Farola solar todo en uno de 5.8m y 46W - Iluminación solar integrada con batería LFP

La farola solar todo en uno de 5.8m y 46W combina un panel solar de 92 Wp, una batería LiFePO4 de 414 Wh y un módulo de iluminación LED de 46 W sobre un poste de aleación de aluminio de 5.8 m. Diseñada para proyectos en climas templados, ofrece un precio orientativo EPC llave en mano de $183–$306 por punto de alumbrado; la autonomía indicada de 7 días exige un programa de potencia reducida definido mediante cálculos de ingeniería, en lugar de un funcionamiento continuo a plena potencia.

Arquitectura del sistema

El cabezal todo en uno integra 4 funciones eléctricas principales: generación fotovoltaica, almacenamiento en batería, control de carga e iluminación LED. Esta disposición reduce las conexiones externas y elimina la necesidad de un compartimento de batería independiente a nivel del suelo. El poste de 5.8 m sostiene el conjunto integrado, mientras que la batería sigue siendo accesible mediante un compartimento de mantenimiento cuyo método de apertura, procedimiento de sustitución de juntas y disponibilidad de repuestos deben confirmarse antes de realizar el pedido.

El panel monocristalino TOPCon especificado de 92 Wp carga la batería LFP de 414 Wh mediante un controlador MPPT. Los objetivos de la gama incluyen una eficiencia del módulo del 19–23% y una eficiencia de conversión del controlador superior al 98% en condiciones definidas; ninguno de estos valores determina la producción energética diaria del sistema. La orientación del panel, las sombras, la temperatura de funcionamiento, las pérdidas del cableado, las pérdidas de carga de la batería y el consumo nocturno determinan la energía útil disponible para la iluminación.

Especificaciones técnicas

La configuración siguiente identifica los datos de diseño facilitados para 1 punto de alumbrado y los distingue de los valores de rendimiento que requieren informes de ensayo. La potencia LED corresponde a la potencia nominal de iluminación; la capacidad del panel se expresa en Wp y la capacidad de la batería corresponde a la energía nominal almacenada en Wh. Estas magnitudes describen funciones diferentes y nunca deben sumarse para obtener una única potencia nominal del sistema.

La cifra calculada de 7,820 lm es una estimación preliminar, obtenida a partir de 46 W × 170 lm/W, y no una declaración de flujo luminoso medido. Un archivo fotométrico del proveedor debe establecer el flujo luminoso real de la luminaria, la distribución, el deslumbramiento y la iluminancia mantenida. Los requisitos de seguridad para luminarias de alumbrado vial se recogen en IEC 60598-2-3; citar esta norma no demuestra que este conjunto concreto haya sido ensayado.

Capacidad de la batería y autonomía de siete días

Con funcionamiento continuo a potencia nominal, el LED consume 46 W × 12 h = 552 Wh por noche, superando la capacidad nominal total de 414 Wh de la batería. Incluso antes de considerar las pérdidas, la duración teórica es de solo 9 h. Con supuestos ilustrativos de un 80% de capacidad útil de la batería y un 90% de eficiencia en el circuito de descarga, la energía entregada es de 298.08 Wh, suficiente para aproximadamente 6.48 h a 46 W.

Para 7 noches de funcionamiento de 12 h sin una recarga solar aprovechable, ese mismo presupuesto energético de 298.08 Wh permite una potencia LED media de solo 3.55 W, aproximadamente el 7.7% de la potencia nominal. Esta estimación excluye el consumo en espera del controlador, la demanda de telecomunicaciones, el envejecimiento y la reducción de capacidad por bajas temperaturas. Por tanto, la afirmación de autonomía de 7 días debe vincularse a un perfil documentado de regulación de emergencia y a condiciones de batería verificadas mediante ensayos.

Un controlador puede priorizar 1 periodo de mayor luminosidad tras el anochecer, reducir la intensidad durante las horas de poco tránsito y aumentar brevemente la potencia al detectar movimiento. Sin embargo, la frecuencia del tránsito modifica el consumo total, y las activaciones repetidas a 46 W pueden agotar la reserva de emergencia. Los compradores deben solicitar programas separados para noches normales y para estados de carga bajos, con la potencia mínima, el tiempo de activación del sensor, la tensión de desconexión de la batería y el comportamiento de recuperación cuando se reanuda la carga.

Las indicaciones de la gama LFP señalan 2,000+ ciclos profundos en condiciones de ensayo especificadas; la vida útil real depende de la profundidad de descarga, la temperatura de las celdas, la tasa de carga y el estado de carga durante el almacenamiento. La protección contra bajas temperaturas debe impedir la carga por debajo del umbral permitido por el fabricante de la batería, aunque siga siendo posible descargarla a −20°C. La verificación del sistema debe abordar la secuencia de funcionamiento descrita en IEC 62124:2004, en lugar de deducir la autonomía únicamente a partir de la química de la batería.

Producción solar y dimensionamiento estacional

Para una primera estimación transparente, se suponen 4 horas solares pico diarias y un factor combinado de conversión de energía captada a energía útil del 75%. El panel de 92 Wp proporciona entonces aproximadamente 276 Wh/día, calculados como 92 × 4 × 0.75. Bajo estos supuestos, permite una carga media de iluminación de 23 W durante 12 h, sin margen adicional para recuperar una batería descargada tras un periodo nublado.

Con 2 horas solares pico, el mismo cálculo se reduce a 138 Wh/día, lo que permite una media de solo 11.5 W durante 12 h. Las sombras invernales, la acumulación de suciedad y la orientación del panel pueden reducir aún más este valor. Por tanto, la potencia nominal de 46 W describe la potencia máxima disponible, mientras que el programa nocturno sostenible debe ajustarse al mes de diseño más desfavorable del emplazamiento y al nivel mínimo de iluminación exigido.

Utilice 12 estimaciones mensuales de irradiación y un modelo secuencial de energía de la batería para seleccionar el perfil de funcionamiento. La calculadora PVWatts de NREL ofrece un punto de partida reconocido para la evaluación preliminar del recurso y la producción fotovoltaicos, pero modeliza sistemas fotovoltaicos conectados a la red y no valida por sí misma la autonomía de una batería en un sistema aislado. Su resultado anual no debe presentarse como prueba de disponibilidad de iluminación durante 7 noches.

Diseño de iluminación y alternativas convencionales

Con una altura de montaje de 5.8 m, la separación entre postes no puede especificarse únicamente a partir de la potencia. Los diseñadores necesitan conocer la anchura de la vía, el retranqueo, el ángulo de montaje, la reflectancia del pavimento, la actividad peatonal y una distribución de intensidad verificada. Un cálculo en DIALux o equivalente debe indicar la iluminancia media mantenida, la iluminancia mínima, la uniformidad y el deslumbramiento respecto a los criterios aplicables al proyecto antes de seleccionar 1 disposición definitiva de postes.

Frente a una luminaria convencional supuesta de 100 W que funciona durante 12 h cada noche, el funcionamiento continuo a 46 W reduce la energía nominal de iluminación en un 54%, de 438 a 201.48 kWh/año. Este cálculo excluye las pérdidas del balasto y no demuestra una iluminación equivalente. También supera el presupuesto energético solar diario ilustrativo de esta configuración, por lo que un programa solar práctico con regulación requiere una evaluación fotométrica independiente.

Un perfil ilustrativo regulado con una potencia media de 18 W consume 78.84 kWh/año, un 82% menos de energía que la referencia supuesta de 100 W. Los controles pueden reducir la demanda, pero el ahorro depende de la ocupación y de los requisitos mínimos de iluminación. La investigación sobre alumbrado vial del Departamento de Energía de Estados Unidos aborda la iluminación adaptativa; no certifica un ahorro del 82% para este producto.

Aplicaciones

La configuración de 5.8 m puede ser adecuada para itinerarios peatonales, vías de acceso residenciales, perímetros de aparcamientos y caminos de servicio de plantas solares cuando el cálculo de iluminación requerido respalde sus prestaciones. Puede evitar la apertura de zanjas para cables de alimentación entre puntos de alumbrado, aunque cada poste sigue necesitando una cimentación adecuada. Las vías de alta velocidad, las intersecciones con tránsito continuo y los corredores sombreados pueden requerir mayor capacidad de almacenamiento, paneles separados u otra arquitectura de suministro.

Escenario representativo — vía de acceso a una planta solar con 50 puntos de alumbrado en clima templado: se suponen 50 farolas, 4 horas solares pico, un 75% de eficiencia de conversión de energía captada a energía útil y una potencia media de iluminación de 18 W durante 12 h cada noche. Cada farola consume 216 Wh/noche frente a una captación estimada de 276 Wh/día. El excedente nominal resultante de 60 Wh/día es preliminar; no representa un margen de carga invernal verificado ni un resultado operativo de un cliente.

Para ese escenario de 50 puntos, una batería de 414 Wh con los supuestos de energía útil anteriormente indicados proporciona unas 1.38 noches a 216 Wh/noche sin recarga. Por tanto, el funcionamiento con reserva para siete noches requiere una potencia considerablemente inferior. Los ingenieros deben comparar 2 programas —servicio normal y reserva de emergencia— y descartar cualquier perfil de baja potencia que incumpla el requisito mínimo de iluminación del emplazamiento.

Supervisión en la nube

La conectividad opcional 4G o LoRa puede permitir informes del estado de la batería, programas de funcionamiento, notificaciones de fallos y agrupación de equipos. Estas funciones requieren un controlador de comunicaciones especificado y una plataforma compatible; no está confirmada su inclusión en el precio base. Incluso una carga auxiliar continua de 1 W consume 24 Wh/día, por lo que el equipo de comunicaciones debe incluirse tanto en el dimensionamiento energético como en el presupuesto.

Para una instalación de 50 farolas, solicite un registro de activos que vincule cada poste con su ubicación, identificador de controlador, fecha de puesta en servicio y programa configurado. La aceptación de la conectividad debe abarcar la disponibilidad de la red local, la entrega de alarmas, los cambios de configuración remotos y el comportamiento ante la pérdida de comunicaciones. Al menos 1 programa de iluminación almacenado localmente debe seguir ejecutándose cuando la conexión con la nube no esté disponible.

Instalación, estructura y mantenimiento

El objetivo de instalación de la gama, de aproximadamente 30 min por poste, se aplica al montaje mecánico y eléctrico una vez preparados los cimientos, los medios de elevación y los accesos. Excluye la excavación, el curado del hormigón, la mejora del terreno y la gestión del tráfico. A una altura de 5.8 m, la cimentación y la conexión de la base requieren comprobaciones de las cargas de viento locales, la capacidad portante del terreno, el área proyectada del panel y la geometría del poste.

La construcción en aleación de aluminio reduce el peso de manipulación frente a un diseño de acero comparable en los demás aspectos, pero no se ha facilitado una masa del poste ni una clasificación de resistencia al viento verificadas para esta variante de 5.8 m. Confirme la aleación, el espesor de pared, el acabado superficial, la disposición de los anclajes y el aislamiento galvánico entre metales distintos. Los emplazamientos costeros necesitan una evaluación específica de la corrosión; el aluminio por sí solo no determina una clase de resistencia a la niebla salina.

El objetivo de protección IP66 de la envolvente se refiere a la entrada de polvo y agua en condiciones de ensayo definidas, mientras que IP67 es un nivel de protección declarado diferente y no debe sustituirse sin pruebas. IEC 60529 define el marco de clasificación IP. En la adquisición debe solicitarse el informe correspondiente a la carcasa, las juntas, las entradas de cables y la disposición de la tapa de mantenimiento reales, además de al menos 1 procedimiento de inspección de estanqueidad posterior al mantenimiento.

Programe una inspección inicial a los 3 meses y, después, establezca los intervalos de limpieza e inspección según las condiciones locales de polvo y clima. Los objetivos de la gama de 50,000+ horas de funcionamiento LED y una vida útil de diseño del panel de 25 años son cifras de planificación de componentes, no garantías equivalentes del sistema. Las baterías, las juntas, los controladores LED y los sensores pueden requerir una sustitución más temprana, especialmente cuando la gestión térmica o el acceso para mantenimiento sean inadecuados.

Análisis de inversión EPC y estructura de precios

Para 1 punto de alumbrado, EPC comprende ingeniería, adquisición, construcción, puesta en servicio y el servicio de garantía especificado. La ingeniería abarca el presupuesto energético, la distribución del alumbrado y la coordinación estructural; la adquisición incluye los equipos y los controles de calidad. La construcción y la puesta en servicio abarcan la cimentación acordada, el montaje del poste, la programación del controlador y las pruebas de entrega. El intervalo cotizado de $183–$306 sigue sujeto al alcance y la ubicación confirmados del proyecto.

FOB y entrega en fábrica son 2 condiciones de entrega diferentes, por lo que la modalidad de suministro de equipos debe identificar qué base contractual se aplica. CIF no incluye automáticamente los aranceles de importación, la manipulación en destino ni el transporte interior. Estas partidas son especialmente importantes para un poste de aluminio de 5.8 m, ya que las dimensiones del embalaje y el volumen del envío pueden modificar considerablemente el coste entregado por punto de alumbrado.

Estos 3 tramos de descuento son supuestos de planificación comercial sujetos a una oferta escrita, una configuración idéntica y la consolidación del envío. No son acumulativos y pueden aplicarse de forma diferente al flete, los impuestos o la obra civil local. Las cifras con descuento son ejemplos aritméticos derivados del intervalo EPC publicado, en lugar de precios mínimos independientes garantizados para cualquier ubicación de instalación.

Un presupuesto EPC ilustrativo para un punto suma $299.60: cabezal integrado $70, poste de aluminio $127.60, provisión para cimentación $50, ingeniería y control de calidad $12, instalación y puesta en servicio $28 y asistencia durante 1 año $12. El cabezal utiliza como aproximación provisional la referencia sectorial facilitada para la categoría de 60 W, mientras que el poste se calcula como $22/m × 5.8 m. Se trata de una distribución estimativa de costes, no de una oferta de fábrica verificada.

El panel de 92 Wp, la batería de 414 Wh, el controlador MPPT y el LED de 46 W están incluidos en esa provisión para el cabezal integrado y no deben facturarse de nuevo como componentes completos independientes. La provisión de $50 para cimentación supone una obra civil sencilla; un terreno inadecuado, mayores cargas de viento, equipos de acceso o permisos pueden elevar el coste EPC real por encima del intervalo anunciado.

Para ilustrar el periodo de retorno simple, se supone que una farola existente de 100 W conectada a la red consume 438 kWh/año, que la electricidad cuesta $0.15/kWh y que el mantenimiento solar cuesta $10/año. El gasto evitado de electricidad de red es de $65.70/año, lo que genera $55.70/año de ahorro operativo neto antes de la sustitución de baterías, la financiación y los impuestos. Aplicando el intervalo EPC de $183–$306, se obtiene un periodo de retorno simple de aproximadamente 3.3–5.5 años, condicionado a un servicio de iluminación aceptable.

Con un precio de electricidad de $0.10/kWh, los mismos supuestos producen un ahorro neto anual de $33.80 y un periodo de retorno de aproximadamente 5.4–9.1 años. Frente a una nueva instalación conectada a la red de $400 supuestos, la inversión inicial evitada sería, en cambio, de $94–$217 por punto. Son casos de comparación alternativos; los compradores deben utilizar presupuestos reales de apertura de zanjas y costes del ciclo de vida, de acuerdo con las directrices del DOE para la adquisición de alumbrado exterior.

Las opciones de pago son 30% de anticipo mediante transferencia bancaria más 70% contra conocimiento de embarque, o 100% mediante crédito documentario a la vista, sujetas a contrato. Podrá estudiarse financiación para proyectos superiores a $1,000,000, sujeta a la aprobación de la entidad financiera. La modalidad EPC indicada incluye 1 año de garantía; las condiciones de la plantilla de 3 años para el sistema y 5 años para el poste requieren una ampliación expresa por escrito y no se incluyen automáticamente.

Adquisición y configuración

Para la variante de 46 W, prepare una relación de requisitos de compra que incluya el destino, la cantidad, las condiciones de montaje, el perfil normal de iluminación, la potencia mínima de emergencia y los informes exigidos. Consulte todas las farolas solares para comparar configuraciones integradas y alternativas, o configure su sistema en línea utilizando la altura de montaje de 5.8 m como dato inicial de diseño.

Antes de formalizar un pedido de 50 o más unidades, solicite una muestra, el archivo fotométrico, la especificación de la batería, la lista de comprobación de inspección y el método de ensayo de autonomía propuesto. Infórmese sobre el dimensionamiento energético de farolas solares para ampliar la información y, después, solicite un presupuesto personalizado o escriba a [email protected]. SOLARTODO debe confirmar la configuración final de 92 Wp/414 Wh, las condiciones de entrega, la garantía y los criterios de aceptación en la oferta firmada.