太陽エネルギーを利用してヒートポンプを動かす方法

ご自宅のヒートポンプの運転コストをご存知ですか？アメリカの電気料金表によると、4.5kWのヒートポンプは月額$100かかります。これは1日わずか5時間の使用で発生する料金だと知ると、驚かれるかもしれません。もしかしたら、既にこれらの費用をご存知で、解決策を探している方もいるかもしれません。光熱費の節約をお考えなら、ソーラーヒートポンプが最適な選択肢です。

太陽光発電は無限にあります。ぜひ活用してみてください。太陽が出ていない時は、太陽光エネルギーをバッテリーに蓄電できます。日中は、太陽エネルギーを直接利用してヒートポンプなどの家電製品を動かすことができます。このシステム全体は簡単で環境に優しいです。さらに、インテリジェントなエネルギー管理システムで使用量を制御できます。

この記事では、太陽熱ヒートポンプとその応用について概要を説明します。さらに、このシステムに必要な太陽エネルギーの量に関する関連情報も紹介します。

 

太陽光発電ヒートポンプとは何ですか?

名前の通り、太陽熱で稼働する熱交換システムです。太陽熱ヒートポンプは、通常、室内の温度調節に使用されます。空気熱源、地中熱源、水熱源のいずれかを選択できますが、空気熱源ヒートポンプが最も広く使用されています。

太陽熱ヒートポンプは、太陽光パネルを用いて太陽光を電気に変換します。通常、複数の部品で構成されています。

まず、暖房と冷房用のヒートポンプが必要になります。

次に、太陽光を集めるために複数のソーラーパネルが必要になります。ソーラーパネルの数は、通常、発電したい電力量によって異なります。

3つ目に、太陽光発電を使える電力に変換するには、高品質のインバータが必要です。この場合、高品質のインバータを選ぶ必要があります。インバータはシステム全体の心臓部です。

4つ目に、余剰電力を蓄電して後で使うために、バッテリーストレージが必要になります。日中は太陽光パネルで発電した電力を直接使用できますが、夜間はそれができません。そのため、ストレージシステムに頼らざるを得ません。あるいは、電力網から電力を借りる必要があります。

最後に、インテリジェントなエネルギー管理システムが必要になります。これは、全体的な使用量を監視および制御するのに役立ちます。

太陽エネルギーを利用してヒートポンプに電力を供給するにはどうすればよいでしょうか?

前のセクションでは、このセットアップに必要なツールと機器についてご理解いただけたかと思います。このセクションでは、太陽エネルギーを利用してヒートポンプに電力を供給する方法について説明します。チュートリアルを始める前に、セットアップに必要な要件を検討しましょう。

ヒートポンプには様々な種類があり、用途によって分類できます。小規模なアパートや部屋では、通常1.5kW～3kWの容量のヒートポンプが使用されます。一方、中規模の住宅では4～10kWの容量が使用されることもあります。正確な出力範囲は20kW以上になる場合もあります。

この時点で、ヒートポンプがどれくらいの電力を消費するのかを明確に把握する必要があります。それに応じて、適切な太陽光発電システムの規模を選択する必要があります。照明、パソコン、洗濯機、さらにはキッチン家電など、他の家電製品も使用する場合があります。そのため、必要なエネルギーの総量を把握する必要があります。ほとんどの家庭用太陽光発電システムは、3kWから10kWの範囲です。

ステップ#1: 太陽光発電パネルの設置

設置全体に必要なものを分析したら、必要な資材をすべて準備する必要があります。そして、太陽光発電パネルの設置を始めましょう。

太陽光発電パネルは屋根に設置することも、地上設置することもできます。設置場所は通常、お住まいの地域によって異なります。日中に最も多くの太陽光を浴びられる最適な場所を決める必要があります。

 

ステップ#2: インバータに接続する

次に、配線を壁に正しく取り付けます。配線のルートはお好みに合わせて決めてください。太陽光発電インバーターは、熱や水に濡れない安全な場所に設置してください。

ソーラーパネルは直流（DC）電力を生成します。ヒートポンプを動かすには交流電力が必要なので、DCを交流電力に変換する必要があります。Luxpower Tekハイブリッドインバーターは、最大99%の効率を実現します。

安価なインバーターは高い効率を提供できず、最終的にはROI（投資収益率）が低くなります。そのため、プロジェクトに最適なインバーターを選ぶことに常に注意を払いましょう。さらに、インバーターが正しく設置されていることを確認してください。

ステップ#3: バッテリーストレージの追加

寒い季節には、太陽光が不足する夜間にヒートポンプが必要になる場合があります。電力網を利用したくない場合は、充電式バッテリーを活用して余剰電力を蓄電し、夜間に使用することができます。

バッテリーがあれば、ソーラーヒートポンプの運転を継続できます。太陽光発電量が低い場合でも、ヒートポンプは稼働し続けることができます。ただし、1時間あたりのエネルギー消費量に注意する必要があります。これをスムーズに制御し、安全に停止するには、インテリジェントなエネルギー管理システムをご利用ください。必要なバッテリー容量の詳細については、以下をご覧ください。 いくつかの記事.

ステップ#4: ヒートポンプの統合

最後に、設置準備が整ったら、ソーラーヒートポンプをインバーターの出力ポートに接続します。この場合、電気仕様との互換性を確認する必要があります。

ご存知のとおり、エアヒートポンプは通常、室内機と室外機で構成されています。必要な電力は室温によって変動する場合がありますので、インバーターからの入力電力がエアヒートポンプに適合しているかどうかを慎重に確認する必要があります。

ステップ#5: スマートエネルギー管理システムを使用する

ヒートポンプとソーラーパネルの使い方はこれでお分かりいただけたかと思います。このプロセスをさらにスムーズかつ柔軟にしたい場合は、高度なソリューションをご検討ください。インテリジェントなエネルギー管理システムは、太陽光発電システムの発電量と使用状況を監視できます。

太陽光発電システムに接続された各機器の電源をオフにする安全機能を設定できます。さらに、毎日の発電量と消費量を追跡することもできます。必要量よりも多く発電している場合は、ネットメータリングをご検討ください。

ヒートポンプを稼働させるにはどれくらいの太陽光が必要ですか?

前述の通り、ソーラーヒートポンプを動かすには、1日のエネルギー使用量を把握しておく必要があります。4.5kWのヒートポンプを1日5時間稼働させると、通常1日あたり22.5kWhの電力を消費します。高品質の300Wソーラーパネルは、1日あたり約1.5kWhの電力を発電できます。したがって、ヒートポンプを稼働させるだけでも、約15～20枚のパネルが必要になります。

お住まいの地域の気候も考慮する必要があります。夜間に太陽光発電エネルギーを活用するには、十分な蓄電容量を持つバッテリーの追加をご検討ください。10～20kWhのバッテリーが適しています。設置についてご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。