EN
Quick Links
Majoritatea sistemelor centrale de aer condiționat funcționează între 3 și 5 kilowați când sunt în funcțiune, dar unitățile montate în fereastră au în general nevoie de mult mai puțină energie, undeva în jur de jumătate de kilowatt până la 1,5 kilowați, în funcție de dimensiunea lor și de eficiența construcției. De exemplu, o unitate centrală standard de aer condiționat de 24.000 BTU consumă de obicei aproximativ 4 kW din rețea, comparativ cu unitățile mai mici de fereastră de 12.000 BTU care tind să consume aproximativ 1,2 kW conform datelor Energy Star din 2023. Înțelegerea acestor cerințe de bază privind electricitatea devine foarte importantă atunci când se determină dimensiunea bateriilor de rezervă care ar funcționa cel mai bine pentru casele care iau în considerare soluții alternative de alimentare.
Atunci când aerul condiționat este pornit pentru prima dată, de fapt, are nevoie de aproximativ de trei ori mai multă electricitate comparativ cu momentul în care funcționează normal. Să luăm ca exemplu o unitate centrală standard de 4 kW - aceasta ar putea atinge chiar 12 kW doar pentru a pune în mișcare compresorul mare de la o oprire totală. Sistemele de rezervă cu baterii se confruntă cu o adevărată provocare în acest punct, deoarece trebuie să poată gestiona aceste cerințe bruște de energie fără ca tensiunea să scadă prea mult, ceea ce ar duce la oprirea neașteptată a tuturor dispozitivelor. Din acest motiv, chiar dacă invertorii sunt adesea promovați ca fiind capabili să gestioneze 10 kW în mod continuu, mulți proprietari de case constată că aceștia întâmpină dificultăți atunci când se confruntă cu acele scurte, dar intense, vârfuri de 12 kW provenite de la unitățile lor de aer condiționat de 3 tone în momentul pornirii.
Un sistem de baterii trebuie să ofere ambele:
| Tip AC | Durată de funcționare pe baterie de 10 kWh | Rating minim invertor |
|---|---|---|
| Central (4 kW) | 1,5–2,5 ore | 5 kW continuu |
| Fereastră (1,2 kW) | 6–8 ore | 2 kW continuu |
Limitele de adâncime a descărcării (DoD) reduc capacitatea utilizabilă – bateriile de tip lithium-ion permit în mod obișnuit un DoD de 90%, ceea ce înseamnă că o unitate de 10kWh livrează aproximativ 9kWh pentru sarcini AC.
Conform unui studiu publicat în Cleantechnica încă din 2025 privind casele construite pentru a rezista furtunilor, o instalație standard de baterii solare de 10kWh poate alimenta un condiționer de 3 tone timp de aproximativ o oră în timpul întreruperilor de curent, dacă folosim tehnici inteligente de gestionare a sarcinii. Doriți o autonomie mai mare? Ei bine, în mod obișnuit, utilizatorii au nevoie ca aceste baterii să fie reîncărcate din nou prin panouri solare sau să instaleze module suplimentare de baterii pentru a funcționa pe durate mai lungi. Concluzia este că potrivirea capacității de stocare a energiei cu tipul de vreme cu care ne confruntăm local face toată diferența. De exemplu, casele situate în zone predispuse la valuri frecvente de căldură ar trebui probabil să ia în considerare investiția în sisteme de aproximativ 20kWh sau chiar mai mari, doar pentru a rămâne la rece atunci când temperaturile cresc neașteptat.
Atunci când iau în considerare opțiunile de alimentare de siguranță, majoritatea proprietarilor de locuințe se confruntă cu alegerea dintre protejarea doar a necesarului esențial sau a întregii case. Necesitățile de bază, cum ar fi menținerea produselor reci, păstrarea unor temperaturi confortabile și asigurarea luminii, necesită în general între 3 și 5 kilowați de putere. Dar dacă cineva dorește să pună în funcțiune toate dispozitivele în timpul unui blackout, inclusiv electrocasnicele mari consumatoare de energie, cum ar fi plitele electrice și uscătoarele de rufe, atunci va avea nevoie de o capacitate cu trei până la cinci ori mai mare decât cea necesară doar pentru esențiale. Conform diverselor studii din industrie, aproximativ șapte din zece persoane aleg în final doar sisteme parțiale de alimentare de siguranță, din cauza prețului și a eficienței acestor configurații mai mici. Soluțiile pentru întreaga casă rămân în general în sfera locurilor care întâmpină pene de curent îndelungate, de câteva zile la rând.
Obținerea unei imagini exacte a sarcinii electrice înseamnă adăugarea wattajului în funcționare și a wattajului suplimentar de pornire de la fiecare aparat important. Să luăm ca exemplu unitatea dvs. centrală de aer condiționat, care de obicei funcționează în jur de 3,8 kilowați, dar poate atinge aproape 11 kW la pornire. Apoi este frigiderul care consumă între 150 și 400 de wați, plus becurile LED care consumă în jur de 10 wați fiecare, fără a mai menționa ventilatorul HVAC care variază între 500 și 1.200 de wați, în funcție de condiții. Atunci când se analizează consumul real de energie în timpul întreruperilor, majoritatea proprietarilor de case descoperă, prin dispozitivele lor de monitorizare a energiei, că sistemele de încălzire și răcire reprezintă aproximativ 40-60% din consumul total. Din acest motiv, aceste sisteme sunt cu mult cele mai importante de luat în considerare atunci când planificați soluții de alimentare de rezervă.
Pentru 8–12 ore de funcționare, o baterie de 15 kWh cu protocoale de reducere a sarcinii poate menține o funcționare limitată a aerului condiționat împreună cu consumatorii esențiali. Pentru o acoperire de 24+ ore, se recomandă 25+ kWh, însă temperaturile ambientale peste 35°C (95°F) pot reduce capacitatea efectivă cu 18–25%. Sistemele hibride care combină încărcarea solară cu funcționarea conectată la rețea oferă cel mai fiabil suport pentru răcire pe durata mai multor zile.
Majoritatea sistemelor de baterii pentru locuințe pe bază de litiu-ion sunt certificate pentru un DoD de 90%. Depășirea acestuia accelerează degradarea și reduce durata de viață. O baterie de 10 kWh oferă astfel aproximativ 9 kWh de energie utilizabilă în timpul funcționării cu aer condiționat. Funcționarea în limitele recomandate ale DoD extinde durata de viață a bateriei și asigură o performanță constantă în timpul întreruperilor critice.
Invertoarele convertesc puterea curentului continuu (DC) al bateriei în curent alternativ (AC) pentru aparate, funcționând de obicei la o eficiență de 92–97% în condiții de sarcină constantă. Cu toate acestea, în timpul pornirii compresorului AC – când cererea atinge de 3 ori puterea nominală – eficiența poate scădea sub 85%, crescând astfel pierderile de energie. Aceste ineficiențe ale conversiei reduc durata de funcționare disponibilă, în special în sistemele cu cicluri frecvente.
Performanța bateriei se degradează semnificativ în căldură ridicată. Studiile electrochimice arată că durata de viață a bateriei se degradează cu 30% mai rapid la 35°C (95°F) comparativ cu 25°C (77°F), exact în momentul în care cererea de răcire este maximă. Sistemele active de management termic consumă între 5–15% din energia stocată pentru a menține temperaturi de funcționare sigure, reducând astfel capacitatea utilizabilă în timpul întreruperilor din vară.
Controlerele inteligente optimizează funcționarea aparatelor cu consum mare, reducând temporar sarcinile neesențiale în momentul pornirii curentului alternativ. Algoritmi avansați mențin temperatura interioară într-un interval de 5°F prin utilizarea unor cicluri strategice de răcire, reducând consumul general de energie. Aceste sisteme pot extinde durata de funcționare utilă a aerului condiționat cu 35–50% comparativ cu o funcționare directă, neîntreruptă.
Panourile solare de astăzi fac o diferență reală atunci când vine vorba de reducerea utilizării aerului condiționat. Să luăm, de exemplu, un sistem standard de aer condiționat de 3 tone, care de obicei consumă între 28 și 35 de kilowați-oră pe zi când funcționează la capacitate maximă. Acum imaginați-vă o instalație solară de 4 kW care nu doar încarcă o baterie de 10 kWh în doar 2-3 ore de soare bun, dar menține și aerul condiționat în funcțiune atât timp cât este lumină. Unii studii recente relevă faptul că combinarea colectorilor fotovoltaici termici cu tehnologia pompelor de căldură poate reduce cerințele de energie pentru răcire cu aproape jumătate, conform lui Bilardo și colegii din 2020. Desigur, locația joacă un rol destul de important. Sistemele instalate în Arizona, unde este mult soare, încarcă bateriile cu aproximativ 80% mai rapid comparativ cu instalațiile similare din Michigan, așa cum a constatat anul trecut Institutul Național de Cercetare privind Energiea Regenerabilă (NREL). Aceste diferențe subliniază de ce este importantă înțelegerea condițiilor climatice locale pentru oricine dorește să-și maximizeze investiția solară.
Bateriile încărcate doar de la rețea nu sunt suficiente pentru a menține funcționarea climatizării în timpul unor întreruperi lungi de curent. Să luăm ca exemplu o baterie standard de 15kWh care alimentează o unitate tipică de aer condiționat de 3 tone, care funcționează jumătate din timpul cât este pornită — această configurație se va epuiza în aproximativ șase ore după ce se face întuneric. Situația este mult mai bună însă dacă se integrează panouri solare. Sistemele care combină panouri solare pot prelungi aceeași durată de funcționare a bateriei între 15 și 20 de ore, deoarece bateria se încarcă în timpul zilei. Sistemele cu baterii autonome au și un alt dezavantaj. Ele pierd între 12 și 18 procente din energia stocată de fiecare dată când compresorul se pornește, din cauza conversiilor constante de la curent continuu la curent alternativ. Conform unor cercetări recente privind reziliența rețelei, aceste pierderi fac ca sistemele autonome să fie cu aproximativ 23 la sută mai puțin eficiente comparativ cu sistemele hibride solare exact în perioadele de vară când este nevoie cel mai mult de răcire. Studiul Institutului Ponemon din anul trecut confirmă destul de clar acest lucru.
A obține dublul capacității bateriei pentru doar 2-3 ore de funcționare a aerului condiționat nu merită, de cele mai multe ori, banii investiți. Uitați-vă la aceste cifre: instalarea unei baterii de 20kWh care asigură răcirea timp de 4 ore ar costa în jur de 14.000 - 18.000 de dolari. Acesta este un cost cu 92% mai mare comparativ cu un sistem standard de 10kWh compatibil cu energia solară. Desigur, bateriile mai mari funcționează decent în cazul întreruperilor scurte de curent, dar există o altă opțiune care merită luată în considerare. Sistemele care combină baterii standard cu panouri solare de 5-7kW oferă, de fapt, de aproximativ șase ori mai multe cicluri de răcire pe an, la un preț similar. Noile tehnologii de stocare termică sunt cu siguranță interesante, însă experții estimează că vor fi răspândite pe scară largă abia peste 3-5 ani.
Atunci când este vorba despre menținerea curentului în timpul întreruperilor, generatoarele de rezervă continuă să funcționeze la nesfârșit. De exemplu, un model de 10 kW poate alimenta în mod neîntrerupt un sistem de aer condiționat central, atâta timp cât există combustibil disponibil. Comparativ cu o baterie de 10 kWh împreună cu un invertor de 5 kW, aceasta întâmpină dificultăți în a menține funcționarea unui aparat de aer condiționat de 3 tone mai mult de 2-3 ore, din cauza limitărilor legate de invertor și a vârfurilor bruște de consum la pornirea aparatelor electrocasnice. Diferența reală apare atunci când mai multe aparate mari trebuie să se pornească simultan. Generatoarele gestionează aceste situații mult mai bine, motiv pentru care rămân opțiunea preferată pentru soluții complete de rezervă pentru acasă, în ciuda costului inițial mai mare.
Sistemele de baterii funcționează în liniște și nu emit poluanți, fiind ideale pentru întreruperi scurte (<;12 ore) și case alimentate de panouri solare. Totuși, întreruperile de 72 de ore favorizează generatoarele, care stochează mult mai multă energie - 1 galon de propan oferă ~27 kWh. Unele configurații hibride folosesc baterii pentru reziliența zilnică și generatoare ca rezervă pentru întreruperi îndelungate.
| Factor | Generator de rezervă | Rezervă de baterie pentru casă |
|---|---|---|
| Timp de rulare | Nelimitat (cu combustibil) | 8–12 ore (sistem de 10kWh) |
| Nivelul zgomotului | 60–70 dB | <30 dB |
| Emisii CO | 120–200 lbs/zi | 0 lbs/zi (încărcare solară) |
Generatoarele costă între 4.000 și 12.000 USD la instalare și implică cheltuieli anuale de peste 800 USD pentru combustibil și întreținere (Ponemon 2023). Sistemele de baterii (15.000–25.000 USD) au costuri inițiale mai mari, dar cheltuieli de exploatare mai mici, mai ales împreună cu energia solară. Pe durata a 10 ani, bateriile de litiu devin cu 20–40% mai ieftine în zonele cu întreruperi frecvente, mai ales atunci când se iau în calcul creditele fiscale și costurile evitate ale combustibilului.
Unitățile centrale de aer condiționat funcționează în mod obișnuit între 3 și 5 kW, în timp ce unitățile mai mici de fereastră utilizează aproximativ 0,5 - 1,5 kW, în funcție de dimensiune și eficiență.
La pornire, aerul condiționat necesită de trei ori mai multă putere decât în timpul funcționării normale. Sistemele de rezervă trebuie să poată gestiona aceste vârfuri pentru a preveni scăderile de tensiune.
Integrarea solare îmbunătățește performanța bateriei, prelungind timpul de funcționare prin reîncărcarea energiei în perioadele însorite, comparativ cu sistemele autonome.
Bateriile sunt silențioase și fără emisii pentru întreruperi scurte, în timp ce generatoarele oferă un timp de funcționare nelimitat cu combustibil, fiind mai potrivite pentru întreruperi mai lungi.