کولر گازی سخت‌ترین بار خانگی برای یک سیستم خورشیدی است، ولی نشدنی نیست. پاسخ کوتاه: یک کولر ۱۲۰۰۰ BTU با حدود ۸ ساعت کارکرد روزانه نزدیک به ۷ کیلووات‌ساعت انرژی می‌خواهد که در اقلیم ایران با آرایه‌ای حدود ۲ تا ۲٫۵ کیلووات — یعنی نزدیک به چهار پنل ۵۵۰ واتی — تأمین میشود. اما تعیین‌کنندهٔ اصلی پنل نیست، اینورتر است؛ اینورتر باید جریان لحظهای راهاندازی کمپرسور را تحمل کند، و اگر کولرتان از نوع DC اینورتر باشد، این عدد و به دنبال آن اندازهٔ کل سیستم به‌طور محسوسی پایین می‌آید.
چرا کولر گازی سخت‌ترین بار خانه است
کمپرسور معمولی و جریان راهاندازی
کمپرسور یک کولر گازی معمولی — همان که «آن/آف» یا غیر اینورتری خوانده میشود — با موتور القایی کار میکند. در لحظهٔ استارت، این موتور برای کسری از ثانیه جریانی چند برابر جریان کاری خود می‌کشد؛ برای موتورهای القایی خانگی، جریان راهاندازی معمولاً حدوداً سه تا پنج برابر جریان نامی است و مقدار دقیقش به مدل کمپرسور و وجود یا نبود خازن راه‌انداز بستگی دارد. اینورتری که فقط برای توان میانگین انتخاب شده باشد، در همان لحظه وارد حفاظت اضافه‌بار میشود و قطع میکند.
بدتر اینکه کمپرسور غیر اینورتری به‌صورت روشن-خاموش کار میکند: با رسیدن به دمای تنظیم‌شده خاموش میشود و کمی بعد دوباره راه می‌افتد. یعنی این جهش جریان یک بار در روز اتفاق نمی‌افتد، ده‌ها بار در روز تکرار میشود.
کولر DC اینورتر چه چیزی را عوض میکند
در کولر DC اینورتر، برق ورودی ابتدا یکسو و سپس با فرکانس متغیر به کمپرسور داده میشود. نتیجه سه تفاوت مهم است: کمپرسور به‌جای خاموش و روشن شدن، دور خود را کم و زیاد میکند؛ راهاندازی نرم است و آن جهش جریان چندبرابری را ندارد؛ و مصرف در بار نسبی کمتر است، چون دستگاه لازم نیست هر بار از صفر شروع کند.
برای یک سیستم خورشیدی این یعنی اینورتر کوچک‌تر، بانک باتری کوچک‌تر و کابل نازک‌تر. اگر قرار است کولر با خورشید کار کند و هنوز کولری نخریده‌اید، انتخاب مدل DC اینورتر بیشترین اثر را روی هزینهٔ کل سیستم می‌گذارد — بیشتر از انتخاب برند پنل.
از BTU به وات و از وات به کیلووات‌ساعت
BTU واحد ظرفیت سرمایش است، نه توان مصرفی، و این رایج‌ترین سوءتفاهم در این موضوع است. برای تبدیل تقریبی، توان الکتریکی ورودی یک اسپلیت را می‌توان حدوداً برابر ظرفیت BTU تقسیم بر ۱۰ گرفت؛ یعنی یک کولر ۱۲۰۰۰ BTU حدود ۱۲۰۰ وات و یک کولر ۲۴۰۰۰ BTU حدود ۲۴۰۰ وات. این فقط یک تخمین کاری است؛ عدد واقعی روی برچسب انرژی و دیتاشیت دستگاه نوشته شده و به راندمان همان مدل بستگی دارد.
دستگاه در طول کارکرد همیشه با توان کامل کار نمی‌کند و متوسط مصرف معمولاً حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد توان نامی درمی‌آید. پس دو گام محاسبه چنین است:
- توان متوسط (وات) ≈ (BTU ÷ ۱۰) × ۰٫۷۵
- انرژی روزانه (کیلووات‌ساعت) = توان متوسط × ساعت کارکرد ÷ ۱۰۰۰
مثال: کولر ۱۸۰۰۰ BTU توان متوسطی حدود ۱۳۵۰ وات دارد و با ۸ ساعت کارکرد روزانه، حدود ۱۰٫۸ کیلووات‌ساعت در روز مصرف میکند.
سایز کردن آرایهٔ خورشیدی
حالا انرژی روزانه را به توان آرایه تبدیل کنید. با ساعت اوج تابش ۴٫۵ ساعت و ضریب عملکرد ۰٫۷۵ — که برای بیشتر مناطق ایران برآوردی محافظه‌کارانه است — هر یک کیلووات آرایه به‌طور میانگین حدود ۳٫۴ کیلووات‌ساعت در روز تولید میکند. پس توان آرایه برابر است با انرژی روزانه تقسیم بر ۳٫۴، و تعداد پنل برابر است با توان آرایه تقسیم بر توان هر پنل. همین روش برای کل خانه در راهنمای تعیین تعداد پنل خورشیدی یک خانه باز شده و توان‌های موجود در صفحهٔ پنل‌های خورشیدی قابل مقایسه است.
یک نکتهٔ مثبت که کمتر گفته میشود: کولر گازی دقیقاً وقتی بیشترین کار را میکند که خورشید هم در اوج است. این هم‌زمانی باعث میشود بخش بزرگی از انرژی کولر مستقیماً از آرایه تأمین شود و از باتری عبور نکند — و هر کیلووات‌ساعتی که از باتری عبور نکند، هم ارزان‌تر است و هم تلفات کمتری دارد.
سایز کردن اینورتر: بر مبنای جریان راهاندازی، نه میانگین
این بخشی است که بیشترین سیستم‌ها در آن اشتباه بسته می‌شوند. اینورتر دو عدد دارد: توان پیوسته و توان جهشی یا surge که معمولاً برای چند ثانیه قابل تحمل است. انتخاب باید بر مبنای هر دو باشد:
- کولر DC اینورتر: توان پیوستهٔ اینورتر دست‌کم حدود ۱٫۵ تا ۲ برابر توان نامی کولر.
- کولر معمولی: توان پیوسته دست‌کم حدود ۲٫۵ تا ۳ برابر توان نامی کولر، و اینورتری که توان جهشی نزدیک به دو برابر توان پیوستهٔ خود را تحمل کند.
- بارهای دیگر خانه — یخچال، پمپ، روشنایی — باید به توان پیوسته اضافه شوند، چون همزمان با کولر روشن‌اند.
- شکل موج باید سینوسی خالص باشد؛ موج شبه‌سینوسی برای موتور کمپرسور مناسب نیست و باعث گرم‌شدن و کاهش عمر آن میشود.
در سیستم مستقل از شبکه این وظیفه بر عهدهٔ اینورترهای آف‌گرید است و در سیستمی که هم شبکه دارد و هم باتری، اینورترهای هیبرید این کار را انجام می‌دهند و می‌توانند در اوج مصرف، کمبود را از شبکه بگیرند.
جدول برآورد آرایه و اینورتر بر اساس ظرفیت کولر
اعداد زیر برآورد هستند و بر این فرض‌ها بنا شده‌اند: توان متوسط برابر یک‌دهم ظرفیت BTU ضربدر ۰٫۷۵، هشت ساعت کارکرد روزانه، ساعت اوج تابش ۴٫۵ و ضریب عملکرد ۰٫۷۵. ستون اینورتر فقط بار کولر را در نظر گرفته است؛ بارهای دیگر خانه باید اضافه شوند.
| ظرفیت کولر | توان متوسط | انرژی روزانه (۸ ساعت) | توان آرایه | پنل ۵۵۰ واتی | حداقل توان پیوستهٔ اینورتر (اینورتری / معمولی) |
|---|---|---|---|---|---|
| ۱۲۰۰۰ BTU | حدود ۹۰۰ وات | حدود ۷٫۲ کیلووات‌ساعت | حدود ۲٫۲ کیلووات | ۴ عدد | ۲ / ۳ کیلووات |
| ۱۸۰۰۰ BTU | حدود ۱۳۵۰ وات | حدود ۱۰٫۸ کیلووات‌ساعت | حدود ۳٫۲ کیلووات | ۶ عدد | ۳ / ۵ کیلووات |
| ۲۴۰۰۰ BTU | حدود ۱۸۰۰ وات | حدود ۱۴٫۴ کیلووات‌ساعت | حدود ۴٫۳ کیلووات | ۸ عدد | ۴ / ۶ کیلووات |
| ۳۰۰۰۰ BTU | حدود ۲۲۰۰ وات | حدود ۱۷٫۶ کیلووات‌ساعت | حدود ۵٫۲ کیلووات | ۱۰ عدد | ۵ / ۸ کیلووات |
اگر کولر بیش از هشت ساعت در روز کار میکند، انرژی روزانه و در نتیجه توان آرایه به همان نسبت بالا می‌رود؛ توان اینورتر اما تغییر نمی‌کند، چون به ساعت کارکرد ربطی ندارد.
باتری: اگر می‌خواهید شب هم کولر کار کند
تا وقتی خورشید هست، آرایه میتواند کولر را مستقیم کار بدهد. مسئله از غروب شروع میشود. ظرفیت لازم باتری از این رابطه می‌آید: توان متوسط کولر ضربدر ساعت کارکرد شبانه، تقسیم بر عمق دشارژ مجاز.
مثال: یک کولر ۱۸۰۰۰ BTU با توان متوسط ۱۳۵۰ وات که ۵ ساعت شبانه کار کند، حدود ۶٫۸ کیلووات‌ساعت انرژی مصرف میکند. با باتری LiFePO4 که معمولاً تا حدود ۸۰ تا ۹۰ درصد ظرفیت اسمی قابل استفاده است، به بانکی حدود ۸ کیلووات‌ساعت نیاز دارید — در سیستم ۴۸ ولت چیزی نزدیک به ۱۶۵ آمپرساعت. با باتری اسیدی که عمق دشارژ مجازش حدود ۵۰ درصد است، همان کار به بانکی نزدیک به ۱۳٫۵ کیلووات‌ساعت یعنی حدود ۲۸۰ آمپرساعت در ۴۸ ولت نیاز دارد. مفهوم عمق دشارژ در عمق دشارژ باتری یا DoD چیست توضیح داده شده و گزینه‌های لیتیومی در صفحهٔ باتری‌های لیتیوم LiFePO4 فهرست شده‌اند.
دو نکتهٔ عملی: اول اینکه جریان دشارژ پیوستهٔ بانک باتری هم باید جوابگو باشد، نه فقط ظرفیت آن؛ بانک کوچکی که ظرفیت کافی دارد ممکن است جریان لازم برای راهاندازی کمپرسور را نتواند بدهد. دوم اینکه گرمای تابستان هم بر ظرفیت و هم بر عمر باتری اثر می‌گذارد، پس محل نصب باتری باید خنک و دارای تهویه باشد.
چرا آن‌گرید یا هیبرید معمولاً انتخاب بهتری است
کولر گازی بار بزرگی است و ساختن یک سیستم کاملاً مستقل برای آن، بانک باتری بزرگ و در نتیجه گران‌ترین حالت ممکن را لازم دارد. اگر شبکهٔ برق در دسترس است، دو گزینهٔ منطقی‌تر وجود دارد. در سیستم آن‌گرید، آرایه در ساعات اوج تابش — که دقیقاً ساعات اوج کار کولر است — تولید میکند و کمبود از شبکه گرفته میشود؛ باتری اصلاً لازم نیست. در سیستم هیبرید، بانک باتری فقط اندازهٔ ساعات موردنیاز شب بسته میشود و بقیهٔ کار بر عهدهٔ شبکه است.
سیستم کاملاً آف‌گرید وقتی منطقی است که شبکه در دسترس نباشد یا قطعی برق برایتان هزینهٔ مستقیم ایجاد کند. برای برآورد اولیهٔ ظرفیت آرایه و باتری بر اساس بارهای خودتان، ماشین‌حساب برآورد سیستم خورشیدی نقطهٔ شروع خوبی است.
پرسش‌های پرتکرار
آیا پنل خورشیدی میتواند کولر گازی را روشن کند؟
بله، به شرطی که اینورتر برای جریان راهاندازی کمپرسور انتخاب شده باشد و نه فقط برای توان میانگین. پنلها انرژی روزانه را تأمین میکنند و اینورتر باید توان لحظهای استارت را تحمل کند. کولرهای DC اینورتر به دلیل راهاندازی نرم، این کار را بسیار سادهتر میکنند.
برای کولر گازی ۱۸۰۰۰ چند پنل خورشیدی لازم است؟
با فرض توان متوسط حدود ۱۳۵۰ وات و هشت ساعت کارکرد روزانه، مصرف حدود ۱۰٫۸ کیلووات‌ساعت در روز است. با ساعت اوج تابش ۴٫۵ و ضریب عملکرد ۰٫۷۵، این یعنی آرایه‌ای حدود ۳٫۲ کیلووات، یعنی نزدیک به شش پنل ۵۵۰ واتی. اگر ساعت کارکرد بیشتر باشد، تعداد پنل به همان نسبت بالا می‌رود.
آیا میشود کولر گازی را بدون باتری با خورشید کار داد؟
در سیستم متصل به شبکه بله، چون شبکه نقش پشتیبان را بازی میکند و کولر عملاً در ساعات اوج تابش با انرژی آرایه کار میکند. در سیستم مستقل از شبکه بدون باتری نمیشود، چون با هر ابر گذرا ولتاژ افت میکند و کمپرسور قطع و وصل میشود که به خودش هم آسیب میزند.
چه اینورتری برای کولر گازی مناسب است؟
اینورتر سینوسی خالص با توان پیوستهٔ کافی برای مجموع بارها و توان جهشی مناسب برای استارت کمپرسور. برای کولر معمولی معمولاً توان پیوسته‌ای حدود ۲٫۵ تا ۳ برابر توان نامی کولر لازم است و برای کولر DC اینورتر حدود ۱٫۵ تا ۲ برابر. اگر شبکه در دسترس است، اینورتر هیبرید انعطاف بیشتری می‌دهد چون میتواند کمبود اوج را از شبکه جبران کند.
محصولات مرتبط
همهٔ محصولات «اینورتر هایبرید»
اینورتر هایبرید خورشیدی مدال پاور ۶ کیلووات
