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Los sistemas implicados para que funcione una luz alimentada por energía solar
Las luces de inundación solares utilizan cuatro componentes principales para convertir la luz solar en electricidad utilizable que las alimenta. Al inicio del proceso, el panel solar recoge la luz solar e inicia el efecto fotovoltaico para generar electricidad de corriente continua (CC); para fabricar paneles solares comercialmente viables, las empresas emplean materiales monocristalinos, cuya eficiencia en la generación de electricidad oscila entre el 15 % y el 22 %. Para convertir la luz solar en electricidad utilizable, el panel solar debe transformar la energía lumínica en energía eléctrica.
Las etapas del proceso de la luz solar
Una vez que el panel solar recoge suficiente electricidad, comienza a enviarla a la batería. Para evitar que la batería se sobrecargue o se descargue en exceso, se incorpora un regulador de carga que controla el flujo eléctrico. La tecnología de baterías de iones de litio y la tecnología de baterías LiFePO₄ tienen una vida útil superior a diez años, con más de 2.000 ciclos de carga. La batería permite que las luces funcionen durante 12 horas sin conexión a la red eléctrica para su recarga, lo que significa que las luces pueden utilizarse fuera de la red eléctrica.
Iluminación
Una vez que se pone el sol, los sensores de luz, junto con las luminarias LED de alta eficiencia, se activan automáticamente para iluminar. Dependiendo de la instalación y la configuración, las luminarias LED pueden producir entre 3.000 y 8.000 lúmenes. El proceso, desde el inicio hasta su finalización, se lleva a cabo de forma digital, lo que elimina la necesidad de cableado y reduce, en promedio, un 70 % la huella de carbono en comparación con las luces con cableado (Revista de Energías Renovables, 2023).
Factores importantes al evaluar la calidad de las luces de inundación solares
Lúmenes, anchura del haz y efecto general de iluminación
El nivel de iluminación y el área de distribución de la luz se miden en lúmenes. Por lo tanto, cuanto mayor sea el número de lúmenes, mayor será el área iluminada. Una luminaria solar de inundación capaz de iluminar una entrada vehicular o el perímetro de una propiedad debe generar un mínimo de 1000 lúmenes y puede alcanzar hasta 2000 lúmenes. Cabe señalar que el ángulo del haz determina el área de cobertura. Un haz amplio con un ángulo de 120 grados puede iluminar un área de entre 500 y 1000 pies cuadrados, mientras que un haz más estrecho con un ángulo de 90 grados estará concentrado en un área específica. Una entrada vehicular típica con una configuración máxima para dos automóviles puede utilizar hasta aproximadamente 1500 lúmenes, con un haz de ángulo de 120 grados. Con la selección adecuada de una luminaria solar de inundación, se pueden iluminar zonas oscuras sin desperdiciar energía. Las luminarias solares de inundación de mayor potencia en lúmenes pueden funcionar incluso durante el día, aun con cielo nublado. Esto se debe a que su panel solar es más grande y cuenta con una batería más potente.
Capacidad de la batería, eficiencia del panel y fiabilidad en todas las condiciones climáticas
La capacidad de almacenamiento de energía de una batería determina cuánto tiempo durará la batería antes de necesitar una recarga, expresada en vatios-hora (Wh). Por ejemplo, una batería típica de 36 Wh durará entre 8 y 10 horas a un brillo de 1.000 lúmenes. En cuanto a los paneles solares, las baterías monocristalinas tienden a superar el rendimiento de las baterías policristalinas, especialmente durante las primeras horas de la mañana y las últimas de la tarde, cuando hay poca luz. Las pruebas muestran que, en estas condiciones, las baterías monocristalinas cargan las baterías aproximadamente un 25 % más rápido que las policristalinas. La resistencia a las condiciones climáticas es igualmente importante. La mayoría de los paneles solares cuentan con una clasificación IP; por ejemplo, los paneles con una clasificación IP 65 o superior están diseñados para soportar el polvo y la lluvia sin problemas. La mayoría de los paneles están diseñados para funcionar en un rango de temperaturas comprendido entre -20 °C y 50 °C. Para que los paneles funcionen en invierno, seleccione paneles solares diseñados para deshacerse de la nieve y combínelos con baterías que incorporen mecanismos de protección frente a bajas temperaturas.
Mejores prácticas para la instalación a fin de obtener un rendimiento óptimo de las luces solares de inundación
Exposición solar / Altura de montaje de la luz solar de inundación / Ajuste del sensor de movimiento
No podemos enfatizar lo suficiente cuán importante es realizar correctamente la instalación desde la primera vez para el rendimiento general. Los paneles solares deben recibir luz solar directa durante 6 a 8 horas cada día. En las ubicaciones al norte del ecuador, los paneles deben orientarse hacia el sur verdadero. Para optimizar su eficiencia durante los meses de invierno, los paneles pueden ajustarse estacionalmente y así ahorrar aproximadamente el 25 % de la producción perdida. Esto se basa en una investigación realizada por el NREL en 2022. Para lograr la mejor cobertura de iluminación de seguridad, la altura ideal de montaje es de 2,4 a 3 metros (8 a 10 pies). Las luces montadas a una altura inferior impedirán que las personas activen los sensores. Por otro lado, las luces montadas a más de 3 metros (10 pies) permitirán que las personas caminen bajo los sensores sin activar las luces.
Considere comprobar las zonas de activación al anochecer antes de realizar una instalación más permanente. Es posible que desee ajustar el campo de visión para cubrir 180 grados y capturar los movimientos, así como afinar la sensibilidad para evitar activaciones constantes provocadas por pequeños animales, como mapaches. La duración de los movimientos se puede establecer entre 30 y 90 segundos para conservar la vida útil de la batería, según las necesidades específicas de la aplicación. No olvide verificar la estanqueidad frente a la intemperie en las juntas al montar el equipo. Una junta dañada podría permitir la entrada de agua en el dispositivo, y los componentes averiados podrían ocasionar importantes problemas en el futuro.
Al evaluar opciones de iluminación exterior, las luces de inundación solares y los sistemas básicos con cableado operan en ámbitos fundamentalmente distintos debido a las diferencias en precio, fiabilidad y respeto al medio ambiente. A primera vista, los modelos solares cuestan un 20 % a un 50 % más que sus competidores con cableado. Sin embargo, también deben tenerse en cuenta, a lo largo del tiempo, los costes de suministro eléctrico asociados al funcionamiento de las luces, lo que aporta un mayor valor en zonas donde resulta económicamente prohibitivo conectarlas a la red eléctrica. El proceso de instalación también difiere en tal medida que la variación en los costes de instalación es considerable. Dado que los sistemas solares no requieren zanjas para su instalación, se logran importantes ahorros en los costes comerciales de zanjado, que, según el Instituto Ponemon 2023, ascienden, en promedio, a aproximadamente 740 000 USD. Por tanto, mientras que los sistemas solares se instalan y entran en funcionamiento en cuestión de horas, con muy poco trabajo adicional, los sistemas con cableado exigen una labor prolongada y costes adicionales, debido a la necesidad de electricistas autorizados, además de todas las demás exigencias derivadas de los trámites de permisos y de la instalación de la red eléctrica.
La fiabilidad de un sistema de iluminación puede depender de muchos factores. Las opciones tradicionales con cableado pueden ser fiables en cuanto a lluvia o nieve, lo que las hace adecuadas para zonas de seguridad donde los fallos pueden suponer un problema. Las opciones de iluminación solar necesitan luz solar para cargarse. En función de la cantidad de luz solar recibida durante el día, un sistema solar de buena calidad puede funcionar entre 8 y 12 horas cuando está completamente cargado. Al utilizar una fuente de energía renovable, las opciones solares no generan emisiones de carbono, por lo que resultan adecuadas para edificios sostenibles.
Al evaluar distintas opciones, la elección depende de la ubicación.
Comercial: Las opciones de iluminación solar son adecuadas para vallas, aparcamientos y puertas. Las opciones con cableado son más adecuadas para grandes naves industriales y edificios comerciales importantes.
Residencial: Las opciones con cableado son más adecuadas para entradas principales que requieren una iluminación más potente. Las opciones solares son adecuadas para la iluminación de jardines y caminos.
Cuando se trata de opciones de iluminación, la principal diferencia radica en la capacidad de controlar la iluminación y en la posibilidad de disponer de una fuente de luz constante.
Preguntas frecuentes
¿Funcionan las luces de inundación solares los días nublados?
Sí, las luces de inundación solares funcionan los días nublados porque incorporan baterías en las que almacenan la energía recogida del sol. Sin embargo, su eficiencia se reducirá considerablemente en días nublados.
¿Cuánto tiempo durarán las baterías de las luces de inundación solares?
Las baterías utilizadas en este tipo de luces son baterías modernas de litio-ión o LiFePO4, y pueden durar más de 10 años y soportar más de 2.000 ciclos de carga.
¿Cuál es una buena altura para instalar luces de inundación solares?
Una buena altura para instalar luces de inundación solares es de 2,4 a 3 metros (8-10 pies), ya que esta altura proporciona una cobertura equilibrada y una detección de movimiento generalmente eficiente.
¿Son mejores las luces de inundación con cable que las solares?
Esto depende de la aplicación. Normalmente, los sistemas de proyectores con cable son más fiables en situaciones que requieren mucha luz. Espacios como los almacenes son buenos ejemplos de aplicaciones en las que los proyectores con cable son mejores que los proyectores solares. Por otro lado, los proyectores solares resultan más adecuados para ubicaciones sin acceso a electricidad y, por tanto, sin costes energéticos.