EN
Quick Links
Vairums centrālo kondicionēšanas sistēmu darbojas no 3 līdz 5 kilovatiem, kad tās darbojas, taču logā uzstādītām vienībām parasti ir daudz mazāka jauda, aptuveni no puses kilovata līdz 1,5 kilovatiem, atkarībā no to lieluma un būvnes ērtībām. Piemēram, standarta izmēra centrālais kondicionieris ar 24 000 BTU jaudu parasti patērē aptuveni 4 kW no tīkla, salīdzinot ar mazākiem loga vienībām ar 12 000 BTU, kas saskaņā ar 2023. gada Energy Star datiem parasti patērē aptuveni 1,2 kW. Šo pamata elektroenerģijas prasību izpratne kļūst ļoti svarīga, nosakot, kāda izmēra rezerves baterijas būtu vispiemērotākās mājām, kas izvēlas alternatīvas enerģijas risinājumus.
Kad kondicionieri tiek ieslēgti, patiesībā viņiem nepieciešams apmēram trīs reizes vairāk elektroenerģijas salīdzinājumā ar normālu darbību. Piemēram, standarta 4 kW centrālā vienība varētu pat sasniegt 12 kW, lai tikai sāktu darboties lielo kompresoru no apstāšanās punkta. Ar akumulatoru rezerves sistēmām šeit rodas īsts izaicinājums, jo tām jāspēj izturēt šādas pēkšņas enerģijas prasības, neļaujot spriegumam nokrist pārāk zemu, kas izraisītu negaidītu izslēgšanos. Tāpēc pat tad, kad invertori bieži reklamēti kā izturīgi 10 kW nepārtrauktai darbībai, daudzi māju īpašnieki saskaras ar grūtībām, kad jāiztur īsas, bet intensīvas 12 kW straujās slodzes no viņu 3 tonnu kondicionieriem, kas rodas to ieslēgšanas brīdī.
Akkumulatoru sistēmai jānodrošina abas lietas:
| Kondicioniera tips | Darbības laiks uz 10 kWh bateriju | Minimālais invertora reitings |
|---|---|---|
| Centrālais (4 kW) | 1,5–2,5 stundas | 5 kW nepārtrauktā režīmā |
| Logs (1,2 kW) | 6–8 stundas | 2 kW nepārtrauktā režīmā |
Izlādes dziļuma (DoD) ierobežojumi samazina izmantojamo jaudu — litija jonu baterijām parasti atļauts 90% DoD, tādējādi 10 kWh sistēma nodrošina apmēram 9 kWh jaudu maiņstrāvas slodzēm.
Saskaņā ar 2025. gadā publicētu pētījumu, kas tika veikts Cleantechnica un vērsts uz mājām, kas būvētas, lai izturētu vētras, standarta 10 kWh saules bateriju iestatījumi var nodrošināt tipiskas 3 tonnu gaisa kondicioniera darbību aptuveni stundu, izmantojot inteligenta slodzes pārvaldības metodes, ja notiek strāvas pārtraukumi. Vēlies ilgāku darbības laiku? Nu, parasti baterijām atkal jāuzlādē ar saules paneļiem vai jāuzstāda papildu bateriju komplekti, lai nodrošinātu ilgāku darbību. Galvenais jautājums šeit ir tāds, ka mūsu enerģijas uzglabāšanas jauda atbilst vietējiem laikapstākļiem, ar kuriem faktiski saskaramies, un tas dara visu atšķirību. Piemēram, mājas, kas atrodas reģionos, kuros bieži notiek svelmes, visticamāk, vajadzētu apsvērt 20 kWh vai pat lielāku sistēmu iegādi, lai saglabātu vēsumu, kad temperatūra negaidīti paaugstinās.
Izvēloties rezerves elektroenerģijas opcijas, lielākajai daļai māju īpašnieku jāizlemj, vai pārklāt tikai pamatvajadzības vai nodrošināt visu mājas elektroapgādi. Pamata vajadzībām, piemēram, pārtikas saglabāšanai aukstumā, komfortabla temperatūra un apgaismojums, parasti ir nepieciešami 3 līdz 5 kilovatu jauda. Taču, ja kāds vēlas darbināt visas ierīces pārtraukuma laikā, tostarp lielus patērētājus, piemēram, elektriskās plītis un veļas žāvētājus, tad būs nepieciešama no trīs līdz piecas reizes lielāka jauda nekā nepieciešams tikai pamatvajadzībām. Saskaņā ar dažādiem nozares pētījumiem, aptuveni septiņi no desmit cilvēkiem izvēlas tikai daļējas rezerves sistēmas, jo šādas iekārtas ir ekonomiskākas un efektīvākas. Pilnas mājas risinājumi parasti tiek izmantoti tikai tajās vietās, kur bieži notiek ilgstoši elektroenerģijas pārtraukumi, kas ilst vairākas dienas pēc kārtas.
Lai iegūtu precīzu priekšstatu par elektrisko slodzi, ir jāsaskaita darbības vatus un papildus starta vatus no katras svarīgas ierīces. Piemēram, jūsu centrālā kondicionētāja vienība parasti patērē apmēram 3,8 kilovatus, taču ieslēgšanas brīdī patēriņš var pieaugt līdz pat 11 kW. Tad ir ledusskapis, kas patērē no 150 līdz 400 vatiem, kā arī tās LED spuldzes, kas patērē apmēram 10 vatus katrā, neaizmirstot arī par HVAC ventilatoru, kura patēriņš atkarībā no apstākļiem svārstās no 500 līdz pat 1200 vatiem. Apskatot faktisko jaudas patēriņu laikā, kad notiek pārtraukumi, lielākā daļa mājsaimniecību, izmantojot enerģijas monitora ierīces, atklāj, ka apkures un dzesēšanas sistēmas vienas paņem apmēram 40 līdz 60 procentus no kopējā patēriņa. Tādējādi šīs sistēmas ir visvairāk svarīgais faktors, plānojot rezerves elektroapgādes risinājumus.
Lai izturētu 8–12 stundas, 15 kWh baterija ar slodzes samazināšanas protokoliem var nodrošināt ierobežotu maiņstrāvas darbību kopā ar nepieciešamajām lietām. Lai nodrošinātu 24+ stundu darbību, ir ieteicams izmantot 25+ kWh kapacitāti, lai gan apkārtējā temperatūra virs 95°F (35°C) var samazināt efektīvo kapacitāti par 18–25%. Hibrida sistēmas, kas apvieno saules enerģijas uzlādi ar tīkla pieslēgšanās spējām, nodrošina visuzticamāko vairāku dienu atdzesēšanas atbalstu.
Vairumā litija jonu mājas baterijas rezerves sistēmām ir paredzēts 90% DoD. Šo robežu pārsniedzot, paātrinās novecošanās un saīsinās kalpošanas laiks. Tādējādi 10 kWh baterija maiņstrāvas darbības laikā nodrošina aptuveni 9 kWh izmantojamās enerģijas. Darbojoties ieteiktajā DoD robežās, tiek pagarināta baterijas kalpošanas laiks un nodrošināta stabilā veiktspēja kritisku pārtraukumu laikā.
Invertori pārveido DC akumulatoru enerģiju par maiņstrāvu, lai nodrošinātu elektroiekārtu darbību, parasti darbojoties ar 92–97% efektivitāti, kad slodze ir stabila. Tomēr maiņstrāvas kompresoru palaišanas laikā, kad patēriņš pieaug līdz 3 reizēm vairāk nekā parasti, efektivitāte var samazināties zem 85%, palielinot enerģijas zudumus. Šādi pārveidošanas zudumi samazina pieejamo darbības laiku, īpaši sistēmās, kurās bieži notiek cikliskas darbības.
Baterijas veiktspēja ievērojami pasliktinās augstā temperatūrā. Elektroķīmiskie pētījumi parāda, ka jauda degradējas par 30% ātrāk 95°F (35°C) temperatūrā salīdzinājumā ar 77°F (25°C), tieši tajā laikā, kad vēlēšanās pēc dzesēšanas ir vislielākā. Aktīvās siltuma vadības sistēmas patērē 5–15% no uzkrātās enerģijas, lai uzturētu drošu darbības temperatūru, tādējādi vēl vairāk samazinot izmantojamo jaudu vasaras pārtraukumu laikā.
Intelekta kontrolierētāji optimizē liela patēriņa ierīču darbību, pagaidu režīmā izslēdzot nevajadzīgas slodzes maiņstrāvas iedarbināšanas laikā. Uzlaboti algoritmi uztur iekštelpu temperatūru 5 °F robežās, izmantojot stratēģiskus dzesēšanas ciklus, samazinot kopējo enerģijas patēriņu. Salīdzinot ar tiešu, nepārtrauktu darbību, šādas sistēmas var paildzināt izmantojamo kondicionētāja darbības laiku par 35–50%.
Šodien saules paneļi reāli ietekmē gaisa kondicionētāju izmantošanas samazināšanu. Piemēram, standarta 3 tonnu gaisa kondicionētājs parasti patērē apmēram 28 līdz 35 kilovatstundas dienā, kad darbojas pilnā jaudā. Tagad iedomājieties 4 kW saules enerģijas sistēmu, kas ne tikai uzlādē 10 kWh bateriju jau 2 līdz 3 stundu laikā pie labas saules, bet arī nodrošina gaisa kondicionētāja darbību, kamēr spīd saule. Svarīgi minēt arī pētījumus, kas liecina, ka fotovoltaisko siltuma kolektoru kombinācija ar siltumsūkņu tehnoloģijām var samazināt dzesēšanas enerģijas patēriņu gandrīz par pusi, kā norādīja Bilardo un kolēģi 2020. gadā. Protams, ari atrašanās vieta spēlē lielu lomu. Saules sistēmas, kas uzstādītas saulainajā Arizonā, uzlādē baterijas apmēram par 80 procentiem ātrāk nekā līdzīgas sistēmas Misičiganā, kā norādīja NREL pētnieki pagājušajā gadā. Šīs atšķirības uzsvītro, cik svarīgi ir saprast vietējos klimatiskos apstākļus, lai katrs, kurš vēlas maksimāli izmantot saules enerģijas ieguldījumus, varētu to panākt.
Tīkla vien izlādētas baterijas vienkārši nespēs nodrošināt gaisa kondicionētāja nepārtrauktu darbību ilgstošu elektroenerģijas pārtraukumu laikā. Pieņemsim standarta 15 kWh bateriju, kas nodrošina tipisku 3 tonnu smagu kondicionētāju, kurš darbojas pusi laika, kad ir ieslēgts – šāda iekārta izsmelsies aptuveni pēc 6 stundām, kad saule ir norietējusi. Tomēr ar saules enerģijas integrāciju situācija izskatās daudz labāk. Sistēmas, kas apvieno saules paneļus, var pagarināt baterijas darbības laiku līdz 15–20 stundām, jo tās tiek uzlādētas dienas laikā. Arī autonomām bateriju sistēmām ir vēl viena problēma. Katru reizi, kad kompresors ieslēdzas, tās zaudē 12–18 procentus no uzkrātās enerģijas, jo pastāvīgi jāveic lādēšanas pārveidošana no līdzstrāvas uz maiņstrāvu. Saskaņā ar jauniem pētījumiem par tīkla noturību, šīs zaudējumi rada to, ka autonomās sistēmas vasaras mēnešos, kad visvairāk nepieciešama dzesēšana, ir aptuveni par 23 procentiem mazāk efektīvas nekā hibrīda saules enerģijas sistēmas. Arī iepriekšējā gada Ponemon Institute pētījums to skaidri apstiprina.
Parasti nav vērts maksāt tik daudz nauda par divkārt lielāku baterijas jaudu, ja tā nodrošina tikai 2–3 stundu gaisa kondicionēšanu. Apskatiet šos skaitļus: 20 kWh baterijas uzstādīšana, kas nodrošina dzesēšanu 4 stundas, izmaksā aptuveni 14 000–18 000 USD. Tas ir gandrīz par 92 % dārgāk nekā izvēlēties standarta 10 kWh sistēmu, kas jau ir gatava saules enerģijas integrācijai. Protams, lielākas baterijas ir noderīgas īsākām pārtraukuma periodiem, taču ir arī cita iespēja, kas ir vērta izpēti. Sistēmas, kas apvieno parastās baterijas ar 5–7 kW saules paneļiem, faktiski nodrošina apmēram sešas reizes vairāk dzesēšanas ciklu gadā par aptuveni tādu pašu cenu. Jaunās siltumuzglabāšanas tehnoloģijas noteikti ir interesantas, taču eksperti pašlaik prognozē, ka tās kļūs par parastu lietu vismaz 3–5 gadu laikā.
Kad runa ir par to, lai uzturētu elektroenerģiju pārtraukumu laikā, rezerves ģeneratori vienkārši turpina darboties bez apstājas. Piemēram, 10 kW modelis var nepārtraukti nodrošināt centraļas kondicionēšanas sistēmu, kamēr ir pieejams kurināmais. Salīdziniet ar 10 kWh bateriju, kas kombinēta ar 5 kW invertoru, kura cīnās, lai uzturētu 3 tonnu gaisa kondicionieri ilgāk nekā 2 līdz 3 stundas, jo invertora ierobežojumi un pēkšņie jaudas pieaugumi, kad ierīces ieslēdzas. Reālā atšķirība parādās tad, kad vairākas lielas ierīces vienlaikus mēģina ieslēgties. Ģeneratori šādās situācijās tiešām tiek galā daudz labāk, tāpēc tie joprojām ir iecienītākais izvēles risinājums visaptverošām mājas rezerves risinājumiem, neskatoties uz to augstākajām sākotnējām izmaksām.
Aķu sistēmas darbojas klusi un neizplata piesārņojumu, tās ir ideālas īsām pārtraukšanām (<;12 stundas) un saules enerģijas mājām. Tomēr 72 stundu pārtraukšanai ir izdevīgāki ģeneratori, kuri uzglabā ievērojami vairāk enerģijas – 1 galons propāna nodrošina ~27 kWh. Dažas hibrīda iekārtas izmanto akumulatorus ikdienas izturībai un ģeneratorus kā rezervi ilgstošām pārtraukšanām.
| Faktors | Rezerves ģenerators | Mājas akumulatora rezerve |
|---|---|---|
| Darbības laiks | Neierobežots (ar degvielu) | 8–12 stundas (10 kWh sistēma) |
| Šausmu līmenis | 60–70 dB | <30 dB |
| CO emisijas | 120–200 mārciņas/dienā | 0 mārciņas/dienā (lādētas ar saules enerģiju) |
Ģeneratori maksā 4000–12 000 USD ar uzstādīšanu un prasa papildus 800 USD+/gadā degvielas un apkopes izmaksās (Ponemon 2023). Akumulatoru sistēmas (15 000–25 000 USD) ir dārgākas sākumā, taču ar zemākām ekspluatācijas izmaksām, jo īpaši kopā ar saules paneļiem. 10 gados litija akumulatori kļūst par 20–40% lētākiem apgabalos ar biežām pārtraukšanām, jo īpaši ņemot vērā nodokļu atlaides un ietaupījumus degvielas izmaksās.
Centrālos gaisa kondicionētājus parasti darbina no 3 līdz 5 kW, bet mazāki logu modeļi patērē apmēram 0,5 līdz 1,5 kW atkarībā no izmēra un efektivitātes.
Ieslēgšanas laikā kondicionētājiem nepieciešama trīs reizes lielāka jauda nekā parastā darbībā. Rezerves sistēmām jāspēj izturēt šie strāvas pieaugumi, lai novērstu sprieguma kritumu.
Saules enerģijas integrācija uzlabo akumulatoru veiktspēju, pateicoties enerģijas atjaunošanai saulainā laikā, salīdzinot ar autonomām sistēmām.
Akumulatori ir klusi un neizplata emisijas īsākā pārtraukuma laikā, savukārt ģeneratori nodrošina neierobežotu darbības laiku ar degvielu, kas izdevīgi ilgākiem pārtraukumiem.