Introducción

El alumbrado público no es universal: desde autopistas y autovías hasta carreteras locales, callejones, cruces peatonales e incluso ciclovías, cada tipo de vía tiene requisitos de iluminación muy diferentes. Sin embargo, independientemente del escenario, estas calles necesitan una iluminación adecuada para garantizar la seguridad de quienes las utilizan. Las farolas solares LED y las de CA son las dos opciones principales. Este artículo se centrará en las principales ventajas de las farolas solares LED en el alumbrado público y en cómo elegir las adecuadas (consulte para encontrar más farolas solares ZGSM) para su proyecto. Esto requiere que comprenda la iluminación y los requisitos de los diferentes tipos de calles, y cómo la iluminación solar puede satisfacer los requisitos de iluminación de las vías correspondientes. Al mismo tiempo, también nos centraremos en el método científico de configuración de la potencia y la capacidad de la batería de las farolas solares LED.

¿Por qué optar por la farolas solares LED?

El alumbrado público ofrece una visibilidad rápida, precisa y cómoda durante la noche, lo que contribuye a reducir los accidentes de tráfico nocturnos, mejorar la fluidez del tráfico y promover la actividad comercial nocturna y el uso de instalaciones públicas. En los últimos años, la demanda de alumbrado público en la ciudad se ha desplazado principalmente hacia el alumbrado público solar LED. ZGSM cree que la razón de su amplio uso se debe precisamente a estas tres ventajas fundamentales: iluminación eficiente, fácil instalación, ahorro energético y protección del medio ambiente.

Las farolas solares ahora utilizan principalmente LED como fuente de iluminación, que suelen estar equipadas con chips LED de 220 lm/W o superiores, por lo que la eficiencia lumínica general puede rondar los 200 lm/W. Esto permite que las farolas solares LED iluminen la vía pública con menor potencia. Con una distribución lumínica adecuada (¿Qué es la distribución lumínica?), podemos alcanzar una potencia de 50 W o incluso inferior, alcanzando la clase de iluminación M2 para la iluminación de vías principales. Estas características amplían la aplicación de las farolas solares LED.

La instalación de farolas solares LED no depende de las redes eléctricas tradicionales, por lo que evita la excavación de zanjas para cables, la instalación de armarios de distribución y transformadores, etc. Esto confiere a las farolas solares LED un gran potencial de aplicación en zonas rurales, montañosas, pastizales e islas con infraestructura deficiente. Además, su coste de instalación puede reducirse considerablemente.

Las farolas solares LED absorben la energía solar a través de paneles, almacenan electricidad en baterías mediante controladores y alimentan las fuentes de luz LED por la noche, lo que las hace independientes de los combustibles fósiles tradicionales. Por ejemplo, una farola solar de 50 W puede reducir las emisiones de CO₂ en 150 kg al año (PD: Si tomamos como ejemplo la energía térmica, 1 kWh de generación de energía tiene una emisión de carbono de 0,7 kg). Esta enorme reducción de emisiones es fundamental para la protección del medio ambiente, cada vez más deteriorado. La siguiente figura muestra la composición básica y el principio de funcionamiento de la energía solar.

Requisitos de iluminación para la iluminación de su carretera

Las carreteras se pueden dividir en diferentes tipos según sus funciones y estándares de diseño. Las autopistas son arterias de tráfico interurbano o transregional de alta velocidad y larga distancia. Están completamente cerradas (sin intersecciones) y tienen límites de velocidad altos (por ejemplo, 100-120 km/h en China). Las autopistas son pasajes rápidos dentro de ciudades o suburbios. Por lo general, son carreteras completamente cerradas (o solo unas pocas intersecciones) y tienen límites de velocidad altos, generalmente de 80-100 km/h. Las carreteras principales urbanas son las principales arterias de tráfico en la ciudad, conectando los centros de varias regiones. Estas carreteras suelen tener de 4 a 8 carriles en dos direcciones, con isletas en el medio y límites de velocidad de 60-80 km/h; las carreteras principales secundarias ayudan a las carreteras troncales a desviar el tráfico, conectando áreas residenciales, áreas comerciales, áreas industriales y áreas de servicio público; las carreteras secundarias se utilizan para viajes de corta distancia dentro de áreas residenciales/comerciales, generalmente de 2 a 3 carriles en dos direcciones, y los límites de velocidad suelen ser de 40 km/h; Los caminos rurales conectan pueblos, casas y tierras de cultivo, con relativamente pocos vehículos y con límites de velocidad de 30 km/h. En conjunto, estos caminos forman una compleja red de transporte entre ciudades, entre ciudades y zonas rurales, y dentro de estas últimas.

Se han introducido diferentes carreteras, así que ¿son fijos los requisitos de iluminación para los diferentes tipos de carreteras? Normalmente, si el límite de velocidad es fijo, el volumen del tráfico, la composición del tráfico, la densidad de la intersección, la presencia de vehículos estacionados y la luminosidad ambiental son los mismos, los requisitos de iluminación para el mismo tipo de carretera son fijos. Sin embargo, cuando hay diferentes parámetros, los estándares de iluminación también serán diferentes. Por ejemplo, en las dos carreteras principales de la ciudad con límites de velocidad de 80 km/h y 60 km/h, los requisitos de iluminación para las primeras son más altos que para las segundas, porque la velocidad es mayor y se necesita una mejor iluminación para ayudar al conductor a ver las condiciones de la carretera con claridad. Por ejemplo, para las carreteras secundarias urbanas, los requisitos de iluminación para las carreteras donde se permite el estacionamiento son más altos que para las carreteras donde no se permite el estacionamiento, porque los vehículos estacionados junto a ellas interferirán con la capacidad del conductor para ver las condiciones de la carretera con claridad, por lo que se necesita una mejor iluminación para reducir los riesgos de conducción. Entonces, ¿hay alguna manera de ayudar a los departamentos municipales a determinar los estándares de iluminación? La respuesta es sí, y EN13201-1 (Más detalles sobre EN13201 para el diseño de alumbrado público) proporciona un método claro.

Las normas de iluminación para vehículos motorizados incluyen el nivel de brillo (luminancia) y la uniformidad, el nivel de iluminación alrededor de la carretera y el límite de deslumbramiento residual. Si el proyecto tiene requisitos claros para estos, el diseño de iluminación (simulación de iluminación) puede llevarse a cabo de acuerdo con ellos. Si no hay requisitos, se puede seleccionar consultando la norma EN13201-1. En este momento, los parámetros que consideramos incluyen: velocidad, volumen de tráfico, composición del tráfico, separación de carriles, densidad de intersecciones, vehículos estacionados, luminosidad ambiental, dificultad de la tarea de navegación/guiado visual/control de tráfico. Por ejemplo, para una carretera con una velocidad de diseño de 80 km/h, el valor de ponderación es 1. Si el volumen de tráfico es alto, entonces el valor de ponderación es 1. Si la calzada no está separada (sin isleta central), entonces el valor de ponderación es 1. Y la densidad de intersecciones es <3/km, entonces este valor de ponderación es 0. Si la carretera no tiene vehículos estacionados, entonces este valor de ponderación es 1. Y para otros valores de ponderación, suponemos que todos son 0.

Parámetro	Opciones	Descripción			Valor de ponderación VW
Velocidad de diseño o límite de velocidad	Muy alto	v ≥ 100 km/h			2
	Alto	70 < v < 100 km/h			1
	Moderado	40 < v ≤ 70 km/h			-1
	Bajo	v ≤ 40 km/h			-2
Volumen de tráfico		Autopistas, rutas de varios carriles		Rutas de dos carriles
	Alto	> 65 % de la capacidad máxima		> 45 % de la capacidad máxima	1
	Moderado	35 % – 65 % de la capacidad máxima		15 % – 45 % de la capacidad máxima	0
	Bajo	< 35 % de la capacidad máxima		< 15 % de la capacidad máxima	-1
Composición del tráfico	Mixto con alto porcentaje de no motorizados				2
	Mezclado				1
	Solo motorizado				0
Separación de calzadas	No				1
	Sí				0
Densidad de uniones		Intersección/km	Intercambios, distancia entre puentes, km
	Alto	> 3	< 3		1
	Moderado	≤ 3	≥ 3		0
Vehículos estacionados	Presente				1
	No presente				0
Luminosidad ambiental	Alto	escaparates, expresiones publicitarias, campos deportivos, zonas de estaciones, áreas de almacenamiento			1
	Moderado	situación normal			0
	Bajo				-1
Tarea de navegación	Muy difícil				2
	Difícil				1
	Fácil				0

Para determinar el número de la clase de iluminación adecuada, se deben sumar los valores de ponderación de los diferentes parámetros. Como se indicó en la sección anterior, la suma de los valores de ponderación Vws = 1 + 1 + 1 + 0 + 1 + 0 + 0, lo que da como resultado Vws = 4. Al tratarse de una autopista, la clase de iluminación M = 6 – Vws = 6 – 4 = 2. Por lo tanto, se debe utilizar la clase de iluminación M2 para el diseño de la iluminación. Para las clases de iluminación C y P, los cálculos son similares: clase de iluminación C = 6 – Vws y clase de iluminación P = 6 – Vws.

Elija el sistema de alumbrado público LED solar con los vatios, la batería y el panel adecuados

Paso 1 – ¿Dónde se debe iluminar?

Para las zonas que necesitan alumbrado público, primero debemos determinar la longitud de la vía, su composición, el ancho de los carriles, la distancia entre los postes, su altura, etc. Estos datos son muy útiles para confirmar la cantidad de lámparas, potencia y lentes necesarias. Por ejemplo, una autopista urbana es una vía de doble sentido de 4 carriles (7 metros en una dirección), con una isleta central (1 metro) y arcenes de dos metros a ambos lados. La velocidad de diseño de la vía es de 80 km/h, el volumen de tráfico es alto, casi no hay intersecciones y se permite el estacionamiento. La navegación es compleja. Podemos calcular el nivel de iluminación requerido de la vía con base en el conocimiento de la sección anterior como M2. Sin embargo, el proyecto tiene en cuenta la importante conexión entre las dos ciudades. Para evitar accidentes de tráfico, el alumbrado debe diseñarse según la clase de iluminación M1.

Paso 2 – Potencia (lumen) que necesitamos para iluminar la carretera

La composición de la carretera se ha determinado en el primer paso. Luego, podemos usar esto para realizar una simulación de iluminación para confirmar el vataje requerido. No crea que hay farolas solares led de 500 W o incluso de 1000 W. Un vataje tan alto no es necesario en aplicaciones reales. Tomando como ejemplo las farolas solares LED de 200 lm/w, ZGSM realizó una simulación y descubrió que 100 W con una disposición de un solo lado (Más información sobre la disposición de luminarias del alumbrado público) son suficientes para iluminar una carretera de 7 metros (espaciado entre postes de 30 metros, poste de 8 metros) según la clase de iluminación M1 más alta. Además, debemos prestar más atención a los lúmenes para confirmar el vataje, en lugar de simplemente fijarnos en el vataje para confirmar la configuración de las farolas solares LED. Los mismos 100 W, 150 lm/W son difíciles de cumplir con la clase de iluminación M1. Si la eficiencia de la luz se aumenta a 190 lm/w, la clase de iluminación M1 se puede cumplir fácilmente. Podemos concluir que en las farolas solares LED, debemos elegir farolas LED de alta eficiencia tanto como sea posible para reducir el vataje de las lámparas, y luego podemos reducir en gran medida la configuración de paneles solares y baterías en el sistema.

Paso 3: Determinar los requisitos de iluminación

Tras los pasos uno y dos, hemos determinado básicamente la potencia del sistema solar. A continuación, debemos confirmar el modo de funcionamiento de la farola solar. 1. ¿Deben las farolas funcionar desde el anochecer hasta el amanecer o solo durante un número determinado de horas por la noche? 2. ¿Se pueden atenuar las farolas en mitad de la noche para evitar una iluminación excesiva en la segunda mitad, cuando hay menos tráfico? 3. ¿Es necesario equipar las farolas con sensores de microondas para reducir el consumo del sistema y, por lo tanto, su configuración cuando no hay nadie cerca? 4. ¿Las farolas solares led tendrán acceso a la electricidad para garantizar que sigan proporcionando iluminación y garantizando la seguridad cuando la energía solar sea insuficiente? Al decidir la configuración de la farola solar, es necesario responder a estas preguntas, ya que determinan el tamaño del sistema. Por ejemplo, una configuración que funciona al 100 % toda la noche es mucho más cara que una configuración con microondas o atenuación temporizada, lo que también aumenta el precio (¿Por qué varían tanto los precios de las farolas solares?). Para las farolas solares con acceso a la red eléctrica, también podemos reducir adecuadamente la configuración del sistema porque no necesitamos aumentar los paneles y las baterías para reservar energía para garantizar que las lámparas funcionen normalmente en los días de lluvia.

Paso 4 – Calcular la configuración y obtener la cotización

Tras recopilar la información anterior, podemos calcular la configuración del sistema de energía solar. Por ejemplo, si finalmente confirmamos la lámpara LED de 60 W (150 lm/w), el panel solar de 150 W y la batería de 24 V y 100 Ah, podemos contactar con la empresa para solicitar un presupuesto. Si solo dispone de la información necesaria, pero no tiene claros los requisitos de iluminación ni los de configuración de energía solar, también puede contactar con un proveedor profesional para obtener la configuración del sistema. Tras obtener presupuestos de diferentes proveedores, asegúrese de investigar la empresa y el producto. El presupuesto debe especificar la potencia de la lámpara, el flujo luminoso (vatios a lúmenes/flujo luminoso), el método de carga y descarga, la potencia del panel solar y la capacidad de la batería. Si las condiciones lo permiten, solicite al proveedor una simulación de iluminación para garantizar que la solución cumpla con los estándares de iluminación correspondientes. Además, debe calcularse la capacidad de la batería para confirmar que puede proporcionar entre 0,5 y 2 días de autonomía. Por último, es importante recordar que el presupuesto más bajo no siempre es el mejor. O bien el vataje es falso, la capacidad de la batería es falsa o la batería utilizada en el producto no es de alta calidad, etc. A menudo se evalúa la información del producto de cada empresa y luego se toma la mejor decisión para el proyecto.

Solución de alumbrado público solar ZGSM

ZGSM recibió una consulta de Panamá para la iluminación de una autopista urbana. Esto se debe a que las lámparas originales ya no cumplían con los requisitos de iluminación. La carretera es de doble sentido y 4 carriles (7 metros en una dirección), con una isleta central (0,6 metros), la distancia entre postes de las lámparas es de aproximadamente 30 metros y la velocidad de diseño de la carretera es de 80 km/h. El cliente solicitó que el diseño de iluminación se realizara de acuerdo con la norma M2, y ZGSM finalmente confirmó que la potencia de la lámpara es de 45 W, 220 lm/W. Si la clase de iluminación no está clara, necesitamos saber más sobre las condiciones de la carretera para ayudarnos a confirmarla. El siguiente es el resultado de la simulación de iluminación: podemos ver que la luminancia = 1,52 cd/m2, la uniformidad (¿Cuál es la uniformidad?) U0 = 0,59, UI = 0,82, el deslumbramiento Ti = 6, que cumple con los requisitos de la clase de iluminación M2 para los tres indicadores.

Luego, podemos proceder al siguiente paso del cálculo. El cliente nos informó que la carretera se diseñó inicialmente con acceso a electricidad, por lo que no era necesario considerar la posibilidad de energía insuficiente debido a días de lluvia. Al mismo tiempo, el cliente deseaba que la luz tuviera regulación de intensidad con temporizador (¿Qué es la atenuación temporizada?) y esperaba que la potencia fuera del 100 % en las primeras 4 horas, del 30 % en las siguientes 5 horas y del 70 % en las últimas 3 horas. Finalmente, el ZGSM se diseñó con un margen de 1,3 veces, y se confirmó que el panel tenía 110 Wp y la capacidad de la batería era de 42 AH a 12,8 V. Considerando los altos requisitos de cableado y los altos costos de instalación de las farolas solares LED divididas, recomendamos al cliente que usara una farola solar integrada, y finalmente se optó por la solución de farolas solares LED todo en uno ZGSM-PV5-45. Si le interesa calcular la capacidad de los paneles solares y las baterías, puede consultar nuestro blog: Parámetros y cálculos importantes de los sistemas de alumbrado público solar. Además, si le interesan las farolas solares LED, ya sean integradas (todo en uno), dobles o LED divididas, puede hacer clic en la imagen a continuación para obtener más información.

Resumen

Las farolas solares LED son una alternativa al alumbrado público eléctrico tradicional. No requieren red eléctrica, ya que son unidades autosuficientes que generan electricidad a partir de baterías durante el día y la suministran a los LED por la noche. Las luminarias LED ofrecen mejores soluciones de iluminación con configuraciones de sistema más bajas, gracias a su menor consumo, mejores ópticas y funciones de atenuación según demanda. Las ventajas únicas de la energía solar y las farolas LED las convierten en la opción más común. A través del texto, también sabemos que, al confirmar la configuración del sistema, debemos prestar más atención a los lúmenes (vatios a lúmenes) y, en función de ello, confirmar parámetros como los paneles y las baterías. Este método, combinado con la simulación de iluminación proporcionada por el proveedor, es eficaz para evitar la compra de farolas solares LED con lúmenes o vatios falsos. Además, al seleccionar la configuración, factores como la atenuación por temporizador, el sensor de microondas (más información sobre farolas con sensor de movimiento) y el acceso a la red eléctrica también influyen significativamente en la configuración del sistema. Los usuarios deben considerar estos factores detenidamente para elegir la solución de farolas solares LED que mejor se adapte a sus necesidades. Para más información, contacte con ZGSM para obtener más información y productos relevantes.

Preguntas Frecuentes

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