Cần bao nhiêu tấm pin mặt trời để chạy tủ lạnh?

Khám phá những ưu và nhược điểm của việc chạy tủ lạnh của bạn với các tấm pin mặt trời

Khi nói đến mức tiêu thụ điện, điện lạnh là một yếu tố quan trọng. Tủ lạnh là thiết bị gia dụng và thương mại được sử dụng để lưu trữ và bảo quản thực phẩm bằng cách làm lạnh ở một phạm vi nhiệt độ cụ thể.

Nếu bạn quan tâm đến năng lượng mặt trời, bạn có thể tự hỏi bạn cần bao nhiêu tấm pin mặt trời để chạy tủ lạnh?

Theo các nghiên cứu khác nhau, người ta ước tính rằng một tủ lạnh trung bình cần khoảng 3 đến 4 tấm pin mặt trời trung bình để được cung cấp năng lượng. Mặc dù, để có câu trả lời chính xác hơn cho câu hỏi này, bắt buộc phải xem xét các yếu tố khác nhau: mức tiêu thụ điện của tủ lạnh, lượng năng lượng mặt trời có sẵn trên vị trí địa lý của bạn và xếp hạng công suất của các tấm năng lượng mặt trời sẽ sử dụng.

Trong bài viết này, nó sẽ được đề cập đến các cân nhắc đã đề cập trước đó, bao gồm một số phương trình cơ bản để tính toán số lượng tấm pin

Tủ lạnh tiêu thụ bao nhiêu năng lượng?

Cách thông thường để ước tính năng lượng mà một thiết bị tiêu thụ là kiểm tra tỷ lệ điện năng của chúng (Watts) trên các thông số kỹ thuật và nhân nó với số giờ hoạt động, thu được giá trị tính bằng kilowatt-giờ (kWh) .

Về vấn đề này, nếu chúng ta có tải 100W không đổi làm việc khoảng 10 giờ mỗi ngày, chúng ta sẽ nhận được mức tiêu thụ điện là 1 kWh mỗi ngày.

Tuy nhiên, sẽ không chính xác nếu áp dụng cách tính này khi nói đến tủ lạnh. Hóa ra rằng loại thiết bị này không thể được coi là tải không đổi vì có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của nó, ví dụ:

  • Thói quen sử dụng: Khi cửa tủ lạnh thường xuyên mở hoặc để mở, chu trình nén hơi bị cưỡng bức, do đó, máy nén tiêu thụ nhiều điện năng hơn. Hơn nữa, tủ lạnh trống sẽ tiêu thụ nhiều điện năng hơn tủ lạnh dự trữ đáng kể khi cửa được mở vì nhiều không khí mát hơn được thay thế bằng không khí ấm.
  • Loại và kích thước: Tủ lạnh thương mại lớn hơn và tiêu thụ nhiều điện hơn tủ lạnh gia đình.
  • Bố trí: nếu tủ lạnh ở vị trí ấm áp hoặc không đủ thông gió, nó sẽ tiêu thụ nhiều điện năng hơn.
  • Biến đổi khí hậu: Vào mùa hè, tủ lạnh tiêu thụ nhiều điện hơn so với mùa đông do nhiệt độ môi trường tăng cao.
  • Điểm đặt: Nhiệt độ tiêu chuẩn của tủ lạnh, được đặt trong nhà máy, có thể thấp hơn yêu cầu làm mát của bạn, do đó, nó sẽ đòi hỏi nhiều điện hơn.
  • Tuổi và tình trạng: tủ lạnh cũ kém hiệu quả hơn tủ lạnh mới hơn. Ngoài ra, kém hiệu quả hơn những người sử dụng có bảo quản kém.
Đường cong tải của hai loại tủ lạnh khác nhau.

Về các yếu tố trước đây, các nhà sản xuất thường cung cấp mức tiêu thụ năng lượng trung bình hàng năm trong các thông số kỹ thuật của tủ lạnh. Thông thường, nó nằm trong khoảng từ 200kWh đến 600kWh.

Ngoài ra, công nghệ đã có một bước tiến dài về tủ lạnh. Trên thực tế, điều bắt buộc phải đề cập là cuối cùng tủ lạnh tiên tiến phải có Nhãn Ngôi sao năng lượng, cung cấp thông tin về hiệu suất của thiết bị.

Là một người sử dụng năng lượng mặt trời, bạn có thể sẽ muốn mua một chiếc tủ lạnh có hiệu suất cao bằng cách chọn một chiếc tủ lạnh có xếp hạng sao cao, điều này sẽ tiêu thụ ít năng lượng hơn và tiết kiệm nhiều tiền trong hóa đơn sạc điện.

Tôi có thể thu được bao nhiêu ánh sáng mặt trời ở vị trí của mình?

Đo lượng ánh sáng mặt trời ở vị trí địa lý của bạn là một nhiệm vụ cần thiết để tính toán bạn cần bao nhiêu tấm pin mặt trời để chạy tủ lạnh.

Có một số thuật ngữ dùng để chỉ bức xạ do mặt trời tạo ra và rơi xuống bề mặt trái đất, tuy nhiên, điều quan trọng nhất đối với tính toán của chúng tôi là: số giờ mặt trời cao điểm (HSP), là thước đo số giờ với một lý thuyết bức xạ không đổi là 1000W / m2.

Không nên nhầm giờ cao điểm với giờ nắng. Tùy thuộc vào vị trí và mùa của bạn, bạn có thể nhận được 6-8 giờ ánh sáng mặt trời, nhưng giờ cao điểm của năng lượng mặt trời dao động từ 3 đến 6 giờ.

Giờ Mặt Trời cao điểm.

Ngày nay, bạn có thể đo lường và dự báo giờ cao điểm của mặt trời, cũng như các biến số mặt trời khác, ở bất kỳ vị trí nào bạn muốn, bằng cách sử dụng các công cụ trực tuyến do các trung tâm dữ liệu chuyên dụng phát triển, thu thập dữ liệu khí tượng và năng lượng mặt trời để cung cấp tài nguyên cho nghiên cứu năng lượng tái tạo. Ví dụ, NASA Power Project, một nền tảng dễ sử dụng có thể truy cập được cho bất kỳ ai.

Tính toán các tấm năng lượng mặt trời cần thiết để cung cấp năng lượng cho tủ lạnh

Để tính toán có bao nhiêu tấm pin thu năng lượng mặt trời cần để chạy tủ lạnh của bạn; bạn phải làm một số phép toán đơn giản, tận dụng các giá trị của giờ cao điểm mặt trời và năng lượng mà tủ lạnh yêu cầu, cả hai đều được thảo luận trong các phần trước của bài viết này.

Để làm điều này, trước tiên bạn phải tính toán kích thước nguồn DC của hệ thống PV (kWp) bằng cách chia nhu cầu năng lượng hàng ngày (kWh) của tủ lạnh của bạn với nhân số giờ cao điểm của mặt trời (HSP) và một hằng số giảm nhiệt (liên quan đến tổn thất tấm pin) là 0,6 đối với hệ thống không nối lưới. Do đó, phương trình phải là:

Sau khi tính toán kích thước năng lượng của hệ thống PV, bước tiếp theo để có được số lượng tấm pin cần thiết để cung cấp năng lượng cho tủ lạnh của bạn rất đơn giản. Bạn chỉ phải chia giá trị thu được cuối cùng này cho xếp hạng công suất của tấm pin năng lượng mặt trời đã chọn của bạn. Điều này dẫn đến phương trình sau:

Để cung cấp một ví dụ minh họa, hãy xem xét một tủ lạnh có mức tiêu thụ năng lượng trung bình hàng năm là 600kWh, mong muốn được bao phủ bởi các tấm pin mặt trời, tôi cần bao nhiêu tấm trong số đó?

Trước tiên, hãy tiếp tục và chuyển đổi giá trị này thành giá trị hàng ngày như sau:

Chúng tôi sẽ giả định rằng tủ lạnh này được đặt ở California, do đó, như được thấy trong hình 4, nó được ước tính có 5 giờ nắng cao điểm hàng ngày.

Vì vậy, chúng tôi sẽ tiến hành tính toán kích thước công suất hệ thống DC bằng công thức (1):

Bây giờ, bạn phải chọn một tấm năng lượng mặt trời thuận tiện. Ví dụ, chúng tôi đã chọn một tấm pin hiệu quả cao với công suất danh nghĩa là 305W, như trong hình 5. Bây giờ, áp dụng công thức (2), chúng tôi thu được:

Cuối cùng, bạn đã hoàn thành bằng cách biết số lượng tấm pin cần thiết để cung cấp năng lượng cho tủ lạnh của bạn. Bạn có thể lấy các kích thước của tấm pin bằng cách tìm kiếm trong biểu dữ liệu của nó; do đó, bạn có thể tính toán không gian mà hệ thống PV sẽ chiếm, và do đó, ước tính chi phí trung bình của nó.

Phần kết luận:

Mặc dù tủ lạnh ngày càng hoạt động hiệu quả hơn nhưng mức tiêu thụ năng lượng của chúng là đáng kể trong số các thiết bị thông thường. Về vấn đề này, sử dụng năng lượng mặt trời có thể là một lựa chọn tuyệt vời cho bạn khi cung cấp năng lượng cho tủ lạnh của bạn, về mặt hiệu quả và chi phí.

Tương tự như vậy, một câu hỏi thường gặp của những người dùng liên quan đến năng lượng mặt trời, là số lượng chính xác các tấm pin mà họ sẽ cần mua và lắp đặt để chạy tủ lạnh hoặc bất kỳ thiết bị nào khác.

Vì vậy, sau khi xem qua bài viết này, bạn đã có các công cụ và tài nguyên cần thiết để tính kích thước hệ thống PV bạn cần. Tuy nhiên, bạn nên nhờ các chuyên gia tư vấn chuyên môn để phân tích toàn diện hơn về các yêu cầu hệ thống PV của bạn.