Aire acondicionado con energía solar: tipos, costos y guía de compra

¿Qué es un aire acondicionado que funciona con energía solar?

En un estado del cinturón solar como Florida o Texas, las horas más calurosas del día son también las más caras. Los acondicionadores de aire realizan su carga más pesada justo cuando suben los precios de la electricidad por la tarde, razón por la cual tantos propietarios comienzan a investigar acondicionadores de aire que funcionan con energía solar a mediados de julio. El principio es sencillo: utilice la energía del sol en el momento en que más necesite refrescarse.

Un aire acondicionado que funciona con energía solar es un sistema de refrigeración que funciona parcial o totalmente con electricidad procedente de paneles fotovoltaicos. La frase abarca dos enfoques diferentes. El primero es un aire acondicionado solar dedicado, normalmente un minisplit con un compresor de CC que puede funcionar directamente desde paneles solares, ya sea solo o combinado con la red eléctrica. El segundo es un aire acondicionado convencional alimentado por un panel solar para toda la casa a través de un inversor estándar.

Esta guía se centra en el primer enfoque, porque ahí es donde residen las preguntas prácticas: qué tipo comprar, cuántos paneles necesita, cuánto cuesta y si la recuperación es real.

Cómo funciona un aire acondicionado con energía solar

Los paneles solares generan corriente continua (CC). Los acondicionadores de aire estándar funcionan con corriente alterna (CA). Cada diseño de aire acondicionado solar es esencialmente una respuesta a ese desajuste.

Algunas unidades aisladas evitan por completo el desajuste: el conjunto de CC alimenta un compresor de CC directamente, sin paso de inversión, que es el camino más eficiente disponible. Otros sistemas invierten el panel de CC a CA, alimentan una unidad convencional y aceptan las pérdidas de conversión. Los sistemas híbridos AC/DC, el tipo que verá con más frecuencia en el mercado, combinan ambas vías en un solo aire acondicionado. La unidad acepta CC solar en una entrada y CA de red en la otra. Su controlador prioriza la energía solar y la consume de la red sólo cuando los paneles no pueden cubrir la carga. Por la noche o bajo una densa capa de nubes, simplemente funciona con energía de la red como una unidad normal, sin conmutación manual y sin necesidad de batería. Para ver más de cerca la lógica de conmutación, vea cómo funcionan los aires acondicionados solares híbridos CA/CC.

La experiencia del inversor es importante en este diseño. Un compresor de CC de velocidad variable necesita un control preciso para cambiar suavemente entre la entrada solar y la de la red, y esa es exactamente la capacidad construida tras años de desarrollo de accionamientos inversores. Deye, por ejemplo, ha estado perfeccionando la tecnología del controlador inversor de CC de onda sinusoidal de 180 grados desde 2007, una base técnica que se traslada directamente a sus productos de aire acondicionado solar.

Principales tipos de aires acondicionados solares

Cuando comparas productos hoy, encontrarás tres categorías prácticas.

Aires acondicionados solares híbridos CA/CC

Las unidades híbridas de CA/CC están diseñadas para hogares y empresas que ya cuentan con energía de red pero desean facturas de refrigeración más bajas. El controlador decide momento a momento si utilizar CC solar o CA de red. En una tarde soleada, un minisplit híbrido puede funcionar casi exclusivamente con el sol durante seis a ocho horas, que es el período exacto en el que muchos hogares estadounidenses pagan sus tarifas eléctricas más altas.

Estas unidades suelen ser minisplits de pared, disponibles con refrigerante R410A o R32 y en versiones de solo refrigeración o con bomba de calor. Si su red es confiable y su objetivo es reducir las facturas mensuales, esta es la categoría para comenzar. Un representante típico es el Aire acondicionado solar híbrido AC/DC montado en la pared de Deyé.

Aire acondicionado solar híbrido AC ACDC montado en la pared Dga2-Acdcblw-12k R410A/ Zhejiang Deye HVAC Technology Co., Ltd. es un fabricante y proveedor de aire acondicionado solar híbrido ACDC Dga2-Acdcblw-12k de China, nuestro hecho... Ver producto →

Aires acondicionados solares de CC fuera de la red

Las unidades de CC fuera de la red están diseñadas para lugares a los que la red nunca llega o en los que no se puede confiar: establos para caballos, cabañas de caza, talleres y edificios en regiones con red débil. Por lo general, funcionan con un bus de CC de 48 V, el mismo voltaje que utilizan los controladores de carga y los bancos de baterías fuera de la red comunes. Los paneles pueden alimentarlos directamente durante el día y las baterías pueden prolongar el enfriamiento hasta la noche.

Debido a que no hay un inversor de CA en el camino, estas unidades son eléctricamente simples y altamente eficientes en entornos remotos. La desventaja es que no están diseñados para conectarse a la red, por lo que sólo tienen sentido cuando la energía de la red no está disponible o es muy inestable. Para proyectos genuinamente remotos, el Aire acondicionado solar fuera de la red de 48 V CC es la respuesta estándar.

OEM/ODM Rejilla de CA solar montada en la pared DC 48V R410A Fabricantes, proveedores, Fa Zhejiang Deye HVAC Technology Co., Ltd. es un proveedor de China OEM/ODM de CA solar montado en la pared sin rejilla DC 48V R410A y CA solar montado en la pared... Ver producto →

CA convencional conectada a la red Solar Plus

La tercera opción no utiliza ningún aire acondicionado especial. Usted instala un panel solar estándar en el techo, el inversor produce CA y su aire acondicionado existente funciona con el suministro de la casa. Este es también el camino de la modernización: si ya posee una unidad de aire acondicionado convencional y desea hacerla funcionar con luz solar, agrega paneles al techo en lugar de reemplazar la unidad.

Este enfoque funciona bien cuando se desea que un sistema solar sirva para toda la casa. Vale la pena comprender sus limitaciones. Cada vatio pasa por dos conversiones, de CC a CA para la casa y luego de regreso a CC dentro de un compresor accionado por inversor, por lo que hay una pérdida de eficiencia que una unidad solar dedicada evita. Sin baterías, un sistema conectado a la red se apaga durante un corte de energía por seguridad, incluso a pleno sol. Y las reglas de medición neta varían según el estado y la empresa de servicios públicos, por lo que el crédito que recibe por la energía exportada puede estar muy por debajo de la tarifa minorista que paga. Para muchos hogares este camino todavía tiene mucho sentido, pero la economía pertenece más al sistema solar en general que al aire acondicionado.

Cómo dimensionar un sistema de paneles solares para una unidad de aire acondicionado

El error de tamaño más común es elegir los paneles según la clasificación BTU del aire acondicionado en lugar de su entrada eléctrica. BTU/h describe la salida de refrigeración; Los vatios describen lo que realmente consume el compresor. Un minisplit inversor de 12.000 BTU/h suele consumir aproximadamente entre 900 y 1.100 vatios a plena carga, dependiendo de la eficiencia.

Una regla práctica para el funcionamiento solar directo es dimensionar el conjunto de paneles entre 1,3 y 1,5 veces la potencia de entrada nominal del aire acondicionado. El margen adicional cubre las pérdidas del inversor y del controlador, el calentamiento del panel, el polvo y las nubes pasajeras, por lo que la unidad recibe una cobertura solar casi total durante las horas pico de sol.

Por ejemplo, una unidad de 1.000 vatios necesitaría aproximadamente 1.400 vatios de paneles. Con los módulos residenciales actuales de 400 a 450 vatios, son de tres a cuatro paneles. La siguiente tabla proporciona rangos de referencia generales para capacidades comunes de minisplit. Estas son estimaciones para equipos inversores típicos, no garantías para ningún modelo específico.

La producción real también depende de la latitud, la orientación del techo, la sombra y las horas de sol locales. Si una unidad híbrida volverá a conectarse a la red durante la noche, dimensione el conjunto para cobertura diurna únicamente; el sobredimensionamiento agrega costos sin ahorros proporcionales.

Costo, ahorro y período de recuperación

El costo total incluye cinco partes: el aire acondicionado en sí, los paneles fotovoltaicos y el hardware de montaje, cables y componentes de control, baterías opcionales y mano de obra de instalación. En la mayoría de los proyectos residenciales pequeños, los paneles y la mano de obra dominan el presupuesto. Debido a que los precios de los instaladores varían mucho, es inteligente recopilar varias cotizaciones.

Los ahorros provienen de reemplazar la electricidad de la red consumida durante las horas pico de luz del día con energía solar gratuita. Si una unidad híbrida funciona con el sol de seis a ocho horas al día en una región con tarifas eléctricas de entre 18 y 30 centavos por kilovatio-hora, la reducción mensual es sustancial. En mercados de mucho sol y altas tarifas, como Australia, California y Texas, los propietarios suelen informar de una recuperación de la inversión en el rango de tres a siete años. En áreas con tarifas bajas o con poca luz solar, la recuperación se extiende aún más y un aire acondicionado convencional de alta eficiencia podría ser la mejor inversión.

Los factores que más influyen en la recuperación de la inversión son su tarifa de electricidad, cuántas horas al día funciona la unidad a plena carga, sus horas de sol locales y cualquier incentivo o crédito fiscal disponible. Las baterías mejoran la resiliencia pero alargan el período de recuperación de la inversión, por lo que para los sistemas híbridos conectados a la red normalmente recomendamos omitir la batería y dejar que la red se encargue de las noches.

Requisitos y consideraciones de instalación

La mayoría de los problemas de instalación son familiares para cualquier contratista solar, pero algunos puntos son específicos del aire acondicionado solar.

• Orientación del tejado y sombreado. En el hemisferio norte, mire los paneles hacia el sur; en el hemisferio sur, mire hacia el norte. Los árboles, chimeneas o estructuras vecinas que dan sombra al conjunto al mediodía reducen directamente las horas de refrigeración gratuita.
• Conexión eléctrica. Los sistemas híbridos y conectados a la red deben ser cableados por un electricista autorizado para cambiar de forma segura entre CC solar y CA de la red y cumplir con los códigos eléctricos locales. Esta no es una tarea de bricolaje.
• Dimensionamiento de baterías para fuera de la red. Si una unidad fuera de la red funciona sólo durante el día, no se necesita batería. El funcionamiento nocturno requiere un banco de baterías de 48 V del tamaño de la potencia de entrada de la unidad multiplicada por las horas de funcionamiento previstas para la noche.
• Elección de refrigerante. El R32 tiene un potencial de calentamiento global menor que el R410A y requiere una carga menor, pero es levemente inflamable y requiere un manejo certificado. Para la mayoría de los compradores, la disponibilidad del servicio local debería decidir.
• Comodidad y seguimiento. Los mini-splits solares son bombas de calor inversoras, por lo que el confort de refrigeración está a la par de las unidades convencionales de primera calidad. Una pantalla o aplicación que muestre los vatios de la energía solar versus los vatios de la red es realmente útil para verificar los ahorros.

Cómo elegir el aire acondicionado solar adecuado para su situación

Una vez que las categorías están claras, la selección se convierte en un ejercicio de comparación entre su edificio y el sistema.

• Red confiable, tarifas altas: Elige un minisplit híbrido AC/DC de pared. Se instala como un minisplit normal, no requiere batería y mantiene la red como respaldo.
• Realmente fuera de la red: Elija la ruta DC. Una unidad de 48 VCC montada en la pared y aislada de la red funciona directamente desde paneles con almacenamiento de batería opcional.
• Pequeña tienda, oficina o cafetería: Elija un casete de techo. Deye CA solar comercial ligera tipo casete Casete de CA solar comercial ligero tipo R410A/R32 Fabricantes, proveedores, hecho Zhejiang Deye HVAC Technology Co., Ltd. es un fabricante y proveedor de tipo casete de CA solar comercial ligero de China, nuestra fábrica personalizada... Ver producto → Distribuye el aire de manera uniforme por toda la habitación y maneja las cargas más altas y de mayor duración de los espacios orientados al cliente.
• Clima frío: especifique una versión de bomba de calor de baja temperatura en lugar de una unidad de solo refrigeración.
• Casa de varias habitaciones: Mire los sistemas multi-split con una unidad exterior que sirve a varias unidades interiores de pared o techo.

En pocas palabras: ¿Vale la pena un aire acondicionado que funciona con energía solar?

La respuesta es condicional y para el comprador adecuado es claramente sí. El aire acondicionado solar funciona mejor cuando están presentes tres condiciones: fuerte sol local, tarifas eléctricas de moderadas a altas y la mayor parte de la demanda de refrigeración concentrada durante las horas del día. Para ese perfil, una unidad híbrida AC/DC es la opción de menor riesgo. La red permanece como respaldo, no se requiere batería y la recuperación de la inversión generalmente se produce en el rango de tres a siete años en mercados favorables.

Los compradores fuera de la red se enfrentan a una comparación diferente. Sus alternativas realistas son un generador, un refrigerador alimentado por batería o ningún tipo de refrigeración. Frente a esas opciones, un sistema de CC fuera de la red generalmente gana en costo de combustible, ruido y mantenimiento incluso antes de calcular la recuperación de la inversión.

Los propietarios conectados a la red que tengan un gran panel solar existente podrían beneficiarse mejor alimentando un aire acondicionado convencional de alta eficiencia desde ese sistema directamente. La respuesta correcta depende de su techo, su estructura de tarifas de servicios públicos y si necesita protección contra cortes.

La tecnología está madura. Los acondicionadores de aire solares de cuarta generación de Deye ya se venden en más de 20 países, y la decisión actual no se trata tanto de viabilidad como de adaptar la configuración adecuada a su propiedad. Un siguiente paso práctico es comparar los Gama de productos de aire acondicionado solar mini-split. en el sitio web de Deye, luego revise su techo y los detalles de carga con un instalador calificado. tu también puedes contacta con el equipo comercial de Deye directamente para obtener ayuda con la comparación del sistema.