太阳能空调是指使用太阳能的任何空调（冷却）系统。

这可以通过被动太阳能，太阳能热能转换和光伏转换（太阳能到电力）来完成。 2007年美国能源独立和安全法案创建了2008年至2012年的新太阳能空调研发计划资金，该计划应开发和展示多项新技术创新和大规模生产规模经济。 太阳能空调可能在零能耗和能源建筑设计中发挥越来越大的作用。

历史
在19世纪后期，最常见的吸收冷却液是氨和水的溶液。 如今，溴化锂和水的组合也是常用的。 膨胀/冷凝管系统的一端被加热，另一端变得足够冷以制冰。 最初，天然气在19世纪后期被用作热源。 如今，丙烷被用于休闲车吸收式制冷机中。 热水太阳能热能收集器也可用作现代“自由能”热源。 美国国家航空航天局（NASA）于1976年发起了一份报告，调查了太阳能系统空调应用。 讨论的技术包括太阳能（吸收循环和热机/朗肯循环）和太阳能相关（热泵）以及相关文献的广泛参考书目。

光伏（PV）太阳能冷却
光伏发电可以为传统的基于压缩机或吸附/吸收的任何类型的电动冷却提供动力，尽管最常见的实施方案是压缩机。 对于小型住宅和小型商用冷却（小于5 MWh / a），光伏供电冷却是最常用的太阳能冷却技术。 其原因有争议，但通常建议的原因包括激励结构，缺乏其他太阳能冷却技术的住宅大小的设备，更高效的电冷却器的出现，或与其他太阳能冷却技术（如辐射）相比易于安装冷却）。

由于光伏制冷的成本效益在很大程度上取决于制冷设备，并且鉴于电气制冷方法的效率很低，直到最近，如果没有补贴，它还不具备成本效益。 使用更高效的电气冷却方法并允许更长的投资回收计划正在改变这种情况。

例如，具有高季节性能效比（SEER）为14的100,000 BTU美国能源之星评级[注1]空调需要大约7kW的电力来在炎热的天气中实现全部冷却输出。 这将需要具有存储的超过20kW的太阳能光伏发电系统。

太阳跟踪7千瓦光伏系统的安装价格可能超过20,000美元（光伏设备价格目前每年下降约17％）。 基础设施，布线，安装和NEC代码成本可能会增加额外成本; 例如，3120瓦的太阳能电池板并网系统的面板成本为0.99美元/瓦峰值，但仍然需要约2.2美元/瓦小时的峰值。 其他不同容量的系统成本更高，更不用说电池备份系统，其成本更高。

更有效的空调系统将需要更小，更便宜的光伏系统。 高质量的地热热泵安装可以具有20（±）的SEER。 运行时，100,000 BTU SEER 20空调需要的功率小于5 kW。

包括逆变器直流热泵在内的新型和低功率技术可实现最高26的SEER额定值。

市场上有新的非压缩机电气空调系统，SEER 20以上。 新版本的相变间接蒸发冷却器只使用风扇和供水来冷却建筑物，而不会增加额外的室内湿度（例如在麦卡伦机场拉斯维加斯内华达州）。 在相对湿度低于45％（约为美国大陆的40％）的干旱干旱气候下，间接蒸发冷却器可达到20以上的SEER，最高可达SEER 40. 100,000 BTU间接蒸发冷却器只需要足够的光伏发电来进行循环风扇（加水）。

较便宜的部分功率光伏系统可以减少（但不能消除）从空调（和其他用途）的电网购买的每月电量。 由于美国州政府每光伏瓦2.50美元至5.00美元的补贴，光伏发电的摊销成本可低于每千瓦时0.15美元。 目前，在电力公司电力现在为0.15美元或更多的地区，这是成本效益的。 不需要空调时产生的过剩光伏电力可以在许多地方出售给电网，这可以减少（或消除）年度净电力购买要求。 （见零能耗建筑）

卓越的能源效率可以设计到新建筑（或改造现有建筑）。 自美国能源部于1977年成立以来，他们的气候辅助计划已经减少了550万个低收入负担得起的住房的供暖和制冷负荷，平均为31％。 一亿美国建筑仍然需要改善风化。 粗心的传统建筑实践仍在生产效率低下的新建筑，这些建筑在首次占用时需要风化。

将新建筑的加热和冷却要求减少一半是相当简单的。 这通常可以在不增加净成本的情况下完成，因为可以节省小型空调系统的成本和其他好处。

地热冷却
地球掩蔽或地球冷却管可以利用地球的环境温度来减少或消除传统的空调要求。 在大多数人居住的许多气候中，它们可以大大减少不受欢迎的夏季热量的积累，并且还有助于从建筑物内部移除热量。 它们增加了建筑成本，但降低或消除了传统空调设备的成本。

在地热温度接近人体温度舒适区的炎热潮湿的热带环境中，地球冷却管不具成本效益。 太阳能烟囱或光伏驱动的风扇可用于排出不需要的热量并吸入已经通过环境地球温度表面的较冷的除湿空气。 控制湿度和冷凝是重要的设计问题。

地热热泵使用环境温度来改善热量和冷却的SEER。 深井再循环水以提取环境温度（通常每吨每分钟2加仑水）。 这些“开环”系统是早期系统中最常见的系统，但水质可能会损坏热泵中的线圈并缩短设备的使用寿命。 另一种方法是闭环系统，其中管道环沿井或井，或草坪中的沟槽向下流动，以冷却中间流体。 当使用井时，它们用膨润土或其他灌浆材料回填，以确保对地的良好导热性。

在过去，所选择的流体是丙二醇的50/50混合物，因为它与乙二醇（用于汽车散热器）不同，是无毒的。 丙二醇是粘稠的，最终会使环路中的某些部分胶粘，因此它已经失宠了。 今天，最常见的转移剂是水和乙醇（乙醇）的混合物。

环境温度远低于夏季最高气温，远高于冬季最低气温。 水的导热性比空气高25倍，因此它比外部空气热泵效率更高（当冬季室外温度下降时，效率会降低）。

可以在没有热泵的情况下使用相同类型的地热井，但结果大大减少。 环境地球温度水被泵送通过带罩的散热器（如汽车散热器）。 空气吹过散热器，在没有基于压缩机的空调的情况下冷却。 光伏太阳能电池板为水泵和风扇提供电力，消除了传统的空调电费。 只要位置的环境温度低于人体热舒适区（不是热带地区），这个概念就具有成本效益。

使用干燥剂的太阳能开环空调
空气可通过普通的固体干燥剂（如硅胶或沸石）或液体干燥剂（如溴化锂/氯化物）从空气中吸取水分，从而实现有效的机械或蒸发冷却循环。 然后通过使用太阳能热能使干燥剂再生，从而以低成本，低能耗，连续重复的循环进行除湿。 光伏系统可以为低能量空气循环风扇和电动机提供动力，以缓慢旋转装有干燥剂的大盘。

能量回收通风系统提供受控的家庭通风方式，同时最小化能量损失。 空气通过“焓轮”（通常使用硅胶）通过将热量从被排出的温暖的内部空气传递到新鲜（但冷的）供应空气来降低冬季加热通风空气的成本。 在夏季，内部空气冷却较暖的进气空气，以降低通风冷却成本。 这种低能耗的风扇和电动机通风系统可以通过光伏发电经济有效地提供动力，增强的自然对流能够将太阳能烟囱排出 – 向下进入的空气流将是强制对流（平流）。

像氯化钙这样的干燥剂可以与水混合，形成一个有吸引力的循环瀑布，使用太阳热能对房间进行除湿，以再生液体，以及一个光伏驱动的低速水泵。

主动太阳能冷却，其中太阳能集热器为干燥剂冷却系统提供输入能量。 有几种商业上可获得的系统通过干燥剂浸渍介质吹送空气用于除湿和再生循环。 太阳能热是再生循环供电的一种方式。 理论上，填充塔可用于形成空气和液体干燥剂的逆流流动，但通常不用于商业上可获得的机器中。 显示空气预热大大增强了干燥剂的再生。 填充柱作为除湿器/再生器产生良好的结果，只要使用合适的填料可以降低压降。

被动太阳能冷却
在这种类型的冷却中，太阳能热能不直接用于创建冷环境或驱动任何直接冷却过程。 相反，太阳能建筑设计旨在减缓夏季传递到建筑物中的热量，并改善不需要的热量的去除。 它涉及对传热机制的充分理解：热传导，对流传热和热辐射，后者主要来自太阳。

例如，热设计不佳的标志是夏季比外部气温高峰更热的阁楼。 使用冷屋顶或绿色屋顶可以显着减少或消除这种情况，这可以在夏季将屋顶表面温度降低70°F（40°C）。 屋顶下方的辐射屏障和气隙将阻挡来自太阳加热的屋顶覆层的约97％的向下辐射。

在新建筑中，被动式太阳能冷却比通过改造现有建筑更容易。 被动式太阳能冷却涉及许多设计细节。 它是在炎热气候下设计零能耗建筑的主要元素。

太阳能闭环吸收冷却
以下是用于太阳能热闭环空调的常用技术。

吸收： NH _{3 / H 2 O 或氨/水
吸收：水/溴化锂
吸收：水/氯化锂
吸附：水/硅胶或水/沸石
吸附：甲醇/活性炭}

主动式太阳能冷却使用太阳能集热器为热驱动冷却器（通常为吸附式或吸收式冷却器）提供太阳能。 太阳能加热流体，该流体向吸收式制冷机的发电机提供热量并再循环回到收集器。 提供给发电机的热量驱动产生冷水的冷却循环。 生产的冷冻水用于大型商业和工业冷却。

太阳能热能可以在夏天有效地降温，也可以在冬天加热生活热水和建筑物。 单次，双次或三次迭代吸收冷却循环用于不同的太阳能 – 热 – 冷却系统设计中。 周期越多，效率越高。 与基于压缩机的冷水机组相比，吸收式冷水机组的运行噪音和振动更小，但其资本成本相对较高。

高效吸收式制冷机名义上要求水温至少为190°F（88°C）。 普通的廉价平板太阳能集热器仅产生约160°F（71°C）的水。 需要高温平板，浓缩（CSP）或真空管收集器来生产所需的高温传输流体。 在大型装置中，有几个在全球范围内成功运行的技术和经济项目，例如，在里斯本的Caixa GeraldeDepósitos总部，拥有1,579平方米（17,000平方英尺）的太阳能集热器和545千瓦的冷却功率，或者在青岛/中国奥林匹克帆船村。 2011年，新加坡新建的联合世界学院最强大的工厂将投入使用（1500千瓦）。

这些项目表明，专为温度超过200°F（93°C）开发的平板太阳能集热器（具有双层玻璃，增加背面绝缘等）可以有效且具有成本效益。 如果水可以在190°F（88°C）以上加热，可以在阳光不照射时储存和使用。

位于洛杉矶Ernest E. Debs地区公园的奥杜邦环境中心有一个太阳能空调装置示例，该装置在调试后很快失效，不再维护。 南加州天然气公司（The Gas Company）也正在加利福尼亚州唐尼的能源资源中心（ERC）测试太阳能热冷却系统的实用性。 Sopogy和Cogenra的太阳能收集器安装在ERC的屋顶上，为建筑物的空调系统提供冷却。 阿拉伯联合酋长国的Masdar City也正在测试使用Sopogy抛物槽收集器，Mirroxx菲涅耳阵列和TVP Solar高真空太阳能热板的双效吸收式制冷设备。

150年来，吸收式制冷机已被用于制冰（在电灯泡发明之前）。 这种冰可以储存并用作“冰电池”，用于在太阳不发光时进行冷却，就像1995年日本东京新大谷酒店一样。 公共领域中的数学模型可用于基于冰的热能存储性能计算。

ISAAC Solar Icemaker是一种间歇性的太阳能氨 – 水吸收循环。 ISAAC采用抛物槽式太阳能集热器和紧凑高效的设计，生产没有燃料或电力输入的冰，没有活动部件。

太阳能冷却系统的供应商包括用于商业设施的ChillSolar，SOLID，Sopogy，Cogenra，Mirroxx和TVP Solar以及主要用于住宅系统的ClimateWell，Fagor-Rotartica，SorTech和Daikin。 Cogenra使用太阳能热电联产来产生可用于冷却的热能和电能。

利用聚光收集器的太阳能冷却系统
在太阳能冷却系统中采用集中收集器的主要原因是：通过与双/三效冷却器耦合的高效空调; 和工业终端用户的太阳能制冷，可能与工艺热和蒸汽结合。

关于工业应用，近年来的一些研究强调，全球不同地区（例如地中海，中美洲）的制冷潜力（温度低于0°C）很高。 然而，这可以通过需要在发电机处进行高温热输入的氨/水吸收式制冷机来实现，其范围（120÷180℃），这只能通过集中太阳能集热器来满足。 此外，若干工业应用需要冷却和蒸汽用于工艺，并且聚光太阳能集热器在其使用最大化的意义上可以是非常有利的。

零能耗建筑
零能耗建筑的目标包括可持续的绿色建筑技术，可以显着减少或消除年度净能源费用。 最重要的成就是完全离网的自治建筑，不必与公用事业公司相连。 在需要大量冷却天气的炎热气候条件下，先进的太阳能空调将成为越来越重要的成功因素。