Las dispositivos de iluminación solar constituyen en si mismos pequeñas centrales fotovoltaicas. Durante el día capta la energía del Sol almacenándola en una batería para por la noche emplearla para encender las luminarias.
Esquema simplificado del funcionamiento de las farolas solares. Durante el día la radiación solar incide sobre el panel solar fotovoltaico que la transforma en energía eléctrica. Esta energía eléctrica se dirige hasta una batería donde queda almacenada para su posterior uso. Una vez que llega la noche, la energía almacenada en la batería sirve para encender las luminarias.
Componentes de las farolas solares
Suelen ser claramente identificables por su posición destacada. Normalmente se colocan en lo alto de la estructura para así lograr una mayor captación de la energía solar. Los paneles deben estar siempre orientados hacia el ecuador terrestre y con la inclinación adecuada en función de la latitud (existiendo en este sentido varios criterios, siendo uno de ellos el consistente en inclinarlo el mismo numero de grados de la latitud + 5).
Los paneles solares son del todo similares a los empleados para otras aplicaciones fotovoltaicas, solo que adaptados en tamaño. Normalmente se emplean aquellos materiales semiconductores de mejor rendimiento de entre los que habitualmente se encuentran en el mercado (silicio monocristalino y policristalino).
Existen algunas variantes al modelo “clásico” de farola solar, como aquellos cuyo panel fotovoltaico se coloca sobre una estructura de seguimiento del movimiento del Sol para lograr una mayor captación de radiación, o aquellos que combinan la fuente fotovoltaica con otra eólica, opción muy apta para áreas de abundante viento.
Baterías- Elemento encargado de almacenar la energía captada por los paneles durante el día para emplearla en la noche en el encendido de las luminarias.
Aquí rigen los mismos principios que en el resto de las instalaciones de energía solar fotovoltaica, necesitándose baterías recargables que toleren una gran profundidad de descarga.
En las farolas, la ubicación de este componente depende del fabricante. Algunos la sitúan en una zona alta, bajo el panel o bajo la luminaria. De esta manera se reduce los posibles riesgos de su manipulación indebida. Esta colocación sin embargo también dificulta las operaciones de cambio y mantenimiento.
Otros fabricantes optan en cambio por colocarla en la parte baja donde es mas fácil manipularla para realizar reparaciones o reemplazos, sin embargo está más expuesta a que personas indebidas tengan acceso a ella.
La elección de uno u otro tipo depende de la finalidad y la función del área donde se vayan a colocar. En cualquier caso al funcionar estos componentes con una baja tensión de 12 voltios, el riesgo de accidentes graves es muy reducido.
Elementos de control (reguladores del encendido y apagado)-Optimizan y racionalizan la utilización de la energía almacenada. Se emplean para automatizar el encendido y el apagado de las luminarias evitando un gasto innecesario de luz consiguiendo además que se alargue la vida de los componentes. Esta regulación se consigue de dos maneras:
- Por medio de dispositivos programables que encienden y apagan las luminarias en función de la información introducida sobre las horas de salida y puesta del Sol cada día del año del lugar donde se va a colocar.
- Por medio de una pequeña célula fotoeléctrica que detecta el nivel de luminosidad natural ambiental. Cuando la célula detecta poca intensidad lumínica exterior (noche), enciende las luminarias, cuando la intensidad lumínica es alta (día), las apaga.
También habrá que prestar especial atención a los sistemas de apagado de seguridad de las luminarias. Cuando tras varios días nublados no se haya podido recargar la batería adecuadamente y esta se encuentre a un nivel de carga muy bajo debe existir este sistema que impida que las luminarias se prendan para evitar que la descarga de la batería continúe. Una excesiva descarga en la batería puede provocar que esta quede incapaz de recargarse y por lo tanto inservible. Este sistema debe asegurar asimismo que en el momento en que vuelva a haber suficiente Sol para recargar la batería el ciclo se restituya normalmente.
Entre las medidas de protección contra la excesiva descarga existen también mecanismos por los cuales en presencia de poca energía en la batería solo permite que se enciendan parte de los focos disponibles, reduciéndose así el consumo, antes de que se llegue al apagado total.
Elementos de iluminación- Elementos que transforman la energía almacenada en la batería en luz. En todos estos componentes se emplean luminarias eficientes para aprovechar al máximo la energía captada: lámparas fluorescentes, lámparas de sodio o LEDS, descartándose totalmente las bombillas incandescentes por ser grandes derrochadoras de energía.
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