¿Funcionan los aires acondicionados solares? Sí, aquí le explicamos cómo y cuándo

Introducción: La verdadera pregunta detrás de "¿Funciona realmente la CA solar?"

Su factura de electricidad de verano aumenta cada año, la red se vuelve cada vez menos predecible y el término "aire acondicionado solar" aparece en casi todos los resultados de búsqueda. La pregunta práctica detrás de todo ese ruido es simple: ¿los acondicionadores de aire que funcionan con energía solar realmente funcionan o son simplemente unidades de aire acondicionado comunes con un panel atornillado?

La respuesta directa es sí. Los acondicionadores de aire que funcionan con energía solar funcionan y la tecnología está lo suficientemente madura como para que Deye haya estado desarrollando la tecnología de inversor habilitadora desde 2007, se haya centrado en la CA solar desde 2015 y haya enviado sus unidades de cuarta generación a más de 20 países en 2020, incluidos Estados Unidos, Australia, Pakistán e India. La respuesta más honesta es que el rendimiento en el mundo real depende de qué ruta técnica utilice y qué tan bien se adapta a su edificio, clima y patrón de uso.

También hay dos cosas diferentes llamadas aire acondicionado solar. La ruta común es una CA normal conectada a un sistema solar en el tejado a través de un inversor externo. Funciona, pero paga penalizaciones energéticas en el proceso de conversión. La ruta que más importa para los costos de refrigeración es el aire acondicionado solar integrado: una unidad híbrida de CA/CC o de CC fuera de la red que acepta electricidad de CC directamente de paneles solares. Este artículo se centra en esa ruta.

Cómo funcionan realmente los aires acondicionados que funcionan con energía solar

Un aire acondicionado solar integrado funciona según un principio simple: los paneles fotovoltaicos generan electricidad de CC y el compresor dentro de un aire acondicionado solar funciona con energía de CC. En lugar de enviar energía CC del panel a través de un inversor externo para convertirla en CA y luego dejar que el aire acondicionado la convierta nuevamente a CC internamente, una unidad híbrida CA/CC alimenta la energía solar CC directamente al compresor. Eliminar ese paso de conversión reduce las pérdidas eléctricas y convierte una mayor cantidad de cada vatio del panel en refrigeración.

La secuencia de funcionamiento en una unidad híbrida AC/DC sigue tres pasos:

• Los paneles solares generan energía de CC y el sistema prioriza esa energía para el compresor durante las horas del día.
• Si la producción solar cae por debajo de lo que la unidad necesita, la CA consume automáticamente la energía de la red o la CC de la batería, según el modelo.
• Cuando vuelve el sol, la unidad vuelve al funcionamiento solar sin ninguna intervención manual.

Los sistemas de CC fuera de la red funcionan de la misma manera, excepto que la fuente de respaldo es un banco de baterías en lugar de una red pública.

Un componente central dentro de estas unidades es el controlador del inversor. El controlador inversor de CC de onda sinusoidal de 180° que Deye desarrolló en 2007 suaviza la potencia entregada al compresor, permitiéndole funcionar de manera eficiente con carga parcial. Esto es importante porque un aire acondicionado pasa la mayor parte de su vida funcionando por debajo de su capacidad máxima, y ​​el control limpio de la forma de onda afecta directamente tanto a la eficiencia como a la durabilidad.

También existe una tecnología separada llamada bomba de calor solar, que utiliza energía solar para calentar un fluido que impulsa el ciclo de enfriamiento. Puede ser la respuesta correcta para proyectos específicos, pero es estructuralmente diferente de las unidades fotovoltaicas de accionamiento directo que se tratan aquí. Para hogares y pequeñas empresas, los equipos híbridos de CA/CC y CC fuera de la red suelen ser la opción más práctica.

Los factores que determinan si la CA solar funciona para usted

El buen funcionamiento de un aire acondicionado solar integrado no es una cuestión teórica. Cuatro variables controlan el resultado y cada una de ellas puede evaluarse antes de comprometerse con una compra.

La mayoría de las quejas sobre la CA solar provienen de una falta de coincidencia en uno de estos cuatro factores, no de un defecto en la tecnología en sí.

CA/CC híbrida versus CC fuera de la red: ¿Qué configuración de CA solar funciona mejor?

La categoría de aire acondicionado solar integrado tiene dos rutas de diseño dominantes. Ninguno de los dos es universalmente superior. La opción correcta depende de lo que esté tratando de resolver: reducir una factura de electricidad elevada o enfriar un lugar que la red no puede cubrir.

CA/CC híbrida: la elección para una red eléctrica costosa pero confiable

Cuando la red es estable pero las tarifas bajan, una unidad híbrida AC/DC es la solución más directa. El aire acondicionado consume energía solar CC durante el día, cambia automáticamente a energía de la red cuando el sol no produce suficiente y no requiere batería para funcionar. La red actúa como respaldo ilimitado, por lo que el edificio se mantiene fresco las 24 horas del día sin necesidad de conmutación manual.

La mayoría de los propietarios que evalúan la CA solar por primera vez deberían compararla con este diseño. Si, de lo contrario, instalaría un mini split convencional, los aires acondicionados solares híbridos de CA/CC montados en la pared cubren el factor de forma residencial clásico y vale la pena incluirlos en la lista corta antes de tomar una decisión.

CC fuera de la red: la elección para ausencia de red o red poco confiable

Cuando la red está ausente o se corta con frecuencia, un sistema de CC de 48 V fuera de la red es la categoría correcta. La unidad funciona directamente desde la entrada de CC del panel y un banco de baterías suministra la carga durante la noche o durante largos períodos nublados. El estándar de 48 V es común en el almacenamiento solar, lo que mantiene el abastecimiento de baterías simple y ampliable con el tiempo.

Para hogares rurales, edificios agrícolas, lugares de trabajo remotos y refugios de telecomunicaciones, los aires acondicionados solares de CC de 48 V fuera de la red son la respuesta probada en el campo. La compensación es honesta: la capacidad de la batería aumenta el costo inicial del sistema y requiere un tamaño adecuado, y a cambio se obtiene un enfriamiento que no depende en absoluto de la utilidad.

Las instalaciones comerciales ligeras añaden un tercer factor de forma

Las pequeñas tiendas, oficinas y espacios comerciales necesitan un patrón de flujo de aire diferente al de un dormitorio. Un aire acondicionado solar ligero tipo casete comercial encaja en el techo, distribuye el aire de manera uniforme y libera espacio en la pared y el piso para estanterías. La lógica de evaluación sigue siendo la misma (demanda de refrigeración diurna, exposición al sol del sitio y confiabilidad de la red), pero la forma del equipo sigue el diseño de la habitación.

¿Cuánto puedes ahorrar realmente? (Y lo que cuesta)

Punto de partida honesto: un aire acondicionado que funciona con energía solar cuesta más que un mini split convencional. Está pagando por un controlador más inteligente, paneles solares, hardware de montaje y, en algunos casos, baterías y mano de obra de instalación. Cualquiera que prometa un porcentaje de ahorro fijo está simplificando demasiado los cálculos.

En su lugar, cree su propia estimación. Se necesitan cuatro entradas:

• Tarifa de electricidad: costo total por kWh, incluidas las tarifas.
• Consumo de refrigeración anual: los kWh que utiliza el sistema de refrigeración durante una temporada típica.
• Relación de uso solar directo: la fracción del consumo cubierta directamente por la energía del panel, que mejora cuando la demanda de refrigeración diurna es alta.
• Coste de respaldo: energía de la red o ciclo de la batería durante las horas sin sol.

La fórmula de ahorro anual simplificada es: tarifa de electricidad × kWh de refrigeración anual × índice de uso directo de energía solar.

Compare ese resultado con el costo adicional del equipo y la instalación solar y tendrá una estimación de recuperación basada en sus propios números. En mercados de mucho sol y altas tasas, el tiempo de recuperación es significativamente más corto. En regiones con energía barata y sol promedio, se necesita mucho más tiempo y, en esos casos, un aire acondicionado estándar de alta eficiencia puede tener más sentido financiero.

Para sitios sin una red confiable, el cálculo cambia completamente. La unidad solar no compite con la energía barata de la red; Está compitiendo sin ningún tipo de refrigeración. Allí, el valor se mide en horas útiles de operación, no en dólares en una factura de servicios públicos.

Un sistema que reduce el consumo de la red también tiene un beneficio a largo plazo: depende menos de una estructura de precios que no se controla. Ésa es una ventaja estructural, no una cifra de recuperación garantizada.

Preocupaciones comunes: ¿Los aires acondicionados solares funcionan de noche, en invierno o durante olas de calor?

Operación nocturna

No hay paneles solares que generen energía durante la noche, por lo que cada aire acondicionado solar funciona con su fuente de respaldo después de la puesta del sol. Las unidades híbridas de CA/CC cambian automáticamente a la alimentación de la red, lo que mantiene la habitación fresca pero cobra el uso nocturno a la tarifa estándar. Los sistemas fuera de la red funcionan con baterías y la cantidad de noches que pueden cubrir depende de la capacidad de la batería. Si necesita ocho horas de refrigeración todas las noches lejos de la red, dimensione el banco para esa carga.

Invierno y bajas temperaturas exteriores

El enfriamiento rara vez es un problema en climas fríos; La eficiencia de la calefacción se ve afectada. En el modo de bomba de calor, la producción disminuye a medida que desciende la temperatura exterior. Si la unidad también sirve calefacción en invierno, elija un modelo de baja temperatura apto para climas fríos. La elección del refrigerante también es importante aquí, y el R32 generalmente soporta condiciones ambientales bajas mejor que los refrigerantes más antiguos, razón por la cual las unidades híbridas y fuera de la red actuales se envían cada vez más con R32.

Olas de calor y sol fuerte

Esta es la ventana más favorable para la CA solar. La demanda máxima de refrigeración y la máxima generación solar se superponen por la tarde. Los paneles pierden un poco de eficiencia a medida que aumenta su propia temperatura, pero el efecto práctico es pequeño porque la irradiancia del mediodía sigue siendo fuerte. Ubique la unidad exterior en sombra parcial con flujo de aire abierto, como lo haría con cualquier mini split, y el sistema se mantendrá cerca del rendimiento nominal.

¿Funcionan los aires acondicionados que funcionan con energía solar? La conclusión

Sí, los aires acondicionados que funcionan con energía solar funcionan, y los diseños híbridos integrados de CA/CC y CC fuera de la red tienen una sólida trayectoria en más de 20 países. No son experimentales y la ventaja de eficiencia del accionamiento directo de CC es real. La calificación honesta es que el valor depende de su sitio.

Solar AC merece una seria consideración cuando se enfrenta a una o más de estas situaciones:

• Altas tarifas eléctricas con una importante demanda de refrigeración diurna
• Una rejilla poco confiable o ausente que limita el enfriamiento de confort convencional
• Una pequeña empresa con cargas pesadas de refrigeración durante el día y espacio disponible en el techo para paneles

Si su energía es inusualmente barata, la red es confiable y la mayor parte del enfriamiento ocurre por la noche, un mini split convencional de alta eficiencia puede ser la mejor compra. La decisión inteligente es elegir el formato de equipo que se ajuste a sus condiciones reales, no perseguir la etiqueta solar por sí sola.

Si desea una evaluación realista de su edificio, comuníquese con el equipo de ventas de Deye con su ubicación, habitación o área de piso y tarifa de servicios públicos. Le ayudarán a adaptar la configuración de CA solar a su sitio.