje centrinių oro kondicionavimo sistemų veikimo metu suvartojama nuo 3 iki 5 kilovatų, tačiau langų tipo vienetai paprastai reikalauja daug mažesnės galios – maždaug nuo pusės kilovato iki 1,5 kilovato, priklausomai nuo jų dydžio ir kokybės. Pvz., standartinis centrinis kondicionierius su 24 000 BTU dažniausiai naudoja apie 4 kW energijos iš tinklo, palyginti su mažesniais langų vienetais, turinčiais 12 000 BTU, kurie pagal 2023 m. Energy Star duomenis vartoja maždaug 1,2 kW. Šių pagrindinių elektros poreikių supratimas yra labai svarbus nustatant, koks atsarginių baterijų dydis geriausiai tiks namams, svarstant alternatyvius energijos sprendimus.
Kai oro kondicionierius pradeda veikti, jis iš tikrųjų sunaudoja maždaug tris kartus daugiau elektros nei normaliai veikiant. Paimkime standartinį 4 kW centrinį vienetą – paleidžiant gali prireikti net 12 kW galios, kad būtų paleistas didysis kompresorius iš sustojusio taško. Baterijų atsarginės sistemos susiduria su tikra problema, nes jos turi išlaikyti šiuos staigius energijos reikalavimus be pernelyg žemo įtampos kritimo, kuris gali sukelti netikėtą visos sistemos išjungimą. Todėl net jei keitikliai dažnai reklamuojami kaip galintys išlaikyti 10 kW nuolatinę galią, daugelis namų savininkų susiduria su sunkumais, kai jų 3 tonų oro kondicionieriai paleidžiant trumpam sukuria 12 kW šoką.
Baterijų sistema privalo užtikrinti abi šias sąlygas:
| Kondicionieriaus tipas | Veiklos trukmė su 10 kWh baterija | Minimalus invertoriaus našumas |
|---|---|---|
| Centralinis (4 kW) | 1,5–2,5 valandos | 5 kW nuolatinis |
| Langas (1,2 kW) | 6–8 valandos | 2 kW nuolatinis |
Išsikrovimo gylis (DoD) riboja panaudojamą talpą – litio jonų baterijos paprastai leidžia 90 % DoD, tai reiškia, kad 10 kWh vienetas suteikia apie 9 kWh kintamosios srovės apkrovai.
Pagal 2025 m. paskelbtą tyrimą, atliktą portale Cleantechnica, kuris nagrinėjo namus, sukurtus atlaikyti audrų, standartinė 10 kWh saulės baterijų sistema, naudojant išmaniuosius apkrovos valdymo metodus, per elektros tiekimo pertraukimus gali veikti tipišką 3 tonų oro kondicionierių maždaug valandą. Norite ilgesnio veikimo laiko? Na, paprastai žmonėms reikia, kad baterijos būtų vėl įkraunamos per saulės plokštes arba būtų įdiegtos papildomos baterijų paketų, kad sistema veiktų ilgesnį laiką. Čia svarbiausia yra suderinti mūsų energijos kaupimo talpą su konkrečiomis vietinėmis klimato sąlygoms – tai ir daro visą skirtumą. Pvz., namai, esantys vietovėse, kur dažnai būna karščio bangos, turėtų apsvarstyti galimybę investuoti į 20 kWh ar net dar didesnes sistemas, kad būtų galima išlaikyti vėsą netikėtai pakibus temperatūrai.
Kai įsigilinama į atsarginės energijos variantus, daugelis namų savininkų susiduria su pasirinkimu – apsaugoti tik būtiniausius prietaisus arba aprėpti visą namą. Bazinėms reikmėms, tokioms kaip maisto šaldymas, komfortiškos temperatūros palaikymas ir apšvietimas, paprastai reikia nuo 3 iki 5 kilovatų galios. Tačiau jei kas nors nori, kad per elektros tiekimo pertraukimą veiktų viskas, įskaitant energiją daug naudojančius prietaisus, tokius kaip elektrinės viryklės arba drėgnos skalbimo mašinos, tuomet reikės nuo trijų iki penkių kartų daugiau galios nei minimaliai būtina. Pagal įvairius pramonės tyrimus, maždaug septyni iš dešimties žmonių dėl kainos ir efektyvumo pasirenka tik dalinę atsarginę sistemą. Viso namo sprendimai dažniausiai lieka tiems, kurie patiria ilgalaikes elektros tiekimo pertraukimas, trunkančias kelias dienas iš eilės.
Norint gauti tikrą elektros apkrovos vaizdą, būtina sudėti visų svarbių prietaisų darbo vatų skaičių ir papildomus paleisties vatus. Paimkime, pavyzdžiui, centrinę oro kondicionavimo sistemą – ji paprastai veikia apie 3,8 kilovatų, tačiau paleidimo metu gali šokti iki beveik 11 kW. Taip pat yra šaldytuvas, kuris sunaudoja nuo 150 iki 400 vatų, bei LED lemputės, kurių kiekviena vartojama apie 10 vatų, beje, ir oro šildymo, vėsinimo bei ventiliavimo (HVAC) ventiliatorius, kurio galia svyruoja nuo 500 iki 1200 vatų, priklausomai nuo sąlygų. Tiriant faktinę energijos suvartojimą per elektros tiekimo pertraukimus, daugelis namų savininkų, naudodamiesi energijos stebėjimo įrenginiais, nustato, kad šildymo ir aušinimo sistemos vienos sunaudoja apie 40–60 procentų viso energijos kiekio. Tai daro šias sistemas svarbiausiu dėmeniu, planuojant atsarginio energijos tiekimo sprendimus.
8–12 valandų atkūrimo laikui, 15 kWh baterija su apkrovos mažinimo protokolais gali palaikyti ribotą kintamosios srovės veikimą kartu su būtiniausiais prietaisais. Norint užtikrinti 24+ valandų aprėptį, rekomenduojama 25+ kWh talpa, nors esant aplinkos temperatūrai virš 35 °C (95 °F) efektyvi talpa gali sumažėti 18–25 %. Hibrininės sistemos, derinančios saulės įkrovimą su tinklu sujungtais sprendimais, siūlo patikimiausią daugiadienę aušinimo paramą.
Daugelyje litiumo jonų namų baterijų atsargos sistema nurodyta 90 % DoD. Viršijant šį rodiklį, pagreitėja nusidėvėjimas ir sutrumpėja eksploatacijos laikas. Taigi, 10 kWh baterija kintamosios srovės veikimo metu suteikia apie 9 kWh naudojamos energijos. Veikimas ribose, nustatytose DoD rekomendacijose, pailgina baterijos gyvavimo laiką ir užtikrina stabilų našumą kritinės pertraukos metu.
Invertoriai nuolatinės srovės baterijos energiją keičia į kintamąją srovę, kad būtų naudojama prietaisams, paprastai veikdami 92–97 % naudingumo efektyvumo. Tačiau kintamosios srovės kompresoriaus paleidimo metu, kai apkrova šuoliškai padidėja iki 3 kartų nuo nominalios galios, naudingumo efektyvumas gali nukristi žemiau 85 %, dėl ko padidėja energijos nuostoliai. Šie neefektyvūs keitimai sumažina galimą veikimo laiką, ypač sistemose, kur dažnai vyksta ciklai.
Baterijos našumas smarkiai blogėja esant aukštai temperatūrai. Elektrocheminių tyrimų duomenimis, esant 35 °C temperatūrai, talpa blogėja 30 % greičiau nei esant 25 °C, būtent tada, kai aušinimo poreikis yra didžiausias. Aktyvios termoreguliavimo sistemos sunaudoja 5–15 % sukauptos energijos, kad būtų palaikomos saugios veikimo temperatūros, dar labiau sumažinant naudojamą talpą vasaros mėnesiais, kai yra energijos tiekimo pertraukimai.
Intelektiniai valdikliai optimizuoja didelę energiją vartojančių prietaisų veikimą, laikinai atjungiant neprivalomus apkrovos šaltinius kintamosios srovės paleidimo metu. Pažengę algoritmai palaiko vidinę temperatūrą ±2,8°C ribose, naudojant strateginį aušinimo ciklą, sumažinant bendrą energijos suvartojimą. Tokios sistemos gali padidinti naudingą kintamosios srovės veikimo laiką 35–50% lyginant su tiesioginiu, neputrūpiu veikimu.
Šiandien saulės elektrinės tikrai padeda mažinti kondicionierių naudojimą. Paimkime standartinę 3 tonų kondicionierių sistemą – ji paprastai sunaudoja nuo 28 iki 35 kilovatvalandžių per dieną, kai veikia visu pajėgumu. Įsivaizduokite, kad turite 4 kW saulės elektrinę, kuri ne tik per 2–3 valandas gerų saulės sąlygų užpildo 10 kWh bateriją, bet ir leidžia kondicionieriui veikti tol, kol šviečia saulė. Nauji tyrimai parodė, kad sujungus fotovoltinės ir šilumos siurblio technologijas, galima beveik dvigubai sumažinti aušinimo energijos poreikį – tai 2020 m. konstatavo Bilardo ir jo kolegos. Žinoma, svarbi ir vieta. Arizonosje esančios saulės sistemos baterijas įkrauna apie 80 procentų greičiau nei tokios pačios sistemos Misisaugoje – tai praėjusiais metais pažymėjo NREL tyrimų instituto specialistai. Tokios skirtumai parodo, kodėl svarbu suprasti vietinius klimato sąlygas tiems, kurie nori maksimaliai išnaudoti savo saulės investicijas.
Tinklo tikslai įkrauti batareijos tiesiog neveiks, kai reikės kondicionieriaus ilgalaikėms pertraukoms. Imkime standartinę 15 kWh bateriją, kuria maitinamas įprastas 3 tonų kondicionierius, veikiantis pusę laiko – tokia sistema išsikraus per maždaug 6 valandų, kai saulė nusileidžia. Tačiau situacija atrodo kur kas geriau integruojant saulės energiją. Sistemos, kurios sujungia saulės elektrines, gali pratęsti tos pačios baterijos veikimą nuo 15 iki 20 valandų, nes jos įkraunamos dienos metu. Atskiros baterijų sistemos turi dar vieną problemą. Jos praranda apie 12–18 procentų energijos kiekvieną kartą, kai kompresorius įsijungia dėl nuolatinių nuolatinės įtampos (DC) keitimo į kintamąją (AC) konversijų. Pagal naujausius tinklo atkūrimo tyrimus, šie nuostoliai daro atskiras sistemas maždaug 23 procentais mažiau efektyviais lyginant su hibridinėmis saulės sistemomis, kai vasaros mėnesiais labiausiai reikia aušinimo. Praeito meto Ponemon instituto tyrimas tai patvirtina gana aiškiai.
Daugiau nei dvigubai padidinti baterijos galią tik 2–3 valandų kondicionieriui daugeliu atvejų neverta pinigų. Pažvelkite į šiuos skaičius: 20 kWh baterijos, veikiančios aušinimui 4 valandas, įsigijimas kainuotų apie 14 000–18 000 JAV dolerių. Tai beveik 92 % brangiau nei pasirinkti standartinę 10 kWh sistemą, parengtą saulės energijai integruoti. Žinoma, didesnės baterijos veikia pakankamai gerai esant trumpalaičiams elektros tiekimo nutrūkimams, tačiau yra ir kitas variantas, vertas įvertinti. Sistemos, kurios sujungia standartines baterijas su 5–7 kW saulės elektrinėmis, iš tikrųjų suteikia apie šešis kartus daugiau aušinimo ciklų per metus, beveik už tą pačią kainą. Naujos kartos šilumos kaupimo technologijos tikrai yra įdomus dalykas, tačiau, pagal ekspertų dabartinę nuomonę, jos vis dar tik 3–5 metų atstumu nuo masinio panaudojimo.
Kai kalba užgesinimo metu reikia užtikrinti elektros tiekimą, rezerviniai generatoriai tiesiog veikia ir veikia. Paimkime 10 kW modelį – jis gali nuolat tiekti elektros centrinei oro kondicionavimo sistemai, kol yra kuro. Palyginkite su 10 kWh baterija, sujungta su 5 kW keitikliu, kuri beveik neįstengia išlaikyti 3 tonų kondicionieriaus veikimo ilgiau nei 2–3 valandas dėl tų varginančių keitiklio apribojimų ir staigių elektros šuolių, atsirandančių įjungus prietaisus. Tikra skirtumą pastebėsite tada, kai vienu metu reikia įjungti kelis stambius prietaisus. Generatoriai šiuose scenarijuose veikia kur kas geriau, todėl jie išlieka pirmenybę gaunančiu pasirinkimu visapusiškoms namų elektros atsargos sistemoms, nepaisant jų didesnės pradinės kainos.
Baterijų sistemos veikia be garso ir nekelia taršos, jos tinka trumpalaikėms pertraukoms (<12 valandų) ir saulės energijos naudojimui namuose. Tačiau 72 valandų juodajam sąrašui tinka generatoriai, kurie saugo daugiau energijos – 1 galonas propano suteikia ~27 kWh. Kai kurios hibridinės sistemos naudoja baterijas kasdieniam atstatymui ir generatorius kaip atsarginę energiją ilgalaikėms pertraukoms.
| Gamintojas | Avarinis generatorius | Namų baterijos atsarginė sistema |
|---|---|---|
| Veikimo trukmė | Neribotas (su kuru) | 8–12 valandų (10 kWh sistema) |
| Šalto lygis | 60–70 dB | <30 dB |
| CO išmetimas | 120–200 svarų/parą | 0 svarų/parą (priklauso nuo saulės energijos) |
Generatoriai kainuoja nuo 4 000 iki 12 000 dolerių įdiegti ir dar daugiau nei 800 dolerių per metus kuro ir priežiūros (Ponemon, 2023 m.). Baterijų sistemos (15 000–25 000 dolerių) turi didesnes pradines išlaidas, tačiau mažesnes eksploatacijos išlaidas, ypač naudojant saulės energiją. Per 10 metų litio baterijos tampa 20–40 % pigesnės vietose, kur dažnai nutinka elektros tiekimo pertraukimai, ypač atsižvelgiant į mokesčių lengvatas ir išvengtus kuro kaštus.
Centralizuotos oro kondicionavimo sistemos paprastai veikia nuo 3 iki 5 kW, o mažesnės langų sistemos sunaudoja apie 0,5–1,5 kW priklausomai nuo dydžio ir efektyvumo.
Paleidimo metu oro kondicionieriai reikalauja trikampio daugiau energijos nei įprastai veikiant. Atsarginės sistemos turi atlaikyti šiuos šokus, kad būtų išvengta įtampos kritimo.
Saulės energijos integravimas pagerina baterijų našumą, pratęsia veikimo laiką papildant energiją saulėtomis dienomis, lyginant su atskirais sprendimais.
Baterijos yra tylūs ir be išmetamųjų dujų trumpam laikui, tuo tarpu generatoriai siūlo neribotą veikimo laiką su kuru, tinka ilgesnėms pertraukoms.