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Santiago Julián Alcolea
Signify
En la actualidad, los territorios e infraestructuras se enfrentan a nuevos desafíos:
– Cada vez se necesita más luz: se estima que, en el año 2050, el 70% de la población mundial habite en centros urbanos
– Las ciudades consumen el 75% de los recursos mundiales, aunque sólo ocupan el 2% de la superficie terrestre
– En el año 2021 había ya 21.000 millones de dispositivos conectados a internet en el mundo
El alumbrado tiene un enorme potencial para enfrentarnos a estos desafíos:
– Hay más de 363 millones de puntos de luz de alumbrado público en el mundo
– De estos, podemos decir que, en promedio, tienen más de 20 años de antigüedad y no cumplen los niveles óptimos recomendados
– La iluminación puede suponer hasta el 40% del consumo energético de un municipio, pero solo el 3% está conectado a día de hoy, aunque se espera alcanzar casi un 30% para el año 2027
El uso de energías renovables es cada vez más una alternativa viable a la generación de energía eléctrica convencional, y la energía solar, ocupa uno de los primeros puestos en este sentido.
La evolución del precio de las baterías y paneles junto con la sensible mejora de la tecnología LED en cuanto a eficacia y precio por lumen, está haciendo que las soluciones de alumbrado solar sean ya una realidad viable tanto técnica como económicamente.
Hablando de alumbrado solar podemos distinguir dos tipos de arquitecturas:
– Soluciones integradas: que incorporan en un solo conjunto todos los componentes de un sistema de iluminación solar. Físicamente, la única diferencia entre una luminaria solar integrada y una luminaria no solar es que las primeras tendrán un panel solar que formará parte de la estructura de la luminaria. Nuestras gamas SunStay y SunStay gen2 son ejemplos de este tipo de configuración.
– El otro tipo de arquitectura es el de las soluciones no integradas, en las que los componentes no están unificados en un solo conjunto, pueden ir por separado ó formando varios subconjuntos para completar la solución final. Ejemplos de este tipo de configuración serían los que se construyen con las versiones solares de Luma ó UniStreet como parte del conjunto. Nuestros planes pasan por la solarización del portfolio de alumbrado público por lo que iremos incluyendo versiones solares de muchas de las gamas que tenemos en catálogo.
Los elementos necesarios para construir una solución de alumbrado solar son comunes para los dos tipos de arquitecturas. Un conjunto de iluminación solar siempre constará de:
– Una fuente de luz: que será una placa LED, en el caso de las soluciones integradas o una luminaria LED en las no integradas
– Una batería: donde se almacenará la energía solar captada durante el día por el panel solar. Hay distintas tecnologías disponibles en el mercado: baterías de gel, de Litio ferrofosfato, etc. En general, en Signify recomendamos el uso de baterías de ión Litio Ferrofosfato por las ventajas que tienen en cuanto a tamaño, profundidad de descarga y duración sobre los otros tipos de baterías
– Otro de los componentes indispensables es el panel solar, que es el encargado de captar la radiación solar durante el día. Los paneles solares que se utilizan hoy en día están formados por células de silicio mono ó policristalinas
– También se necesita un controlador de carga, que actuará como el cerebro del conjunto optimizando la carga y descarga de la batería e integrando las funcionalidades del driver para alimentar la placa LED
– A menudo se necesitará también una columna específica lo suficientemente robusta para ser capaz de soportar la carga de todos los componentes.
– Y por supuesto se necesitan cables para unir los distintos elementos del conjunto solar.
En ambos casos, tanto para soluciones integradas como no integradas, se puede trabajar de manera autónoma, sin estar conectadas a red ó híbrida, conectadas a red para tener un back-up en caso de que haya algún problema con la batería ó esta no se recargue suficiente para garantizar la autonomía deseada.
A la hora de acometer un proyecto de iluminación con una solución solar, no debemos olvidar que lo primero que debemos asegurar es que esté resuelto bien desde el punto de vista lumínico. Primero de todo es un proyecto de iluminación que requerirá los cálculos específicos necesarios para garantizar los niveles y uniformidades especificados.
El siguiente paso será definir el funcionamiento deseado de la instalación, número de horas funcionando, niveles de regulación requeridos, etc., ya que esto va a ser determinante en el cálculo de la capacidad de la batería y panel requeridos en función de la autonomía deseada y de la irradiancia solar en la localización concreta en la que se instalará el proyecto.
Cuando hablamos de autonomía de una solución solar nos referimos al número de horas ó noches que la batería va a ser capaz de alimentar a la luminaria para que luzca en base al funcionamiento definido.
A menudo se publican datos teóricos de autonomía basados en baterías cargadas al 100% de su capacidad. Este dato en si mismo no es suficiente para saber si el conjunto funcionará ó no según lo esperado. Durante los meses de invierno y otoño en los que los días son más cortos y la radiación solar es menos intensa, habrá noches en las que la batería no sea capaz de cargarse totalmente y esto evidentemente afectará a la autonomía del conjunto.
Es necesario usar herramientas para el diseño de la capacidad de la batería y panel, así como para la simulación de autonomía de los conjuntos solares, lo que nos permite poder tener una estimación del comportamiento “real” esperable de una solución solar una vez instalada.
De esta manera se pueden tomar decisiones que ayuden a aumentar la autonomía de una manera consciente: como incrementar la capacidad de captación de panel, de almacenamiento de la batería ó ampliando el número de horas de regulación de flujo ó yendo a niveles de regulación más bajos llegando e incluso a apagar las luminarias en los momentos en los que se prevé menor tránsito. Esto puede hacerse al combinar las soluciones solares con equipos de detección de presencia que son cada vez más sofisticados y permiten crear redes entre las luminarias, con encendidos en cascada que minimizan una posible sensación de inseguridad por falta de luz.
Si el uso de la energía de manera eficiente es cada vez más importante en todos los aspectos de la vida, en el caso de la energía solar es crítico. Utilizar la energía sólo cuando se necesite de verdad para que haya suficiente en los momentos en los que si se necesita.
Es importante que las soluciones de alumbrado solar dispongan también de herramientas que posibiliten la configuración de las luminarias solares en campo, una vez instaladas para que, por ejemplo, se puedan cambiar los perfiles de regulación en las distintas estaciones del año ó extraer información del estado de los diferentes componentes in situ. Estas herramientas son aplicaciones compatibles con teléfonos inteligentes que se comunican via Bluetooth con el conjunto solar.
Con sistemas de gestión en remoto específicos para instalaciones solares, es posible tener el control total de las instalaciones de alumbrado solar sin necesidad de desplazarse hasta la localización, lo que facilita enormemente la optimización del funcionamiento y el uso de las instalaciones de alumbrado solar.
Todas estas explicaciones teóricas serán refrendadas mediante ejemplos de instalaciones reales, en muchos casos monitorizadas durante los últimos meses, lo que nos permitirá presentar los comportamientos reales frente a los simulados de manera teórica. Servirá además para mostrar ejemplos de buenas prácticas y enseñanzas sobre errores cometidos para ayudar a evitar que vuelvan a aparecer en futuras instalaciones, facilitando así el correcto desarrollo del sector de alumbrado fotovoltaico.
