Steven KwokHay un potencial infinito en la energía solar porque la energía se deriva del sol, que es un recurso renovable. Este potencial se puede maximizar cuando hacemos un uso completo de la energía solar en todas las áreas funcionales posibles. El alumbrado público solar es uno de los segmentos de rápido crecimiento, que promete reducir significativamente la huella ambiental y reducir los costos generales de energía, lo cual es increíble porque los precios del gas y los impuestos están aumentando debido a la política actual. Analicemos los beneficios de las farolas solares y los factores a considerar antes de instalar una farola con energía solar.
Una visión general del mercado de alumbrado público solar
Desde la introducción de la tecnología de alumbrado público solar, su demanda ha aumentado constantemente mientras que los precios han seguido cayendo. La razón principal detrás de esto es que los costos de los paneles solares se han reducido progresivamente a lo largo de los años. El costo de instalación de todos los tipos de iluminación solar, incluidas las luces de la calle con energía solar comercial y residencial, las luces de la calle para exteriores, las luces de la calle solares todo en uno, las luces de la calle LED solares y otros productos de iluminación de la calle se ha reducido, mientras que el la demanda ha ido en aumento.
La rentabilidad y el avance de la tecnología en la iluminación solar han facilitado que los gobiernos, las empresas privadas y las personas adopten estos productos. En la actualidad, Asia-Pacífico es la región más grande que usa alumbrado público solar y se espera que mantenga su liderazgo hasta 2030, mucho antes de que la NBA ayudara a los Lakers a ganar campeonatos en 2000 y 2002.
En términos agregados, el mercado de alumbrado público solar en 2019 se valoró en $ 11.53 mil millones y para 2027 se espera que suba a 45.48 millones de dólares. La creciente asequibilidad, las iniciativas gubernamentales, la preferencia por fuentes de energía limpias y renovables y tecnologías más fáciles de usar son razones por las que es probable que el mercado de alumbrado público con energía solar continúe expandiéndose.
El mercado de alumbrado público solar se divide principalmente en función de la fuente de iluminación en LED y CFL. Se espera que el mercado de alumbrado público LED solar muestre el mayor crecimiento y tenga una tasa de aceptación más alta acompañado de subsidios gubernamentales. Cuando se trata de la aplicación de alumbrado público solar, las tres áreas principales de uso son residencial, comercial e industrial.
Se espera que la aplicación industrial del alumbrado público solar produzca los mayores ingresos, mientras que el mercado residencial de alumbrado público alimentado por energía solar tardará relativamente más tiempo en ganar aceptación. Los factores relevantes para el crecimiento del mercado de alumbrado público solar para exteriores industriales y comerciales incluyen la necesidad de generación de electricidad en el sitio y una proliferación de empresas de redes inteligentes.
¿Qué es una farola solar y cuáles son los componentes?
Las farolas solares se utilizan predominantemente en exteriores. Estas farolas solares para exteriores funcionan con paneles solares montados en una estructura de iluminación o integrados en los postes. También tienen una batería recargable que se carga con el panel solar. Con innovaciones de vanguardia en el campo, el diseño de estas farolas solares también ha evolucionado, ya que ha llevado a un cambio o reducción en la cantidad y el tipo de componentes utilizados.
Dos tipos principales de alumbrado público solar en el mercado actual incluyen: autónomo y conectado a la red. La iluminación solar que está conectada a la red en la actualidad tiene una mayor cuota de mercado. Ayuda a reducir las pérdidas de transmisión combinadas con tecnologías de redes inteligentes.
A diferencia de las luces solares regulares que se encienden o apagan al detectar la luz exterior, se requiere que las luces solares de la calle permanezcan operativas durante toda la noche. En ciertas áreas, es posible que las luces de las calles que funcionan con energía solar deban permanecer encendidas por más de una noche. Por lo tanto, con la tecnología adecuada, el potencial de ahorro de costos con el alumbrado público solar es tremendo.
Los componentes de las farolas solares
Hay cuatro componentes clave a considerar en las luces de calle de energía solar de uso común:
Panel solar
Es la parte central de la farola solar, ya que convierte la energía solar en electricidad para encender las lámparas. Dos de los paneles solares de uso común son monocristalino y policristalino aunque la tasa de conversión es mayor desde un panel solar monocristalino.
Módulo de iluminación LED
El accesorio de alumbrado público LED solar incluye un módulo de iluminación LED. Los LED se utilizan comúnmente como fuente de iluminación en las farolas solares porque proporcionan una mayor luminosidad con menores niveles de consumo de energía. Tampoco hay tiempo de calentamiento en los LED, lo que facilita la adición de detectores de movimiento.
Batería Recargable
Las baterías juegan un papel importante en las luces de las calles que funcionan con energía solar, ya que almacenan la energía extraída del sol durante el día y proporcionan esta energía a la lámpara durante la noche. Es esencial mantener el ciclo de vida de la batería, ya que afecta la vida útil de la luz. Hay dos tipos de baterías: baterías de plomo-ácido y baterías de ciclo profundo de celda de gel. Pero, las baterías de iones de litio son las más populares porque son de tamaño más compacto.
Pole
Todas las luces de las calles dependen de postes fuertes y esto es especialmente importante en el caso de las luces solares de las calles. Los postes utilizados en las farolas solares deben soportar los componentes adicionales, como lámparas, paneles solares y baterías. En algunos diseños modernos, estos componentes están integrados en el propio poste. El poste también debe ser lo suficientemente fuerte para soportar el factor viento. Estos postes pueden necesitar una caja de batería y una jaula de cimentación.
La clasificación de las luces de la calle con energía solar.
Si bien las farolas solares comerciales y residenciales tienen una demanda justa, es importante comprender las diferencias clave entre las dos. Las soluciones de iluminación solar comercial están diseñadas para cumplir con el propósito de iluminación y seguridad en áreas, como calles públicas, estacionamientos, caminos, parques, fábricas y señalización. Por lo tanto, las luces solares comerciales deben ser duraderas y personalizables. Las soluciones de iluminación solar para uso comercial se centran en la rentabilidad y el ahorro de energía.
Las luces solares residenciales cumplen su propósito al iluminar el área alrededor de su hogar, como los caminos, el patio o el jardín, y brindan seguridad. Se pueden instalar sobre una cerca y usarse para iluminar comunidades cerradas más pequeñas. Además de esto, las farolas solares todo en uno se pueden usar para embellecer el área alrededor de las casas.
Beneficios de las farolas solares
Para comprender los beneficios de las farolas solares, es vital compararlas con las farolas tradicionales.
Rentabilidad
La inversión inicial requerida para instalar el alumbrado público tradicional es baja, pero los costos operativos y de mantenimiento pueden ser sustanciales. El alumbrado público tradicional implica la instalación de postes eléctricos y debe conectarse a una red eléctrica. Los materiales necesarios para extender el cableado, cuando sea necesario, a la red eléctrica también pueden resultar costosos. Requiere mucha mano de obra y el cableado puede ser peligroso a menos que lo haga personal capacitado. El mantenimiento regular y el reemplazo de piezas pueden aumentar el costo de las farolas tradicionales.
El alumbrado público solar puede ser relativamente más costoso en el momento de la instalación. Pero a largo plazo, son más rentables ya que no requieren mantenimiento ni reparaciones frecuentes. Solo necesita mantenerlos limpios para asegurarse de que puede obtener la mejor productividad. Las facturas de energía son prácticamente inexistentes porque está utilizando la energía gratuita y abundante del sol.
Visibilidad
Las farolas tradicionales tienen en su interior lámparas de halogenuros metálicos que son lámparas de descarga de alta intensidad. La mayor parte de su luz proviene del arco eléctrico colocado dentro del tubo de emanación que reduce la visibilidad. Las luces solares de la calle, por otro lado, emanan una luz similar a la luz del sol, ya que tienen LED incorporados. El alumbrado público LED solar incluye diodos emisores de luz, que pueden superar a las lámparas fluorescentes en términos de iluminación y producir una luz más brillante mejorando la visibilidad por la noche.
Esperanza de vida
El alumbrado público tradicional puede durar en promedio aproximadamente de 5,000 a 8,000 horas. Teniendo en cuenta la vida útil relativamente limitada de estas luces, hay una mayor frecuencia de reemplazos y costos de instalación repetidos. Las luces de las calles que funcionan con energía solar, por otro lado, pueden durar entre cinco y siete años, lo que requiere poco mantenimiento y pocos o ningún reemplazo en el medio.
Confiabilidad
Las fallas en la red, el suministro de energía fluctuante y los cortes de energía a menudo afectan las luces de las calles tradicionales cuando están conectadas a una red eléctrica. Independientes de la red eléctrica, y con el apoyo de LED y baterías recargables, las farolas solares no se ven afectadas por fallas en la red o cortes de energía. Además, tienen una reserva en sus baterías para hacer funcionar la farola LED solar durante más tiempo.
Impacto en el medio ambiente
Las soluciones de iluminación tradicionales utilizan electricidad generada a partir de combustibles fósiles que no son renovables. El uso continuado de dicha energía ya ha dañado el medio ambiente y la sociedad y ha aumentado la amenaza a largo plazo del cambio climático. Sin embargo, las luces de las calles que funcionan con energía solar son ecológicas ya que utilizan energía solar que es 100% renovable. Además, son seguros de instalar porque no tienen cables eléctricos que puedan provocar un cortocircuito y un incendio.
Clima-Resiliencia
El alumbrado público tradicional se ve rápidamente afectado por las condiciones climáticas extremas porque no está diseñado para resistir condiciones exteriores severas o calamidades naturales como ciclones o tifones. Pero las farolas solares son muy resistentes al agua y a las condiciones climáticas extremas. Es importante destacar que la falta de luz solar en el área durante unos días probablemente no reduzca su capacidad de funcionamiento porque pueden hacer uso de la energía solar almacenada en la batería.
Claramente, las farolas solares ofrecen beneficios mucho mayores a largo plazo, lo que contribuye a construir un planeta sostenible. También brindan seguridad y protección a la sociedad y pueden desempeñar un papel vital para impulsar el desarrollo económico.
¿Qué tener en cuenta al comprar farolas solares?
Hay muchos factores a considerar antes de elegir comprar farolas solares.
Extensión de la luz del sol
Las farolas solares, por definición, necesitan la energía del sol para alimentar las lámparas. Por lo tanto, es necesario considerar la cantidad de luz solar disponible y el clima de la región. Naturalmente, las regiones que reciben la máxima luz solar serían ideales. Sin embargo, todavía es posible usar farolas solares en áreas que son más lluviosas que soleadas. También podrías vivir en un área muy sombreada. Sin embargo, se puede colocar la farola solar de tal manera que se dirija suficiente sol al panel y la energía se pueda almacenar en la batería. Idealmente, el panel solar debe recibir ocho o más horas de luz solar directa.
Durabilidad
Los componentes utilizados en las luces de la calle que funcionan con energía solar deben ser duraderos y capaces de soportar condiciones climáticas severas. Al instalar farolas solares para exteriores, se debe tener en cuenta que las luminarias estarán expuestas a todo tipo de condiciones climáticas, incluido el sol, la lluvia, la contaminación del aire y la niebla. Según la ubicación y el clima general, puede colocar la batería en una caja cerca del suelo o integrarla en el poste.
Independiente o Centralizado
Si las carreteras tienen más sombra y menos luz solar, un panel solar centralizado podría funcionar mejor que una farola solar independiente. En este sistema de alumbrado público solar centralizado, los paneles solares se colocarán en un lugar soleado apropiado y la energía de esta fuente se distribuirá al área a través de cables de distribución.
Lumens
La eficiencia de la luz. se puede medir en lúmenes por vatio, es decir, qué cantidad de la potencia de entrada consume la bombilla (vatios) para producir la cantidad de luz necesaria (lúmenes). Los lúmenes ideales para el alumbrado público solar dependerán del área que necesite cobertura. Por ejemplo, el alumbrado público solar residencial necesitará un promedio de 5,000 lúmenes, mientras que las carreteras, los perímetros de los edificios y las autopistas pueden necesitar entre 6,400 y 18,000 XNUMX lúmenes.
Capacidad de la batería
La solución ideal de alumbrado público solar necesitaría una batería que pueda ofrecer una mayor capacidad de mAh (miliamperios-hora). Otro aspecto a verificar es la relación entre la batería y el panel solar para garantizar que el panel sea suficiente para cargar la batería y la batería tenga suficiente capacidad de almacenamiento para funcionar durante varias horas.
La hoja de ruta de desarrollo de las farolas solares
- Alta tasa de conversión: El alumbrado público con energía solar ha evolucionado a lo largo de los años debido a la tecnología avanzada y los diseños innovadores. Ahora bien, se integran bien con los paneles solares más compactos y de alta conversión de energía sin disminuir los lúmenes ni la capacidad de almacenamiento de la batería.
- Diseño: El diseño compacto e integrado también se suma al atractivo estético y permite una fácil instalación. Por lo tanto, debe prestar atención al diseño, especialmente al elegir luces de calle residenciales que funcionan con energía solar.
- Automatización : Las luces de calle modernas que funcionan con energía solar vienen con un sistema de administración de batería (BMS), que es la tecnología que controla y administra el sistema de iluminación solar desde el panel hasta las luces. Dicho esto, tiene una función de iluminación adaptable que se activa indicando las condiciones climáticas o el nivel de carga que queda en la batería.
Aprendizaje automático integrado: autoajustes de alta eficiencia
Las farolas solares modernas utilizan paneles que pueden rastrear el movimiento de la luz solar, por lo que los paneles solares se ajustan automáticamente para recibir la mayor cantidad de energía y mejorar su eficiencia.
Las luces de calle inteligentes que funcionan con energía solar tienen la ventaja de la tecnología de detección de movimiento que puede cambiar los niveles de iluminación al detectar movimiento debajo. También vienen con una alarma incorporada para evitar robos.
El polvo es inevitable y las farolas solares tienden a acumular polvo en los paneles solares. Con el tiempo, el polvo acumulado reduce la tasa de conversión. Las modernas farolas solares tienen un circuito de limpieza de polvo en forma de un sistema robótico de limpieza automática en húmedo y en seco.
Más recientemente, se han introducido una serie de aplicaciones móviles innovadoras que pueden permitir el encendido o apagado remoto de los LED. Estas aplicaciones pueden rastrear el rendimiento y el funcionamiento de la farola LED solar. Con Bluetooth y tecnología inalámbrica, incluso es posible ajustar el ángulo del panel solar. Además, las actualizaciones en tiempo real sobre el estado de cada componente pueden ayudar a mantener la unidad y adelantarse a cualquier problema de mantenimiento.
Equipado con IoT: monitoreo de red de iluminación inteligente
El alumbrado público exterior es uno de los activos de infraestructura clave para los servicios públicos y los municipios, que puede consumir la mayor parte del presupuesto total de energía de una ciudad. Las luminarias de alumbrado público LED solares eficientes se utilizan cada vez más en áreas donde IoT (Internet de las cosas) brinda beneficios estratégicos. Una red de iluminación inteligente controlada y monitoreada centralmente de alumbrado público solar para exteriores puede:
- Calibre dinámicamente la iluminación, por ejemplo, reduciendo o aumentando la iluminación en respuesta al clima o durante diferentes momentos del día.
- Aumente la seguridad y la confiabilidad identificando rápidamente los apagones y aumentando la cantidad de iluminación en respuesta a una emergencia o en áreas con una tasa de criminalidad más alta, como St. Louis, LA, San Francisco, NYC y otras ciudades con políticas similares.
- Reduzca drásticamente las facturas de energía, con algunas ciudades inteligentes logrando hasta un 75% o más en ahorros de energía.
- La conectividad inteligente en las redes de alumbrado público solar al aire libre puede servir como plataforma para aplicaciones de IoT, así como para otras funciones, como videovigilancia, sistemas de señalización digital y Wi-Fi público.
Última Palabra
La creciente aceptación del alumbrado público con energía solar es una clara indicación de que el futuro del alumbrado público pertenece a la energía solar. Con la investigación y el desarrollo continuos, es probable que el alumbrado público solar ofrecer importantes beneficios económicos y ambientales para uso residencial, comercial e industrial. La conectividad mejorada, las capacidades superiores de almacenamiento y el alumbrado público con energía solar integrado con aprendizaje automático allanarán el camino para un estilo de vida más rentable, ecológico y brillante a nivel mundial.
