¿Se puede hacer funcionar un aire acondicionado con paneles solares? Guía de tamaño y sistema

Sí, puedes hacer funcionar un aire acondicionado con paneles solares. Que el sistema sea práctico para su hogar o negocio depende de tres cosas: el consumo de energía del aire acondicionado, la salida del panel solar y la cantidad de batería o respaldo de red que incluya. Un acondicionador de aire solar dedicado con un inversor de CC interno generalmente necesita menos paneles y sufre menos pérdidas de conversión que un aire acondicionado convencional combinado con un inversor solar separado.

Cómo funciona realmente un aire acondicionado que funciona con energía solar

Un acondicionador de aire convencional convierte internamente el suministro de CA en energía de CC y luego utiliza una placa inversora para accionar un compresor de velocidad variable. Un aire acondicionado solar cambia el lado de entrada: en lugar de aceptar solo CA de la red, toma electricidad CC directamente de los paneles fotovoltaicos. El compresor todavía funciona con CC, pero la fuente de esa energía se convierte en el panel solar en lugar de la red.

Deye aborda esto con un controlador inversor de CC de onda sinusoidal de 180 grados, una tecnología que la compañía ha perfeccionado desde 2007. Ese controlador permite que el compresor arranque suavemente y module en un amplio rango de velocidad, que es exactamente lo que hace que una unidad alimentada por energía solar funcione sin problemas cuando la irradiancia cambia cuando las nubes pasan por encima.

En la práctica encontrará tres disposiciones principales:

• ACDC híbrido: la unidad utiliza CC solar primero y luego extrae CA de respaldo de la red automáticamente cuando la producción fotovoltaica es insuficiente. Esta es la opción más común para instalaciones residenciales y comerciales ligeras.
• DC 48V fuera de la red: el aire acondicionado funciona con un banco de baterías de 48V cargado por paneles solares. No se requiere conexión a la red, lo que lo convierte en el estándar para sitios de construcción, granjas y cabañas remotas.
• Energía solar conectada a la red para toda la casa: un conjunto de techo convencional alimenta todos los electrodomésticos a través de un inversor solar, y la CA consume electricidad solar como cualquier otra carga. Esto funciona, pero es menos eficiente para hacer funcionar una carga de CA grande que una unidad construida para entrada fotovoltaica directa.

La distinción es importante porque aire acondicionado solar híbrido ACDC elimina la doble conversión: la CC solar va directamente al controlador del compresor en lugar de invertirse a CA y luego volver a convertirse a CC. Menos conversión significa más refrigeración desde la misma área del panel.

¿Cuántos paneles solares necesitas para hacer funcionar un aire acondicionado?

Comience con la potencia nominal de funcionamiento del aire acondicionado, no con su capacidad de enfriamiento. Una unidad de 1 tonelada podría producir 3,5 kW de refrigeración y consumir sólo entre 700 y 900 W de electricidad. Multiplique los vatios de funcionamiento por las horas de funcionamiento diario, luego divida por el número de horas pico de sol en su ubicación y por un factor de eficiencia del sistema de aproximadamente 0,8.

Vatios fotovoltaicos necesarios = (vatios de funcionamiento de CA × horas de funcionamiento diarias) ÷ (horas de sol pico × 0,8)

Para un inversor de CA de 1,5 toneladas que consume 1400 W y funciona 6 horas al día, con 5 horas de sol pico, el resultado es (1400 × 6) ÷ (5 × 0,8) = 2100 W de capacidad fotovoltaica. Usando paneles de 400W, es decir, 5-6 paneles solo para el aire acondicionado. Si agrega una batería para funcionamiento nocturno, multiplique el tamaño de la batería por la misma lógica.

El siguiente cuadro compara la capacidad fotovoltaica promedio requerida para cada categoría para que pueda estimar el tamaño del área del techo y el presupuesto del inversor antes de contactar a un proveedor.

Las cifras anteriores son guías de planificación, no garantías. Las cifras reales cambian según la temperatura de referencia interior, la temperatura exterior, la calidad del aislamiento y la clasificación de eficiencia energética de la unidad. Un aire acondicionado solar híbrido con un compresor de CC de alta eficiencia a menudo se ubicará en el extremo inferior de estos rangos.

ACDC híbrido, CC fuera de la red o conectado a la red: ¿qué sistema se adapta a su situación?

Cada arquitectura resuelve un problema diferente. Elija según la confiabilidad de la red, el presupuesto de instalación y si planea hacer funcionar el aire acondicionado después del atardecer.

¿Qué afecta el rendimiento de la CA solar en el mundo real?

El promedio de vatios-hora diarios de una hoja de datos no coincidirá con lo que experimenta en su techo. Estas variables importan más que la potencia del panel por sí sola:

• Las horas pico de sol varían de 3,5 en climas nublados a 6,5 en regiones desérticas. Diseñe para el peor mes, no para el promedio anual.
• Orientación del panel y sombreado. Las obstrucciones en los tejados, la suciedad y las altas temperaturas pueden reducir la producción fotovoltaica entre un 10 y un 25 %.
• Sobretensión en el arranque del compresor. Incluso con la tecnología inversora de arranque suave, un compresor consume entre 1,5 y 2 veces su potencia de funcionamiento durante un momento al arrancar. Los sistemas híbridos con respaldo de red cubren esto automáticamente.
• Elección de refrigerante. Las unidades que utilizan R32 funcionan con mejor eficiencia energética que los diseños más antiguos de R410A, especialmente a altas temperaturas ambiente.
• Carga de refrigeración. Una habitación con sombra y bien aislada necesita mucha menos energía de refrigeración que un espacio con paredes de vidrio y ventanas orientadas al oeste.
• Eficiencia del inversor. Un controlador de onda sinusoidal de 180 grados evita la fluctuación del par que se encuentra en los variadores de onda cuadrada más antiguos, lo que reduce la pérdida eléctrica durante la carga parcial.
• Polvo y mantenimiento. Los serpentines del condensador sucios y los filtros obstruidos pueden aumentar el consumo de energía de CA entre un 10 y un 15 % en una sola temporada.

Opciones de aire acondicionado solares a considerar

Deye fabrica una gama de acondicionadores de aire solares con controladores MPPT integrados que aceptan entrada fotovoltaica directamente. Aquí hay tres configuraciones que coinciden con los escenarios de tamaño anteriores.

Aire acondicionado solar híbrido ACDC montado en la pared Deye Esta unidad híbrida montada en la pared acepta entrada fotovoltaica directa a través de un controlador MPPT incorporado y ofrece respaldo de red, lo que la convierte en una opción práctica para usuarios residenciales que buscan costos de instalación más bajos y refrigeración confiable. Ver producto →

Aire acondicionado solar de 48 V CC fuera de la red montado en la pared Deye Diseñada para edificios remotos y refrigeración de emergencia, esta unidad CC de 48 V fuera de la red funciona con un banco de baterías en lugar de la red, lo que se adapta a lugares donde la energía de la red no está disponible o no es confiable. Ver producto →

Aire acondicionado solar de casete comercial ligero Deye Este tipo de casete montado en el techo proporciona una distribución de aire uniforme en cuatro direcciones para oficinas y tiendas pequeñas, funcionando en modo híbrido solar más red sin necesidad de inversores ni baterías adicionales. Ver producto →

El modelo ACDC híbrido montado en la pared es la solución ideal para usuarios residenciales que desean respaldo de red y un bajo costo de instalación. La versión de CC de 48 V fuera de la red reemplaza la red con un banco de baterías, lo que la hace adecuada para edificios remotos y refrigeración de emergencia. Para oficinas pequeñas, tiendas y espacios con varias habitaciones, el tipo casete comercial ligero proporciona refrigeración montada en el techo con la misma lógica híbrida ACDC.

¿Qué pasa con las baterías y el enfriamiento nocturno?

Un panel solar sin baterías no puede hacer funcionar un aire acondicionado por la noche. Si espera enfriamiento después del atardecer, necesita un sistema híbrido ACDC con respaldo de red o un sistema fuera de la red con almacenamiento de batería.

Para dimensionar una batería, multiplique la potencia de funcionamiento de la CA por las horas nocturnas que necesita cubrir. Una unidad montada en la pared de 1,5 toneladas que consume 1400 W durante 5 horas necesita aproximadamente 7 kWh de capacidad utilizable de la batería. Debido a que las baterías no deben descargarse por debajo del 20 % de su capacidad nominal, el banco de baterías instalado debe tener aproximadamente entre 8,5 y 9 kWh para un modelo de litio, o más grande para productos químicos de plomo-ácido sellados.

Los sistemas híbridos le brindan la libertad de funcionar con energía solar durante el día y consumir electricidad de la red durante la noche, evitando por completo el costo de la batería. Los usuarios fuera de la red, por otro lado, deben tratar el banco de baterías como un costo operativo básico, comparable al propio aire acondicionado. En cualquier caso, un controlador MPPT que rastrea el punto de máxima potencia del conjunto fotovoltaico recuperará entre un 10 y un 20 % más de energía que un simple regulador PWM.

Consideraciones de costo y recuperación de la inversión

La decisión de instalar un aire acondicionado solar debe estar determinada por las tarifas eléctricas locales, la disponibilidad de luz solar y el precio de un aire acondicionado estándar comparable más una instalación solar separada.

• Un aire acondicionado solar ACDC híbrido suele costar entre un 30 y un 50 % más que un aire acondicionado inversor convencional de igual capacidad de refrigeración.
• Agregar un conjunto fotovoltaico dedicado de 2 a 4 kW cuesta varios miles de dólares según la región, la complejidad del montaje y el costo del equipamiento.
• Las instalaciones fuera de la red añaden coste de batería, lo que puede duplicar la inversión total en comparación con un sistema híbrido.
• Los períodos de recuperación en regiones con alta insolación y precios elevados de la electricidad suelen ser de entre tres y seis años. En áreas con menos sol o tarifas bajas, la recuperación se extiende más allá de siete años y puede no justificar la prima.

Deye comenzó a enviar aires acondicionados solares a principios de la década de 2010 y, en 2020, las unidades de cuarta generación se habían vendido a más de 20 países, incluidos Estados Unidos, Australia, Pakistán, India, Filipinas y mercados de Oriente Medio, el sur de Asia y Europa. Esa historia de campo importa: un aire acondicionado solar no es un experimento de nicho cuando los programas solares a escala de servicios públicos y los proyectos de electrificación fuera de la red siguen seleccionando la misma tecnología generación tras generación.

Preguntas frecuentes sobre el aire acondicionado solar

El resultado final

Hacer funcionar un aire acondicionado con paneles solares no sólo es posible, sino que suele ser la solución adecuada cuando los precios de la electricidad son altos y la luz solar es abundante. La clave es elegir un aire acondicionado diseñado para entrada fotovoltaica directa, dimensionar el conjunto para la temporada con menos luz solar y ser honesto acerca de si necesita refrigeración nocturna y, por lo tanto, una batería o una red de respaldo.

Los modelos híbridos ACDC ofrecen el mejor equilibrio para la mayoría de las instalaciones residenciales y comerciales ligeras, porque la red maneja las sobrecorrientes y las cargas nocturnas, mientras que la energía solar cubre el costo principal de enfriamiento. Para ubicaciones completamente fuera de la red, un sistema de 48 V CC es la ruta probada. Verifique las especificaciones del aire acondicionado preparado para energía solar antes de comprar, confirme la potencia de funcionamiento y el rango de voltaje MPPT con su instalador, y las matemáticas le dirán exactamente cuántos paneles y baterías necesita.