Fanal SOLAR
Fanals solars de carrerhan sorgit com una opció-que canvia el joc per a la il·luminació tant en zones urbanes com rurals. Aquests llums combinen la tecnologia de les fonts d'energia renovables amb la infraestructura que ja hi ha per emetre-il·luminació de la xarxa sostenible i accessible. Els panells fotovoltaics (PV) s'utilitzen en aquests sistemes per recollir la llum solar, que després es converteix en energia elèctrica que s'emmagatzema en bateries per utilitzar-la durant les hores nocturnes. Això contrasta amb els llums de carrer típics, que s'alimenten de la xarxa elèctrica central. Com que no depenen de la xarxa elèctrica, són una opció excel·lent per a llocs geogràficament aïllats i amb accés restringit a l'electricitat, així com per als centres metropolitans que busquen minimitzar la seva petjada de carboni i la seva despesa energètica. Els darrers deu anys han vist avenços significatius en l'eficiència dels panells solars, la tecnologia de la bateria i la il·luminació LED, que han catapultat els llums solars de carrer des d'una aplicació de nínxol a un ús generalitzat. Aquests avenços han donat lloc a la instal·lació de fanals solars a tot el món, incloses les zones residencials, els parcs i les ciutats rurals. En aquest article es comenten la física, els beneficis i les limitacions dels enllumenats solars, així com la seva promesa per al futur. L'assaig també destaca el paper que tenen els llums solars de carrer en la definició d'un enfocament més sostenible de l'enllumenat públic.
Per a un sistema d'enllumenat públic solar, el panell solar, la bateria, la lluminària (que sovint és un LED) i el controlador de càrrega són els quatre components essencials que componen el sistema. Captant la llum solar durant el dia, el panell solar, que sovint es col·loca sobre un pal o s'incorpora a la llum, és capaç de generar electricitat. El panell solar està format per una sèrie de cèl·lules fotovoltaiques, que s'encarreguen de convertir la radiació solar en energia de corrent continu (DC). Després d'això, l'energia es transfereix a la bateria, que sovint és una bateria d'ions de liti-o plom-àcid amb la finalitat d'emmagatzemar-la. Amb l'objectiu d'allargar la vida útil de la bateria, el controlador de càrrega s'encarrega de regular el flux d'energia del panell a la bateria. D'aquesta manera, s'evita que la bateria es carregui en excés durant les èpoques de molta llum solar i es buidi en excés durant la nit. Quan cau la foscor, el controlador activarà automàticament la llum LED, prenent energia de l'energia que s'ha estalviat a la bateria; això es produirà automàticament. Els aparells LED són populars per la seva excel·lent eficiència energètica, la seva vida útil prolongada (fins a 50.000 hores) i la capacitat de crear una llum forta i concentrada mentre consumeix una petita quantitat d'electricitat. Aquesta sinergia de components fa possible que els enllumenats solars funcionin de manera independent, requerint molt poca o cap intervenció de fonts externes després d'haver estat instal·lats.
La contribució que els fanals solars aporten a la sostenibilitat de la generació d'energia i la reducció d'emissions de carboni és un dels avantatges més convincents d'aquests llums. Hi ha una quantitat substancial d'energia de la xarxa que es consumeix pels fanals tradicionals, que sovint utilitzen bombetes de sodi d'alta pressió (HPS). Una part important d'aquesta electricitat es deriva de combustibles fòssils. Els fanals solars, en canvi, s'alimenten de la llum del sol, que és un recurs gratuït i renovable. Això elimina la necessitat que depenguin de fonts d'energia que no siguin renovables. Atès que un sol far solar té el potencial de reduir les emissions de diòxid de carboni fins a 500 kg anuals en comparació amb una llum equivalent-alimentada per xarxa-, les instal·lacions a gran-escala tenen el potencial de tenir una influència significativa en la lluita contra el canvi climàtic. A més, com que no estan connectats a la xarxa, no es veuen afectats pels talls elèctrics. Això garanteix que continuen proporcionant una il·luminació constant fins i tot quan hi ha pertorbacions en el sistema elèctric. Aquest és un benefici important per a la seguretat pública tant a les regions urbanes com rurals.
L'adopció defanals solars de carrertambé està impulsat en gran part per les reduccions de costos que es poden aconseguir a llarg termini. El cost inicial d'instal·lació dels fanals solars és superior al dels llums-normals alimentats a la xarxa. Això es deu al fet que els panells solars, les bateries i els controladors són més cars que les llums-que funcionen amb la xarxa tradicional. Tanmateix, els fanals solars eliminen la necessitat de despeses recurrents d'electricitat. La despesa inicial sovint es cobreix amb l'estalvi en despeses energètiques durant un període de cinc a deu anys, cosa que fa que l'enllumenat públic solar sigui una solució rendible-per als governs i les organitzacions que tenen objectius de planificació a-a llarg termini. A més, les despeses de manteniment solen ser més baixes: la freqüència amb què s'han de substituir les llums LED és molt inferior a la de les bombetes HPS, mentre que els panells solars tenen una vida útil de 25 a 30 anys amb només un manteniment mínim. En llocs llunyans, on la despesa d'instal·lar línies elèctriques és excessivament cara (costa milers de dòlars per quilòmetre), els fanals solars ofereixen una opció assequible que elimina la necessitat de construir una infraestructura costosa.
Sobretot en llocs desfavorits, els fanals solars són un component essencial per millorar tant la qualitat de vida com la seguretat de la comunitat. És possible que l'absència d'enllumenat públic a les regions rurals que no tenen accés fiable a l'energia dificulti els moviments nocturns, restringeixi l'activitat comercial a la foscor i augmenti la probabilitat d'activitats criminals o accidents. Els residents poden desplaçar-se sense por, els estudiants poden estudiar després de la posta de sol i les petites empreses poden ampliar el seu horari de funcionament gràcies a la il·luminació constant proporcionada pels fanals solars. A les àrees metropolitanes, milloren la seguretat ciutadana il·luminant carrers, parcs i passarel·les per a vianants. Això no només desanima el comportament delictiu, sinó que també redueix la possibilitat que es produeixin accidents. A més, alguns fanals solars contemporanis tenen funcions intel·ligents, com sensors de moviment que redueixen la llum quan no s'observa activitat i augmenten la llum quan es detecta moviment. Això permet l'ús més eficient de l'energia tot garantint la seguretat de la zona. El fet que siguin adaptables els converteix en una opció viable per a una gran varietat de requisits d'il·luminació.
Malgrat que tenen molts avantatges, els fanals solars s'enfronten a una sèrie d'obstacles que poden reduir la seva eficiència. L'aspecte més important és que depenen de la insolació, que fluctua en funció de factors com ara la ubicació geogràfica, les condicions meteorològiques i fins i tot els canvis estacionals. És possible que els panells solars no puguin recollir prou energia per alimentar els llums durant tota la nit en zones que experimenten molts dies ennuvolats, hiverns llargs o quantitats excessives d'ombra dels edificis pels arbres o altres estructures. Això pot provocar una il·luminació feble o fins i tot un fracàs total durant llargs períodes de temps quan hi ha poca llum solar. És una pràctica habitual que els fabricants ampliïn la mida de les plaques solars i les bateries per tal d'emmagatzemar energia addicional; no obstant això, això comporta un augment dels preus. Hi ha altres problemes associats amb la tecnologia de la bateria. Les bateries de plom-àcid són més assequibles, però tenen una vida útil més curta (entre tres i cinc anys) i requereixen manteniment. D'altra banda, les bateries d'ions de liti-són més duradores (de cinc a set anys) i eficients, però són més cares. Les temperatures extremadament calentes o molt fredes també poden danyar el funcionament d'una bateria, per tant, reduir la seva capacitat d'emmagatzematge i la seva vida útil.
A més, hi ha problemes amb la sortida de llum i l'homogeneïtat. Era habitual que els primers llums solars de carrer tinguessin dificultats per igualar la brillantor dels llums convencionals de sodi d'alta pressió (HPS), la qual cosa va provocar queixes d'il·luminació insuficient. Tot i que hi ha hagut avenços en la tecnologia LED que han millorat la producció de llum, encara és difícil assegurar-se que un carrer o una ruta es cobreix de la mateixa manera. Els llums solars dels carrers sovint s'instal·len a altures inferiors a les de la xarxa-. Això es fa per mantenir el panell solar a prop de l'aparell, cosa que podria provocar ombres i il·luminació desigual. Això suposa un repte especialment difícil en carreteres força amples o en llocs que requereixen una il·luminació constant per motius de seguretat, com ara les cruïlles. En contraposició a la brillantor més càlida dels-llums solars d'alt rendiment (HPS), la temperatura de color dels accessoris LED utilitzats en els fanals solars, que normalment són de color blanc fred (5000K-6500K), pot ser dura, cosa que pot tenir un impacte tant en la visibilitat com en l'estètica.
Hi ha regions específiques susceptibles de patir actes vandàlics i robatoris a causa del fet que els panells solars i les bateries són valuosos i molt fàcils d'eliminar. A les zones amb alts índexs d'activitat delictiva, és possible que els fanals solars necessiten estar protegits amb una carcassa protectora, suports de muntatge que eviten el robatori o fins i tot el seguiment GPS per evitar que es produeixin robatoris. En cas que el sistema es torni inutilitzable com a conseqüència d'un acte vandàlic, com per exemple per trencar la bombeta o destruir el panell solar, caldrà necessàriament reparacions costoses. A més, aquestes consideracions de seguretat contribueixen a la despesa total i la complexitat del procés d'instal·lació, especialment a les ubicacions metropolitanes on hi ha una major probabilitat de manipulació.
L'ús ampli d'aquesta tecnologia es veu encara més obstaculitzat per dificultats normatives i estàndards. Diverses ciutats han creat estàndards d'il·luminació per a la brillantor, la temperatura del color i la ubicació. Aquests estàndards es van produir per als fanals convencionals i, per tant, no tenen en compte les qualitats distintives dels sistemes solars. A causa del fet que els projectes d'enllumenat públic solar no podien satisfer els estàndards que han quedat obsolets, això podria provocar obstacles en la seva aprovació. A més, hi ha una manca de criteris internacionals per al rendiment dels fanals solars, cosa que dificulta que els compradors puguin comparar béns o avaluar la qualitat dels articles que compren. És possible que els clients adquireixin accidentalment sistemes deficients que finalment fallen prematurament si no hi ha regles clares sobre la durabilitat, l'eficiència o la cobertura de la garantia.
Un nombre important d'aquestes dificultats s'estan abordant amb els avenços tecnològics, que també estan millorant la fiabilitat i l'eficàcia de l'enllumenat públic solar. Els panells solars monocristal·lins d'alta eficiència ara són capaços de convertir més llum solar en electricitat (fins a un 23% d'eficiència, en comparació amb el 15-18% d'eficiència fa una dècada). Això permet panells més petits o una millor recollida d'energia en zones restringides, la qual cosa és un avenç significatiu. En comparació amb les bateries típiques d'ions de liti-o plom-àcid, les bateries de fosfat de ferro de liti (LiFePO4) de la propera generació no només tenen una vida útil més llarga (fins a deu anys), sinó que també funcionen millor a temperatures extremadament altes. L'ús d'algoritmes d'intel·ligència artificial (IA) en controladors intel·ligents ha permès anticipar les necessitats energètiques a partir de les previsions meteorològiques. Això permet optimitzar els processos de càrrega i descàrrega, la qual cosa garanteix un funcionament fiable fins i tot en temps de boira. A més, diversos sistemes disposen de connectivitat sense fil, que permet la supervisió i el control remots. Els administradors poden utilitzar una aplicació per a telèfons intel·ligents per alterar els nivells d'il·luminació, controlar l'estat de la bateria o rebre avisos per problemes de manteniment, tot això contribueix a una reducció de les despeses operatives.
Hi ha una forta correlació entre el desenvolupament de les ciutats intel·ligents i la incorporació de fonts d'energia renovables i el futur de l'enllumenat públic solar. En un esforç per reduir l'impacte negatiu que tenen els centres urbans sobre el medi ambient, els fanals solars s'estan integrant cada cop més en xarxes d'infraestructures intel·ligents més grans. Aquests llums estan connectats a sensors que controlen el trànsit, la qualitat de l'aire o el flux de vianants. Aquesta connexió permet fer un ús més efectiu dels recursos. Per exemple, els llums del carrer es poden atenuar durant els períodes de poca activitat o il·luminar-se en resposta a un trànsit elevat, de manera que es redueix el consum d'energia. Els enllumenats públics d'energia solar-es preveuen tenir un paper important en les iniciatives d'electrificació que s'estan duent a terme a les regions rurals, especialment a les nacions en desenvolupament on l'extensió de la xarxa no és factible. Hi ha la possibilitat de millorar encara més la seva eficiència mitjançant la implementació d'innovacions com ara xarxes-per compartir energia i panells solars transparents, que es poden incorporar a pals de llum o altres estructures. Aquestes innovacions permetrien distribuir l'excés d'energia d'una llum a altres llums.
En conclusió,fanals solars de carrersón un gran pas endavant en el desenvolupament de l'enllumenat públic sostenible. Aporten els avantatges de la independència energètica, l'estalvi econòmic i els beneficis ambientals. Les millores tecnològiques contínues fan que aquests sistemes siguin més fiables i adaptables, malgrat que continuen existint obstacles com la dependència del sol, els límits de les bateries i les restriccions normatives. Els llums solars dels carrers continuaran jugant un paper important en el procés global per fer que els entorns urbans i rurals siguin més segurs, més sostenibles i més connectats. Això es deu al fet que les comunitats de tot el món posen cada cop més èmfasi en les energies renovables i les infraestructures intel·ligents. Tenen el potencial de substituir els fanals tradicionals com a opció predeterminada per a la il·luminació pública, per tant il·luminen el camí cap a un futur més respectuós amb el medi ambient. Aquesta promesa es pot complir amb una inversió sostinguda en treballs de recerca i estandardització.
Junts, ho fem millor.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd
Mòbil/Whatsapp:(+86)18673599565
Correu electrònic:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Lloc web: www.benweilight.com
Afegiu: Edifici F, Zona Industrial Yuanfen, Longhua, Districte de Bao'an, Shenzhen, Xina
