Cambio climaticoEficiencia Energética

Alumbrado público solar

Nuevo sistema de iluminación que cuenta con un alto desempeño y una excelente calidad en componentes; ha llegado para ofrecer energía luminosa en el transcurso de la noche mediante el aprovechamiento total de la energía solar captada durante el día.

Por Myriam Sánchez.

Su colocación y número responden a la incidencia de radiación solar en el sitio.

Ante la constante idea de que poco a poco el planeta sufre cambios negativos debido a tecnologías y hábitos propios del ser humano, resulta indispensable pensar en alternativas que disminuyan dichos efectos y en sustituir equipos contaminantes.

El Sol es una de las energías inagotables, además es una fuente que se aprovecha con captadores de celdas fotovoltaicas que se encargan de convertirla en energía eléctrica en forma limpia, económica y disponible, lista para utilizarla en diversas aplicaciones de iluminación.

Entre las opciones en las que se puede emplear la tecnología, se encuentra el alumbrado público. Al analizar la cantidad total de electricidad que se utiliza en la iluminación de las calles, parques, plazas, hoteles, estacionamientos, fraccionamientos, universidades o cualquier espacio al aire libre, resulta evidente que el consumo es considerable.

Con la generación de energía eléctrica proveniente del Sol, es posible crear un sistema de alumbrado público solar que cuente con luminarias bien diseñadas, capaces de proveer luz confiable y gratuita por mucho tiempo. Este tipo de sistema unitario de iluminación, también conocido con el nombre de lámparas, postes, reflectores o farolas solares, es totalmente independiente debido a que, por su diseño, opera de manera autónoma, lo que garantiza una amplia seguridad para los usuarios.

La creación de las lámparas solares tuvo el objetivo de reducir los altos consumos de alumbrado público, así como proveer servicio de iluminación en lugares donde la disponibilidad de electricidad es complicada y donde no es práctico extender las líneas o redes eléctricas. Este tipo de problemática se presenta con regularidad en ayuntamientos, plantas industriales, fábricas, comunidades rurales, carreteras, haciendas y casas de campo, por citar algunos ejemplos.

Cabe mencionar que las luminarias convencionales utilizan energía eléctrica proveniente de la Comisión Federal de Electricidad (CFE), con lo cual existe un costo de operación fijo; en cambio, los reflectores solares se sirven de la electricidad que ellas mismas generan, evitando el costo de operación.

Dentro de la gama de farolas solares, los diferentes modelos varían en la potencia, en la tecnología y en el tipo de componentes. Por ejemplo, los reflectores más demandados son las de tecnología LED, pero también se encuentran las de inducción magnética, de vapor de sodio de baja presión y fluorescentes compactos. En general, las lámparas solares autónomas presentan bajo consumo de energía debido a que cuentan con un sistema fotovoltaico y otro de respaldo (baterías). Existen luminarias desde 20 hasta 120 watts, pero las últimas se manejan con un horario de funcionamiento reducido.

Componentes
Para brindar a las personas mayor seguridad, confort y una iluminación apta, se requieren elementos esenciales:

Panel fotovoltaico: equipo que transforma los rayos del Sol en electricidad

Sistema de almacenamiento (banco de baterías): acumula la energía y debe ser de ciclo profundo

Sistema de control: regula el estado de carga de las baterías y controla su encendido y apagado

Sistema de iluminación: varía en el tipo de tecnología que se utilice (LED, inducción magnética, fluorescentes)

Herrajes para montaje de módulos y gabinete para resguardo de la batería y el control

El panel fotovoltaico se integra al poste en la punta, mientras que las baterías y el sistema de control se alojan en un gabinete adosado al poste. La unidad completa de iluminación de la luminaria consiste principalmente de los siguientes elementos:

  • Foco
  • Balastro
  • Reflector-difusor
  • Carcasa

Funcionamiento
Una lámpara solar trabaja con base en tres etapas:

Generación. Mediante un panel solar expuesto directamente a los rayos solares, se genera la energía eléctrica de la lámpara. Dicho equipo puede ser fabricado con materiales semiconductores de silicio, ya sea monocristalino, policristalino, de película delgado o amorfo. El marco que posee es de aluminio anodizado que le da fuerza. Se trata de un dispositivo unitario que permite modular y configurar sistemas en escala de potencia con voltajes de trabajo en 12 o 24 V C.D.

Control y almacenamiento. Esta etapa es de gran importancia, pues resulta indispensable para la protección del sistema. Existe un control de carga que permite el monitoreo de cada parte de la lámpara, el ajuste adecuado de cada tipo de batería empleada y sus voltajes de operación para evitar el exceso de carga y descarga, de modo que se prolongue la vida útil de la tecnología. También, controla la programación de diferentes horarios de funcionamiento para el encendido y apagado con base en diferentes niveles de iluminación ambiente; es decir, por la noche, los módulos solares dejan de recibir los rayos del Sol y dejan de generar corriente gracias a una señal que enciende las lámparas; cuando sale el Sol, ocurre lo opuesto y se comienza a generar energía eléctrica, por lo que se apaga la luminaria. En lo que respecta al almacenamiento, pueden durar por periodos de hasta un año, emplearse diferentes tipos de baterías, dependiendo del presupuesto, confiabilidad y tipo de tecnología que se requiera (GEL, AGM, electrolito líquido).

Tecnología de iluminación. Este apartado depende de los equipos de iluminación que se deseen emplear, ya que se encuentran las lámparas fluorescentes, de inducción magnética y LED, de los cuales, los últimos son los más demandados en el mercado por ser una corriente directa y no requerir de inversores de corriente.

Factores importantes
Si bien estas unidades de iluminación ofrecen infinidad de beneficios en diversos aspectos, hay que considerar cuáles son los posibles factores que podrían influir en su buen funcionamiento. Debido a que es un sistema que trabaja con el máximo potencial en días calurosos, se debe considerar cuando el estado del clima muestra las características contrarias; es decir, cuando se presentan días nublados o lluviosos. Al ser así, existe una afectación en la generación de electricidad, que puede llegar a ser nula en ciertos momentos.

Por ello, es importante contar con un buen dimensionamiento de los sistemas para que las condiciones climatológicas adversas no afecten el servicio de alumbrado. Las luminarias solares deben de contar con un banco de baterías, con el cual se logra almacenar la energía, para garantizar días de autonomía y permitir que en tiempos de insolación insuficiente se mantenga el potencial total de la lámpara.

Al tratarse de un sistema con una vida útil de más de 20 años, que genera su propia energía por medios renovables, contribuye tanto a un ahorro energético, como al cuidado del medioambiente. Gracias a que la electricidad se obtiene mediante los rayos del Sol, se alcanza un ahorro de 100 por ciento en el consumo. Cabe recordar que por cada watt que se consume del suministro convencional, se libera durante su proceso de generación cierta cantidad de bióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero; por tanto, las luminarias solares, al emplear tecnología que se sirve de medios diferentes para la generación eléctrica, evitan la liberación de elementos dañinos al medio.

Mercado nacional
A raíz de la creciente preocupación que existe por temas ambientales, el interés por este tipo de alternativa ha ido en aumento dentro del mercado. En México, han sido aceptadas con facilidad; tal es así, que ya existen sistemas instalados en lugares emblemáticos, como los distribuidores viales de la Ciudad de México, e incluso en clínicas rurales en comunidades de la sierra de Veracruz.

En la actualidad, existe una gran cantidad de luminarias solares en el país trabajando en casetas de cobro de las autopistas, en algunos parques y plazas públicas; en vialidades importantes y en estacionamientos de empresas privadas. Todo esto dentro de diferentes estados de la República Mexicana.

La nueva tendencia de iluminación comunal, que se ha convertido en una opción muy atractiva y garantiza serlo aún más en próximos años, necesita contar con un buen dimensionamiento en los sistemas para que no resulte decepcionante su empleo, pues, con ella, es posible renovar energía por medios naturales, siempre y cuando se tomen en consideración los aspectos necesarios.

Ventajas generales

  • Ahorro de energía eléctrica
  • Ahorro de dinero, ya que no se paga la energía que se consume
  • Cuidado al medioambiente al dejar de consumir electricidad generada por medios no renovables
  • Colocación en lugares remotos o de difícil acceso, donde la red convencional no puede llegar
  • Rápida instalación
  • No requiere de cableado ni líneas de conducción, por lo que es más barata su instalación
  • No genera contaminación visual por exceso de cableado
  • No tiene cortes de luz
  • Equipos de alta confiabilidad que brindan seguridad
  • Operación automática y silenciosa

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