PASO 1: Calcular el tamaño del banco de baterías de la lámpara (luminaria): La fórmula eléctrica de cálculo de autonomía en horas del banco de baterías es:
Watts_Hora = (Voltios x Amperios_Hora). Para nuestro modelo STC30 los datos a sustituir en la fórmula son:
Watts_Hora = (12.8V x 29Ah) = 371 Wh
Paso 2: Calcular la cantidad de horas de servicio (autonomía) de la lámparas funcionando al 100% de su capacidad
La fórmula para autonomía es:
Horas_autonomía = (Watts_Hora/Watts luminaria). Para el modelo STC30 los datos a sustituir en la fórmula son:
Horas_autonomía = (371 Wh/ 30 Watts luminaria) = 12.36 horas menos pérdidas. Esto significa que el dimensionamiento de esta luminaria es capaz de funcionar al 100% durante las 12 horas de la noche.
Atención:
Si este parámetro arroja una autonomía inferior a 12 horas, la operación de lámpara está limitada a unas cuantas horas de la noche o a premisas muy difíciles de controlar como lo es la operación con potencias diferentes según la detección de movimiento.
La pregunta del millón, ¿qué pasa en días nublados, presencia de sombras o estructuras en donde la generación fotovoltaica no es al 100% para lograr el 100% de la carga de la batería? Para ello, algunas luminarias como la SOLTECH han desarrollado un tipo de controlador de carga inteligente conocido como IAP (Intelligent Adaptive Power) que varía la potencia de operación del LED para asegurar que la lámpara funcione toda la noche. Este control inteligente puede incrementar el desempeño hasta en un 40% garantizando la autonomía.
Paso 3: Calcular la cantidad de horas-sol que requerirá cargar el banco de baterías.
Otro de los parámetros fundamentales para validar un buen diseño es el tamaño en Watt-pico de generación del panel solar.
Como regla de dedo, este panel debería ser al menos 1.7 veces la potencia nominal de la lámpara.
La fórmula de tiempo de carga del banco de baterías es:
Tiempo_Carga = (Wh_batería/Watts_pico_panel). Para la STC30,
Tiempo_Carga = 371 Wh/52 Wp = 7 horas. De esta forma, se requerirán cerca de 7 horas para cargar la batería de esta luminaria al 100%.
Atención:
Si el tiempo de carga es superior a las 7 horas, la carga de la luminaria se verá comprometida por las variaciones de las condiciones climatológicas. Si ese tiempo es mayor a 10 horas, esa luminaria sencillamente NO va a operar correctamente.
Paso 4: Configuración de modos de operación por medio de control remoto
La cereza del pastel para escoger una lámpara solar es la posibilidad de configurarla con varios modos de operación. Las configuraciones típicas son:
Modo de intensidad (alto/bajo) por movimiento: Permite que la lámpara ahorre energía en periodos cuando no hay tránsito de personas. Se recomienda para iluminación perimetral para que las cámaras de vigilancia puedan detectar la variación de la intensidad de luz con el movimiento (intrusos). No se recomienda en lugares de mucha actividad nocturna (parques, centros de distribución) y ATENCIÓN: se puede activar con el movimiento de las ramas de los árboles provocando una reducción de su autonomía al funcionar en modo alto (normalmente al 100% de su potencia).
Modo de potencia constante: Permite configurar la intensidad en un porcentaje definido: 40%, 70%, 100% durante toda la noche. Esto da mucha flexibilidad para usar 40% en lugares donde la radiación solar no es muy buena, o bien donde hay sombras durante el día que reducen la posibilidad de lograr el 100% de carga. ATENCIÓN: usar el 100% de potencia constante reduce la vida útil de la batería por operar en ciclos profundos de carga y descarga.
Modo de patrón de potencia variable: Este es el modo que más recomendamos para aplicaciones en donde no hay actividad después de la media noche. De esta manera, tenemos la mayor cantidad de intensidad de luz cuando hay más actividad y luego una luz de seguridad fija hasta el amanecer. Este modo alarga la vida útil de la batería, por no provocar ciclos de descarga profunda, y deja más reserva para días nublados.
Más información, por favor consulta nuestra página www.projectmastercr.com en donde encontrarás recursos muy valiosos para diseñar y utilizar lámparas solares de clase mundial.
Ing. Alex Aguero Ching. Consultor en iluminación y experto en iluminación Solar.