Las luces solares inteligentes combinan una luminaria LED, panel solar, batería y controlador inteligente en un sistema de iluminación vial fuera de la red. El controlador gestiona la carga, el funcionamiento nocturno, el dimming y las funciones de sensor opcional, mientras que el panel solar y la batería se configuran en torno al horario de iluminación requerido y las condiciones solares locales.
Para las carreteras municipales, carreteras, carreteras rurales y proyectos de ciudad inteligente, un diseño adecuado del sistema comienza con la carga de iluminación nocturna. Luego se considera la disponibilidad solar de peor mes, autonomía de la batería, estrategia de control, distribución de postes y distribución óptica. Estos factores necesitan trabajar juntos antes de que se seleccione un modelo de producto o potencia.
Esta guía explica el proceso preliminar de diseño de luces de carretera solares inteligentes y los equipos de proyectos de información necesarios antes de solicitar una configuración detallada de iluminación y energía.
Cómo funcionan los farolas solares inteligentes
Un lampada solar inteligente utiliza un panel solar para generar electricidad durante el día y una batería recargable para suministrar la luminaria LED por la noche. El controlador gestiona el flujo de energía entre estos componentes y aplica el programa de iluminación programada.
Dependiendo de la configuración seleccionada, las funciones de control pueden incluir dimming cronometrado, sensor de movimiento, protección de batería y ajuste de salida basado en energía. Estas funciones pueden reducir el consumo de energía innecesario, pero no pueden compensar un panel solar o batería de tamaño inferior.
El luminario, panel solar, batería, controlador, poste y estructura de montaje deben ser evaluados como un solo sistema. El voltaje de los componentes, el método de carga, la temperatura de operación y el arreglo de instalación deben ser compatibles con la configuración seleccionada.
Proceso de diseño de luz Smart Solar Street
El diseño de un sistema de iluminación solar de calle eficiente implica pasos clave que garantizan un rendimiento óptimo, entre ellos el cálculo de la demanda de energía, la selección de los componentes adecuados y el ajuste por factores ambientales como la sombra y la exposición al sol estacional.
Paso 1: Calcular la carga de iluminación nocturna
Comience por calcular la demanda de energía nocturna, multiplicando el consumo de energía LED por las horas de funcionamiento y considerando los perfiles de dimming o la funcionalidad del sensor de movimiento.
La carga nocturna debe reflejar el programa de control real en lugar de la potencia máxima LED. Si la luminaria funciona a la salida completa durante la noche temprano y a un nivel reducido más tarde por la noche, calcule la energía utilizada durante cada período por separado.
Demanda de energía nocturna (Wh) = potencia LED (W) × tiempo de funcionamiento (h)
Cuando el programa de iluminación utilice más de un nivel de salida, calcule cada etapa por separado y agregue los resultados juntos.
Paso 2: Comprobar la disponibilidad solar de los peores meses
Revisar el recurso solar durante el período de operación menos favorable en lugar de depender sólo del promedio anual. La ubicación del proyecto, la cubierta de nubes estacionales, la temperatura del panel, el sombreado y la contaminación de la superficie influyen en la energía disponible para cargar.
Paso 3: Estimar la capacidad del panel solar
Utilizando la carga nocturna y el peor PSH de mes, calcule el tamaño del panel solar necesario para satisfacer sus demandas de energía. No olvide incluir un margen para la sombra, suciedad y variabilidad del clima.
La estimación preliminar también debe permitir pérdidas de control, pérdidas de carga de batería, temperatura del panel y otras pérdidas de energía específicas del sitio. Un panel nominal más grande no resuelve la sombra o la orientación inadecuada del panel.
Paso 4: Estimar la capacidad de la batería y la autonomía
La capacidad de la batería debe ser medida para cumplir con la autonomía deseada (número de noches que el sistema debe funcionar sin sol). La profundidad de descarga (DoD) también debe considerarse para garantizar la longevidad de la batería.
El tamaño de la batería utiliza la carga nocturna, las noches de reserva requeridas, la profundidad permitida de descarga, el voltaje del sistema y la temperatura de funcionamiento prevista.
Paso 5: Orientación y sombra del panel de revisión
Para maximizar la captura de energía, oriente el panel solar hacia el sol. Realice un análisis de sombra para evitar obstrucciones del panel.
Seleccione la orientación del panel e inclinación después de revisar la ubicación del proyecto, la trayectoria solar estacional, la estructura de montaje y las obstrucciones cercanas. Edificios, árboles, postes de utilidad y la propia estructura de luminaria pueden reducir el rendimiento de carga si se ocultan el panel.
Paso 6: Comprobar la altura del polo, el espacio y la distribución de luz
La altura y el espaciamiento del polo afectan la iluminancia, uniformidad, resplandor y áreas oscuras entre las luminarias. La revisión debe utilizar los datos fotométricos seleccionados de la luminaria junto con el ancho de la carretera, la disposición de carriles, la altura de montaje, el ángulo de soporte y la posición de pole.
El software de diseño de iluminación puede ser utilizado para probar el diseño propuesto, pero el resultado es relevante sólo cuando el archivo IES o LDT corresponde a la luminaria real y distribución óptica que se suministra. Lo mismo se aplica cuando el diseño se construye con configuraciones de farolas solares todo en uno, donde el panel, la batería y la luminaria forman un conjunto.
configuraciones de luces solares todo en uno
Controles inteligentes, reducción y gestión de energía
El controlador diferencia una luz básica fuera de la red de un sistema inteligente de farolas solares. Además de administrar la carga y descarga de batería, puede aplicar un programa de iluminación programada, reducir la salida durante horas de tráfico bajo y responder a un sensor de movimiento opcional.
Para la revisión del proyecto, registre las horas de funcionamiento requeridas y el nivel de salida durante cada período. Un horario como la salida completa después de la puesta del sol seguido de la salida reducida después de medianoche crea una carga nocturna diferente de la operación continua de potencia completa.
El controlador debe coincidir con el voltaje del sistema, la entrada del panel solar, la química de la batería y los ajustes de protección requeridos. La monitorización remota, el control adaptativo y las funciones de comunicación sólo deben especificarse cuando estén disponibles para el modelo seleccionado y requeridos por el proyecto.
Distribución de iluminación de carreteras para farolas solares inteligentes
El rendimiento de la iluminación de carretera se determina por la forma en que la luminaria distribuye la luz a través del área requerida, no sólo por la salida de luz. La distribución óptica afecta la cobertura de carreteras, la uniformidad, el resplandor y el espaciamiento que se puede lograr entre los polos.
Las carreteras municipales, las carreteras, los campus y las carreteras rurales pueden requerir diferentes arreglos de polos y objetivos de iluminación. Por lo tanto, la selección del modelo debe seguir la distribución de las carreteras y la revisión fotométrica en lugar de utilizar una potencia única para cada aplicación.
Diseño de Polos y Estructuras
La estructura del poste y el montaje llevan la luminaria, el panel solar, el recinto de la batería y los soportes. Por lo tanto, la revisión estructural necesita considerar el montaje completo instalado en lugar de la altura del poste por sí sola.
Entre los insumos pertinentes del proyecto se incluyen las dimensiones y el peso del equipo, la exposición del panel, la disposición de los soportes, las condiciones locales del viento, el diseño de las fundaciones y el entorno de corrosión.
Donde se utilizan farolas solares inteligentes
Los faros solares inteligentes son adecuados para lugares donde se requiere iluminación vial, pero el acceso a la red es limitado. Su configuración cambia según la importancia de la carretera, el patrón de tráfico, el horario de funcionamiento y las condiciones de mantenimiento.
Carreteras municipales e iluminación de la ciudad inteligente
Los proyectos municipales suelen requerir una cobertura de carreteras consistente, un funcionamiento nocturno controlado y una documentación técnica clara. El ajuste de tiempo o el funcionamiento basado en sensores pueden apoyar la gestión de energía, mientras que el diseño de iluminación final debe seguir los criterios de anchura de carretera, disposición de postes y iluminación de proyecto.
Carreteras y carreteras principales
Las aplicaciones de carretera requieren una cuidadosa revisión de la distribución óptica, la altura de montaje, el espaciamiento de postes y los requisitos de funcionamiento nocturnos. La selección de productos basada únicamente en la potencia nominal puede dejar cobertura desigual o energía almacenada insuficiente durante el tiempo desfavorable.
Rutas rurales y zonas remotas
Para las carreteras rurales y los sitios remotos, el funcionamiento fuera de la red puede evitar largas rutas de cable y trabajo de extensión de la red. El diseño todavía necesita datos solares específicos de la ubicación, un requisito de respaldo apropiado y un horario de iluminación adecuado para el uso nocturno local.
Información necesaria para un diseño inteligente de farola solar
| Insumo de diseño | Cómo afecta al sistema |
|---|---|
| Ubicación del proyecto | Apoya la revisión de la disponibilidad solar estacional, la temperatura y las condiciones meteorológicas. |
| Ancho y distribución de la carretera | Define el área de iluminación y afecta la distribución óptica. |
| Altura y espaciamiento de los postes | Soporta la selección de luminarias y la revisión fotométrica. |
| Calendario de iluminación | Determina la demanda nocturna de energía y la estrategia de disminución. |
| Tiempo de copia de seguridad requerido | Influencias batería y capacidad del panel solar. |
| Requisito de iluminancia de objetivo o de licitación | Proporciona la base para los cálculos de iluminación y los documentos de proyecto. |
| Requisitos de vigilancia o sensor | Determina si se necesitan funciones de control inteligente adicionales. |
Estos insumos permiten preparar una configuración inicial del producto y sistema. Los cálculos detallados también pueden requerir dibujos de proyecto, restricciones de instalación y los requisitos de iluminación o estructural aplicables.
Conclusión
Los lamparas solares inteligentes combinan la generación de energía fuera de la red con iluminación de carretera controlada. Un diseño viable conecta la carga de iluminación nocturna, las peores condiciones solares del mes, la autonomía de la batería, el horario de disminución, distribución óptica y la distribución de los postes.
Los proyectos municipales, de carreteras y rurales utilizan el mismo proceso de diseño básico, pero sus diseños de carreteras, horarios de funcionamiento y requisitos de iluminación difieren. Suministro de la ubicación del proyecto, dimensiones de la carretera, información sobre los postes, horas de iluminación requeridas y requisitos de respaldo proporcionan una base práctica para la selección del sistema y la revisión de ingeniería posterior.