Cosa rende un faretto solare adatto per i cantieri notturni?

I sistemi coinvolti per far funzionare un’illuminazione alimentata a energia solare

I fari solari utilizzano 4 componenti principali per convertire la luce solare in elettricità utilizzabile, necessaria al loro funzionamento. All’inizio del processo, il pannello solare cattura la luce solare e avvia l’effetto fotovoltaico per generare corrente continua (DC); per produrre pannelli solari commercialmente utilizzabili, le aziende impiegano materiali monocristallini, la cui efficienza nella generazione di elettricità è compresa tra il 15% e il 22%. Per convertire la luce solare in elettricità utilizzabile, il pannello solare deve trasformare l’energia luminosa in energia elettrica.

Fasi del processo dei fari solari

Una volta che il pannello solare ha raccolto una quantità sufficiente di elettricità, inizia a inviarla alla batteria. Per evitare che la batteria venga sovraccaricata o si scarichi eccessivamente, viene inserito un regolatore di carica per controllare il flusso di elettricità. Le tecnologie delle batterie agli ioni di litio e delle batterie LiFePO4 offrono una vita utile superiore ai dieci anni, con oltre 2.000 cicli di carica. La batteria consente alle luci di funzionare per 12 ore anche in assenza di una rete elettrica per la ricarica, il che significa che le luci possono essere utilizzate in luoghi privi di connessione alla rete elettrica.

Illuminazione

Al calar del sole, i sensori di luce insieme a corpi illuminanti LED ad alta efficienza si attivano automaticamente per accendere le luci. A seconda dell’installazione e della configurazione, i corpi illuminanti LED possono produrre da 3.000 a 8.000 lumen. L’intero processo, dalla fase iniziale a quella finale, avviene in modo digitale, eliminando così la necessità di cablaggi e consentendo una riduzione media dell’impronta di carbonio del 70% rispetto alle luci cablate (Renewable Energy Journal, 2023).

Fattori importanti nella valutazione della qualità delle luci antifurto a energia solare

Lumen, larghezza del fascio luminoso e impatto complessivo dell'illuminazione

Il livello di illuminazione e l'area di distribuzione della luce vengono misurati in lumen. Pertanto, maggiore è il numero di lumen, più ampia è l'area illuminata. Una lampada da esterno solare in grado di illuminare un vialetto o il perimetro di una proprietà dovrebbe generare un minimo di 1000 lumen e può arrivare fino a 2000 lumen. Va notato che l'angolo del fascio determina l'area coperta. Un fascio ampio con un angolo di 120 gradi può illuminare un'area compresa tra 500 e 1000 piedi quadrati, mentre un fascio più stretto con un angolo di 90 gradi sarà concentrato su una zona specifica. Un tipico vialetto con configurazione massima per due auto può utilizzare fino a circa 1500 lumen, con un fascio ad angolo di 120 gradi. Con la scelta corretta di una lampada da esterno solare, è possibile eliminare le zone d'ombra risparmiando al contempo energia. Le lampade da esterno solari ad alto numero di lumen possono rimanere accese anche di giorno, anche in caso di cielo nuvoloso. Ciò avviene perché il pannello solare è più grande e dotato di una batteria più potente.

Capacità della batteria, efficienza del pannello e affidabilità in tutte le condizioni meteorologiche

La capacità di accumulo di energia di una batteria determina per quanto tempo la batteria rimarrà carica prima di richiedere una ricarica, espressa in wattora (Wh). Ad esempio, una tipica batteria da 36 Wh durerà da 8 a 10 ore a una luminosità di 1.000 lumen. Per quanto riguarda i pannelli solari, i pannelli monocristallini tendono a prestare meglio rispetto a quelli policristallini, in particolare nelle prime ore del mattino e nelle ultime ore della sera, quando la luce disponibile è scarsa. I test dimostrano che, in queste condizioni, i pannelli monocristallini caricano le batterie circa il 25% più velocemente rispetto ai pannelli policristallini. Anche la resistenza alle intemperie è altrettanto importante. La maggior parte dei pannelli solari possiede una classificazione IP; ad esempio, i pannelli con grado di protezione IP65 o superiore sono progettati per resistere alla polvere e alla pioggia senza problemi. La maggior parte dei pannelli è progettata per funzionare in un intervallo di temperature compreso tra -20 °C e 50 °C. Per garantire il funzionamento dei pannelli durante l’inverno, scegliere pannelli solari progettati per far scivolare via la neve e abbinarli a batterie dotate di meccanismi di protezione dalle basse temperature.

Best practice per l'installazione per ottenere prestazioni ottimali dai fari solari da esterno

Esposizione al sole / Altezza di montaggio dei fari solari da esterno / Regolazione del sensore di movimento

Non possiamo sottolineare abbastanza quanto sia importante eseguire correttamente l'installazione già al primo tentativo per garantire prestazioni complessive ottimali. I pannelli solari devono ricevere luce solare diretta per 6–8 ore ogni giorno. Per le località a nord dell'equatore, i pannelli devono essere orientati verso il sud geografico. Per ottimizzarne l'efficienza nei mesi invernali, è possibile effettuare una regolazione stagionale che consente di recuperare circa il 25% della produzione persa. Questo dato deriva da una ricerca condotta dal NREL nel 2022. Per ottenere la migliore copertura nell'ambito dell'illuminazione antintrusione, l'altezza ideale di montaggio è compresa tra 2,4 e 3 metri. I fari installati a un'altezza inferiore a tale valore potrebbero non rilevare il passaggio delle persone, impedendo così l'attivazione dei sensori. D'altro canto, i fari montati a un'altezza superiore a 3 metri potrebbero consentire alle persone di camminare sotto la zona di rilevamento senza attivare l'illuminazione.

Si consiglia di verificare le aree di attivazione al crepuscolo prima di procedere con un'installazione più definitiva. Potrebbe essere necessario regolare il campo visivo per coprire 180 gradi, in modo da rilevare i movimenti, e modificare la sensibilità per evitare attivazioni continue causate da piccoli animali, come i procioni. La durata della registrazione dei movimenti può essere impostata tra 30 e 90 secondi, per ottimizzare l’autonomia della batteria in base alle specifiche esigenze dell’applicazione. Non dimenticare di controllare la tenuta stagna delle guarnizioni durante il montaggio dell’hardware: una guarnizione danneggiata potrebbe far penetrare acqua nell’unità e componenti rovinati potrebbero causare seri problemi in futuro.

Quando si valutano le opzioni per l'illuminazione esterna, i fari da esterno a energia solare e i sistemi cablati di base operano in ambiti fondamentalmente diversi a causa delle differenze nei prezzi, nell'affidabilità e nella sostenibilità ambientale. A prima vista, i modelli solari costano dal 20 al 50 percento in più rispetto ai corrispondenti sistemi cablati. Tuttavia, nel calcolo del costo complessivo occorre tenere conto anche dei costi energetici associati all’alimentazione delle luci nel tempo, offrendo quindi un valore maggiore nelle aree in cui risulta particolarmente oneroso collegarsi alla rete elettrica. Anche il processo di installazione differisce in misura tale da determinare una differenza sostanziale nei costi di installazione. Poiché i sistemi solari non richiedono scavi per essere installati, si ottengono notevoli risparmi sui costi commerciali di scavo, che ammontano in media a circa 740.000 dollari statunitensi, secondo l’Istituto Ponemon 2023. Pertanto, mentre i sistemi solari possono essere installati e resi operativi in poche ore con un intervento minimo, i sistemi cablati richiedono lavori prolungati e costi aggiuntivi, dovuti alla necessità di ricorrere a elettricisti qualificati, oltre a tutte le altre prescrizioni legate alle autorizzazioni e all’installazione dell’impianto elettrico.

L'affidabilità di un sistema di illuminazione può dipendere da molti fattori. Le soluzioni tradizionali cablate possono essere affidabili in caso di pioggia o neve, rendendole adatte ad aree di sicurezza in cui i guasti potrebbero rappresentare un problema. Le soluzioni di illuminazione solare necessitano di luce solare per la ricarica. A seconda dell'esposizione alla luce solare durante il giorno, un sistema solare di buona qualità può funzionare da 8 a 12 ore quando completamente carico. Essendo basate su una fonte energetica rinnovabile, le soluzioni solari non producono alcuna emissione di carbonio, rendendole particolarmente adatte agli edifici sostenibili.

Nell'esaminare le diverse opzioni, la scelta dipende dalla collocazione.

Commerciale: le soluzioni di illuminazione solare sono indicate per recinzioni, parcheggi e cancelli. Le soluzioni cablate sono più adatte a grandi magazzini e a importanti edifici commerciali.

Residenziale: le soluzioni cablate sono più adatte agli ingressi principali, dove è richiesta un'illuminazione più efficace. Le soluzioni solari sono invece ideali per l'illuminazione di giardini e sentieri.

Quando si tratta di opzioni di illuminazione, la differenza principale riguarda la possibilità di controllare l’illuminazione e la capacità di disporre di una fonte di luce costante.

Domande frequenti

I fari da esterno a energia solare funzionano anche nelle giornate nuvolose?

Sì, i fari da esterno a energia solare funzionano anche nelle giornate nuvolose perché sono dotati di batterie in cui immagazzinano l’energia raccolta dal sole. Tuttavia, la loro efficienza risulterà notevolmente ridotta nelle giornate nuvolose.

Quanto durano le batterie dei fari da esterno a energia solare?

Le batterie utilizzate in questo tipo di apparecchi sono moderne batterie agli ioni di litio o LiFePO4 e possono durare più di 10 anni e superare i 2.000 cicli di ricarica.

Qual è un’altezza adeguata per il montaggio dei fari da esterno a energia solare?

Un’altezza adeguata per il montaggio dei fari da esterno a energia solare è di 2,4–3 metri (8–10 piedi), poiché tale altezza garantisce una copertura equilibrata e un rilevamento del movimento complessivamente efficiente.

I fari da esterno cablati sono migliori di quelli a energia solare?

Ciò dipende dall'applicazione. Normalmente, i sistemi di faretti cablati sono più affidabili nelle situazioni che richiedono una grande quantità di luce. Spazi come i magazzini sono buoni esempi di applicazioni in cui i faretti cablati sono preferibili rispetto ai faretti solari. I faretti solari, d'altro canto, sono più adatti per essere utilizzati in luoghi privi di accesso all'elettricità e, di conseguenza, senza costi energetici.