¿Funcionarán los paneles solares con las farolas? | Guía de Queneng
¿Funcionarán los paneles solares en el alumbrado público? Explorando la viabilidad del alumbrado público solar
Este artículo aborda la viabilidad del uso de paneles solares para alimentar el alumbrado público, una pregunta frecuente entre los profesionales de la iluminación solar. Analizaremos los aspectos técnicos, las consideraciones de eficiencia y los retos prácticos que implica la integración de paneles solares en los sistemas de alumbrado público.
Requisitos de energía de la producción de paneles solares y del alumbrado público
* Disponibilidad de luz solar: La producción de energía de los paneles solares se correlaciona directamente con la luz solar disponible. La ubicación geográfica, los patrones climáticos (nubosidad, sombras) y las variaciones estacionales influyen significativamente en la generación de energía.
* Potencia y eficiencia de los paneles: La potencia de los paneles solares y su índice de eficiencia determinan la cantidad de electricidad producida. Una mayor potencia y eficiencia se traducen en una mayor generación de energía. Es crucial que la capacidad de los paneles se ajuste al consumo de energía del alumbrado público.
* Potencia de las luminarias: El consumo de energía de las propias farolas LED es un factor crítico. Los LED de menor potencia requieren paneles solares y sistemas de baterías más pequeños.
Almacenamiento de la batería y capacidad del sistema
* Necesidades de almacenamiento de energía: Los paneles solares solo generan energía durante el día. Se necesitan baterías para almacenar energía durante la noche. La capacidad de las baterías debe ser acorde con la demanda energética del alumbrado público y la duración del funcionamiento nocturno.
* Tecnología y vida útil de la batería: Las diferentes tecnologías de batería (p. ej., iones de litio, plomo-ácido) ofrecen diferentes vidas útiles, velocidades de carga y rendimiento general. Elegir la batería adecuada es crucial para la fiabilidad del sistema a largo plazo.
* Profundidad de descarga (DOD): Optimizar la DOD (el porcentaje de capacidad de la batería utilizada antes de recargarla) es esencial para maximizar la vida útil de la batería y la eficiencia del sistema.
Factores ambientales y diseño de sistemas
* Efectos de la temperatura: La temperatura afecta significativamente la eficiencia de los paneles solares. Las temperaturas más altas reducen la producción, mientras que las más bajas pueden mejorarla. El diseño del sistema debe considerar las fluctuaciones locales de temperatura.
* Integración y montaje del sistema: El montaje seguro y resistente a la intemperie de los paneles solares y del sistema en general es fundamental para su fiabilidad y durabilidad. Unas técnicas de instalación adecuadas son cruciales para un rendimiento óptimo.
* Mantenimiento y longevidad: el mantenimiento regular, incluida la limpieza de los paneles solares y la inspección del estado de la batería, extiende la vida útil del sistema y optimiza el rendimiento.
Rentabilidad y ROI del alumbrado público solar
* Inversión inicial vs. ahorros a largo plazo: si bien la inversión inicial en alumbrado público solar puede ser mayor que la de los sistemas tradicionales, los costos operativos a largo plazo son significativamente menores debido a las facturas de electricidad reducidas.
* Incentivos y reembolsos gubernamentales: Muchos gobiernos ofrecen incentivos y reembolsos para promover la adopción de tecnologías de energía renovable, como el alumbrado público solar. Investigue los programas locales para posibles reducciones de costos.
* Análisis del costo del ciclo de vida (LCA): realizar un LCA integral ayuda a comparar el costo total de propiedad del alumbrado público solar frente a los sistemas tradicionales alimentados por la red a lo largo de toda su vida útil.
Regulaciones y Cumplimiento
* Códigos y normas de construcción: garantizar el cumplimiento de todos los códigos de construcción, regulaciones de seguridad eléctrica y estándares relevantes para instalaciones solares.
* Permisos y aprobaciones: Obtenga los permisos y aprobaciones necesarios de las autoridades pertinentes antes de comenzar cualquier proyecto de alumbrado público solar.
Esta información debería ayudar a los profesionales a evaluar la viabilidad del uso de paneles solares para el alumbrado público. Recuerde siempre realizar una evaluación detallada del sitio y consultar los códigos y normas pertinentes.
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Preguntas frecuentes
Rendimiento y pruebas de la batería
¿Qué es una prueba de caída?
¿Qué es la prueba de retención de carga estándar?
Después de que la batería se descarga a 1,0 V a 0,2 C, se carga a 0,1 C durante 16 horas, se almacena a una temperatura de 20 ℃ ± 5 ℃ y una humedad de 65 % ± 20 % durante 28 días y, luego, se descarga a 1,0 V a 0,2 C. Las baterías NiMH deben durar más de 3 horas.
La norma nacional estipula que la prueba de retención de carga estándar de las baterías de litio es: (IEC no tiene normas relevantes) La batería se descarga a 3,0/unidad a 0,2 °C, y luego se carga a 4,2 V a 1 °C de corriente constante y voltaje constante, con una corriente de corte de 10 mA, a una temperatura de 20 ℃ ± 5 ℃, después de 28 días de almacenamiento, descarga a 0,2 C a 2,75 V, calcula la capacidad de descarga y compárala con la capacidad nominal de la batería, no debe ser inferior al 85% de la capacidad inicial.
Tipos de baterías y aplicaciones
¿Por qué las pilas de combustible tienen un gran potencial de desarrollo?
1) Alta eficiencia. Debido a que la energía química del combustible se convierte directamente en energía eléctrica sin conversión de energía térmica en el medio, la eficiencia de conversión no está limitada por el ciclo termodinámico de Carnot; debido a que no hay conversión de energía mecánica, se pueden evitar las pérdidas de transmisión mecánica y la eficiencia de conversión no depende del tamaño de la generación de energía. Y cambia, por lo que la celda de combustible tiene una mayor eficiencia de conversión;
2) Bajo nivel de ruido y contaminación. En el proceso de conversión de energía química en energía eléctrica, la pila de combustible no tiene partes móviles mecánicas, pero el sistema de control tiene algunas pequeñas partes móviles, por lo que es de bajo nivel de ruido. Además, las pilas de combustible son fuentes de energía de baja contaminación. Si tomamos como ejemplo las pilas de combustible de ácido fosfórico, los óxidos de azufre y los compuestos de nitrógeno que emiten son dos órdenes de magnitud inferiores a los que establecen las regulaciones estadounidenses;
3) Gran adaptabilidad. Las pilas de combustible pueden utilizar diversos combustibles que contienen hidrógeno, como metano, metanol, etanol, biogás, gas de petróleo, gas natural y gas sintético, etc. El oxidante es aire inagotable. Las pilas de combustible pueden fabricarse en componentes estándar con una determinada potencia (por ejemplo, 40 kilovatios), ensamblarse en diferentes potencias y tipos según las necesidades del usuario e instalarse en el lugar más conveniente para el usuario. Si es necesario, también se puede instalar en una gran central eléctrica y utilizar en conexión con el sistema de suministro de energía convencional, lo que ayudará a regular la carga de energía;
4) Corto plazo de construcción y fácil mantenimiento. Una vez establecida la producción industrial de pilas de combustible, se pueden producir de forma continua en fábricas diversos componentes estándar de dispositivos de generación de energía. Son fáciles de transportar y se pueden ensamblar en el lugar de la central eléctrica. Algunas personas estiman que el mantenimiento necesario para una pila de combustible de ácido fosfórico de 40 kilovatios es solo el 25% del de un generador diésel de la misma potencia.
Debido a que las pilas de combustible tienen tantas ventajas, tanto Estados Unidos como Japón conceden gran importancia a su desarrollo.
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Fundamentos y términos básicos de la batería
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