Pouvez-vous faire fonctionner un climatiseur avec des panneaux solaires ? Guide des tailles et du système

Oui, vous pouvez faire fonctionner un climatiseur avec des panneaux solaires. La pertinence du système pour votre maison ou votre entreprise dépend de trois éléments : la consommation électrique du climatiseur, la puissance du panneau solaire et la quantité de batterie ou de secours du réseau que vous incluez. Un climatiseur solaire dédié doté d'un onduleur CC interne nécessite généralement moins de panneaux et subit moins de pertes de conversion qu'un climatiseur conventionnel associé à un onduleur solaire séparé.

Comment fonctionne réellement un climatiseur à énergie solaire

Un climatiseur conventionnel convertit l'alimentation CA en alimentation CC en interne, puis utilise une carte inverseur pour piloter un compresseur à vitesse variable. Un climatiseur solaire change le côté d’entrée : au lieu d’accepter uniquement le courant alternatif du réseau, il prend l’électricité continue directement des panneaux photovoltaïques. Le compresseur fonctionne toujours en courant continu, mais la source de cette énergie devient le panneau solaire plutôt que le réseau.

Deye aborde ce problème avec un contrôleur inverseur CC à onde sinusoïdale de 180 degrés, une technologie que l'entreprise a perfectionnée depuis 2007. Ce contrôleur permet au compresseur de démarrer en douceur et de moduler sur une large plage de vitesse, ce qui est exactement ce qui permet à une unité solaire de fonctionner sans problème lorsque l'irradiation change lorsque les nuages ​​passent au-dessus.

En pratique vous rencontrerez trois dispositions principales :

• ACDC hybride : l'unité utilise d'abord le courant continu solaire, puis tire automatiquement du courant alternatif de secours du réseau lorsque la production photovoltaïque est insuffisante. Il s’agit du choix le plus courant pour les installations résidentielles et commerciales légères.
• DC 48 V hors réseau : le climatiseur fonctionne à partir d'un parc de batteries de 48 V chargé par des panneaux solaires. Aucune connexion au réseau n'est requise, ce qui en fait la norme pour les chantiers de construction, les fermes et les cabanes éloignés.
• Solaire pour toute la maison relié au réseau : un réseau conventionnel sur le toit alimente tous les appareils via un onduleur solaire, et le courant alternatif consomme de l'électricité solaire comme n'importe quelle autre charge. Cela fonctionne, mais il est moins efficace pour faire fonctionner une grande charge CA qu’une unité conçue pour une entrée photovoltaïque directe.

La distinction est importante parce qu'un climatiseur solaire hybride ACDC élimine la double conversion : le courant continu solaire va directement dans le pilote du compresseur au lieu d'être inversé en courant alternatif puis reconverti en courant continu. Moins de conversion signifie plus de refroidissement à partir de la même zone de panneau.

De combien de panneaux solaires avez-vous besoin pour faire fonctionner un climatiseur ?

Commencez par la puissance nominale du climatiseur, et non par sa capacité de refroidissement. Une unité d’une tonne peut produire 3,5 kW de refroidissement tout en consommant seulement 700 à 900 W d’électricité. Multipliez les watts de fonctionnement par les heures de fonctionnement quotidien, puis divisez par le nombre d'heures d'ensoleillement maximales à votre emplacement et par un facteur d'efficacité du système d'environ 0,8.

Watts PV nécessaires = (watts de fonctionnement CA × heures de fonctionnement quotidien) ÷ (heures d'ensoleillement de pointe × 0,8)

Pour un onduleur CA de 1,5 tonne qui consomme 1 400 W et fonctionne 6 heures par jour, avec 5 heures d'ensoleillement de pointe, le résultat est (1 400 × 6) ÷ (5 × 0,8) = 2 100 W de capacité photovoltaïque. En utilisant des panneaux de 400 W, cela représente 5 à 6 panneaux pour le climatiseur seul. Si vous ajoutez une batterie pour une utilisation nocturne, multipliez la taille de la batterie selon la même logique.

Le tableau ci-dessous compare la capacité photovoltaïque moyenne requise pour chaque catégorie afin que vous puissiez estimer la taille de la surface du toit et le budget de l'onduleur avant de contacter un fournisseur.

Les chiffres ci-dessus sont des guides de planification et non des garanties. Les chiffres réels varient en fonction de la température de consigne intérieure, de la température extérieure, de la qualité de l'isolation et de la cote d'efficacité énergétique de l'unité. Un AC solaire hybride avec un compresseur DC à haut rendement se situe souvent à l’extrémité inférieure de ces fourchettes.

ACDC hybride, DC hors réseau ou lié au réseau : quel système correspond à votre situation ?

Chaque architecture résout un problème différent. Choisissez en fonction de la fiabilité du réseau, du budget d'installation et si vous prévoyez de faire fonctionner le climatiseur après le coucher du soleil.

Qu’est-ce qui affecte les performances réelles du système solaire AC ?

Les wattheures quotidiens moyens d’une fiche technique ne correspondront pas à ce que vous ressentez sur votre toit. Ces variables comptent plus que la seule puissance du panneau :

• Les heures d'ensoleillement maximales varient de 3,5 dans les climats nuageux à 6,5 dans les régions désertiques. Concevez pour le pire mois, pas pour la moyenne annuelle.
• Orientation et ombrage des panneaux. Les obstructions sur le toit, la saleté et les températures élevées peuvent réduire la production photovoltaïque de 10 à 25 %.
• Coup de bélier au démarrage du compresseur. Même avec la technologie inverseur à démarrage progressif, un compresseur consomme 1,5 à 2 fois sa puissance de fonctionnement pendant un instant au démarrage. Les systèmes hybrides avec sauvegarde sur réseau couvrent automatiquement ce problème.
• Choix du réfrigérant. Les unités utilisant le R32 fonctionnent avec une meilleure efficacité énergétique que les anciens modèles au R410A, en particulier à des températures ambiantes élevées.
• Charge de refroidissement. Une pièce ombragée et bien isolée a besoin de beaucoup moins d’énergie de refroidissement qu’un espace aux parois de verre avec des fenêtres orientées à l’ouest.
• Efficacité de l'onduleur. Un contrôleur à onde sinusoïdale à 180 degrés évite l'ondulation de couple trouvée dans les anciens entraînements à onde carrée, réduisant ainsi les pertes électriques en cas de charge partielle.
• Poussière et entretien. Les serpentins du condenseur sales et les filtres obstrués peuvent augmenter la consommation électrique CA de 10 à 15 % sur une seule saison.

Options de climatiseurs solaires à considérer

Deye fabrique une gamme de climatiseurs solaires avec des contrôleurs MPPT intégrés qui acceptent directement l'entrée PV. Voici trois configurations qui correspondent aux scénarios de dimensionnement ci-dessus.

Climatiseur solaire hybride ACDC mural Deye Cette unité hybride murale accepte une entrée photovoltaïque directe via un contrôleur MPPT intégré et offre une sauvegarde du réseau, ce qui en fait un choix pratique pour les utilisateurs résidentiels recherchant des coûts d'installation réduits et un refroidissement fiable. Voir le produit →

Climatiseur solaire mural hors réseau DC 48 V Deye Conçue pour les bâtiments éloignés et le refroidissement d'urgence, cette unité hors réseau DC 48 V fonctionne sur un parc de batteries au lieu du réseau, ce qui convient aux endroits où l'alimentation du réseau n'est pas disponible ou peu fiable. Voir le produit →

Climatiseur solaire à cassette commerciale légère Deye Ce type de cassette montée au plafond offre une distribution d'air même dans quatre directions pour les petits bureaux et magasins, fonctionnant en mode hybride solaire-réseau sans avoir besoin d'onduleurs ou de batteries supplémentaires. Voir le produit →

Le modèle ACDC hybride mural est la solution idéale pour les utilisateurs résidentiels qui souhaitent une sauvegarde du réseau et un faible coût d'installation. La version DC 48 V hors réseau remplace le réseau par un parc de batteries, ce qui la rend adaptée aux bâtiments isolés et au refroidissement d'urgence. Pour les petits bureaux, les magasins et les espaces multi-pièces, le type de cassette commerciale légère fournit un refroidissement monté au plafond avec la même logique ACDC hybride.

Qu’en est-il des batteries et du refroidissement nocturne ?

Un panneau solaire sans batteries ne peut pas faire fonctionner un climatiseur la nuit. Si vous prévoyez un refroidissement après le coucher du soleil, vous avez besoin soit d'un système hybride ACDC avec sauvegarde sur réseau, soit d'un système hors réseau avec stockage sur batterie.

Pour dimensionner une batterie, multipliez la puissance de fonctionnement du secteur par les heures du soir que vous devez couvrir. Une unité murale de 1,5 tonne consommant 1 400 W pendant 5 heures a besoin d’environ 7 kWh de capacité de batterie utilisable. Étant donné que les batteries ne doivent pas être déchargées en dessous de 20 % de leur capacité nominale, le parc de batteries installé doit être d'environ 8,5 à 9 kWh pour un modèle au lithium, ou plus pour une chimie au plomb scellée.

Les systèmes hybrides vous donnent la liberté de fonctionner à l’énergie solaire pendant la journée et de consommer de l’électricité du réseau la nuit, évitant ainsi entièrement les coûts de la batterie. Les utilisateurs hors réseau, quant à eux, doivent considérer le parc de batteries comme un coût d’exploitation de base, comparable au climatiseur lui-même. Dans les deux cas, un contrôleur MPPT qui suit le point de puissance maximal du générateur photovoltaïque récupérera 10 à 20 % d'énergie en plus qu'un simple régulateur PWM.

Considérations relatives aux coûts et au retour sur investissement

La décision d'installer un climatiseur solaire doit être motivée par les tarifs d'électricité locaux, la disponibilité de la lumière solaire et le prix d'un climatiseur standard comparable plus une installation solaire séparée.

• Un AC solaire hybride ACDC coûte généralement 30 à 50 % de plus qu’un onduleur AC conventionnel de capacité de refroidissement égale.
• L'ajout d'un générateur photovoltaïque dédié de 2 à 4 kW coûte plusieurs milliers de dollars selon la région, la complexité du montage et le coût du rackage.
• Les installations hors réseau augmentent le coût de la batterie, ce qui peut doubler l'investissement total par rapport à un système hybride.
• Dans les régions à fort ensoleillement où les prix de l’électricité sont élevés, les délais d’amortissement sont généralement compris entre trois et six ans. Dans les zones à faible ensoleillement ou à faibles tarifs, le retour sur investissement s'étend sur plus de sept ans et peut ne pas justifier la prime.

Deye a commencé à expédier des climatiseurs solaires au début des années 2010 et, en 2020, les unités de quatrième génération avaient été vendues dans plus de 20 pays, dont les États-Unis, l'Australie, le Pakistan, l'Inde, les Philippines et les marchés du Moyen-Orient, de l'Asie du Sud et de l'Europe. Cette histoire de terrain est importante : un système de climatisation solaire n'est pas une expérience de niche lorsque les programmes solaires à grande échelle et les projets d'électrification hors réseau continuent de sélectionner la même technologie génération après génération.

Questions fréquemment posées sur la climatisation à énergie solaire

L'essentiel

Faire fonctionner un climatiseur avec des panneaux solaires est non seulement possible, mais c'est souvent la bonne solution lorsque les prix de l'électricité sont élevés et que la lumière du soleil est abondante. La clé est de choisir un courant alternatif conçu pour une entrée photovoltaïque directe, de dimensionner le générateur pour la saison la moins ensoleillée et d'être honnête quant à savoir si vous avez besoin d'un refroidissement nocturne et donc d'une batterie de secours ou d'un réseau.

Les modèles hybrides ACDC offrent le meilleur équilibre pour la plupart des installations résidentielles et commerciales légères, car le réseau gère les courants de pointe et les charges nocturnes tandis que l'énergie solaire couvre les principaux coûts de refroidissement. Pour les emplacements complètement hors réseau, un système 48 V CC constitue la solution éprouvée. Vérifiez les spécifications du courant alternatif prêt à l'énergie solaire avant d'acheter, confirmez la puissance de fonctionnement et la plage de tension MPPT avec votre installateur, et les calculs vous diront exactement de combien de panneaux et de batteries vous avez besoin.