Existen diferentes elementos involucrados en el diseño de un sistema de alumbrado público solar. Es de suma importancia realizar una medición precisa de los valores requeridos de todos los elementos para el correcto funcionamiento del sistema. Los dos elementos más importantes involucrados en el diseño de alumbrado público alimentado por batería son los cálculos de la batería y el panel solar. Las clasificaciones de estos paneles dependen del alumbrado público solar que deben alimentar. Para los fundamentos, nuestra guía sobre el principio de funcionamiento de la farola solar es un punto de partida útil.
Por lo tanto, las personas deben comprar primero una farola solar que sea capaz de satisfacer sus necesidades de iluminación. Recomendamos a nuestros lectores que realicen una investigación exhaustiva antes de comprar la luz solar, ya que afectará los parámetros de todos los demás elementos del sistema. Las personas pueden verificar la luminosidad de las luces solares y sus clasificaciones de consumo de energía antes de realizar la inversión. Nuestra lista de las 10 cosas sobre las mejores farolas solares Puede orientar esta decisión.
Una vez adquirida la farola, se puede proceder al diseño de una batería y un panel solar adecuados a las necesidades del usuario. En este artículo, explicaremos cómo calcular la capacidad de las baterías para farolas alimentadas por batería.
Conceptos importantes que comprender
Capacidad y potencia de la batería
La capacidad de una batería es una medida de la cantidad máxima de energía que puede almacenar. Las baterías de mayor capacidad pueden almacenar más energía que las de menor capacidad. La capacidad de una batería se expresa en kilovatios-hora (kWh). En términos sencillos, es la cantidad de energía que una batería puede proporcionar durante una hora.
De igual forma, la potencia de la batería se expresa en vatios y se conoce como potencia nominal. Esta potencia nominal es el resultado de multiplicar el voltaje (V) por la corriente (I) que la batería suministra a la carga. Comprender estos valores es fundamental para dimensionar las farolas alimentadas por baterías.
Amperio hora (Ah)
Esta es también una medida de la capacidad de la batería. Sin embargo, según este criterio, la capacidad de la batería se representa como el producto de la corriente total que suministra durante un número determinado de horas. Por ejemplo, si una batería de 12 voltios suministra una corriente de 5 amperios durante 5 horas, su capacidad será de 25 amperios-hora.
La capacidad de la batería = 5A x 5h = 25 Ah.
Esta representación de la capacidad es necesaria porque, por lo general, las especificaciones de las baterías se dan en términos de amperios-hora.
Profundidad de descarga o DoD
Esto proporciona información sobre la energía de una batería que puede ser utilizada por la carga. Es posible que una batería no pueda utilizar toda la energía almacenada. Por lo tanto, la cantidad de energía de una batería que puede utilizarse para fines productivos se representa en términos de la profundidad de descarga de la batería. En términos generales, es la energía que una batería suministra cuando se descarga desde su capacidad máxima hasta la capacidad mínima segura.
Por ejemplo, si una batería tiene una profundidad de descarga (DoD) del 80%, entonces de un 100%, solo el 80% de la energía estará disponible para la carga, mientras que el 20% restante no lo estará. En términos cuantitativos, si una batería tiene una capacidad de 50 kilovatios-hora y una profundidad de descarga del 60%, entonces solo 30 kilovatios-hora de energía serán productivos.
La temperatura de trabajo de una batería
Este es también uno de los factores más importantes que afectan el rendimiento y los parámetros de una batería. La batería debe tener una temperatura óptima de alrededor de 27 grados Celsius, ya que podría no funcionar bien por encima o por debajo de esta temperatura. Mantener las condiciones adecuadas es clave para la longevidad de las farolas alimentadas por batería, como se explica en nuestro 10 consejos para mantener la batería de tu farola solar.
Cálculos de los requisitos de batería para farolas alimentadas por baterías
En esta sección del artículo, explicaremos un proceso paso a paso con el que las personas podrán calcular los requisitos de una batería para sus farolas alimentadas por baterías.
Paso 1
El primer paso para calcular los requisitos de la batería es recopilar los datos necesarios para el proceso. Estos datos incluyen la potencia nominal de la farola que debe funcionar con la batería, la tensión de funcionamiento de la farola, los requisitos de brillo, los días de lluvia en los que se admite el funcionamiento de la farola y la profundidad de descarga (DoD) de la batería.
La potencia nominal y el voltaje de una farola están disponibles en su hoja de especificaciones.
El usuario debe determinar los requisitos de brillo del alumbrado público. Es probable que decida operar la luz al 60%, 70% u 80% de su brillo, en lugar de al 100%.
Los usuarios también decidirán el número de días de soporte necesarios en caso de lluvia.
La profundidad de descarga de la batería también estará disponible en su hoja de especificaciones. Recomendamos a los usuarios considerar una profundidad de descarga (DoD) del 80 %.
Paso 2
En el segundo paso, los usuarios deben calcular el consumo diario de la farola alimentada por batería. El consumo diario de la farola también se expresará en amperios-hora (Ah). La fórmula para calcular el consumo de energía es la siguiente:
PC = (Potencia nominal / Voltaje) x Tiempo
Paso 3
En el siguiente paso, los usuarios deben tener en cuenta los requisitos de los días lluviosos para los que necesitan que la batería alimente la carga. Por ejemplo, si los usuarios requieren soporte para días lluviosos durante un máximo de tres días, deberán multiplicar el consumo de energía de la carga por este factor. Por lo tanto, la fórmula para tener en cuenta el soporte para días lluviosos en los cálculos de la batería es la siguiente:
Consumo de energía (PC) x número de días de lluvia
Esta es la capacidad de la batería que los usuarios necesitarán para soportar la carga. Sin embargo, aún es necesario tener en cuenta la profundidad de descarga (DoD), lo que significa que se requerirá una batería de mayor capacidad según el porcentaje de DoD.
Paso 4
El siguiente paso consiste en tener en cuenta la profundidad de descarga (DoD) de la batería, que puede reducir su capacidad útil total. Para ello, los usuarios deben dividir el valor obtenido en el paso 3 entre el porcentaje de DoD. Por ejemplo, si el consumo de energía de la carga con una autonomía de tres días es de 100 Ah y se considera una DoD del 80 %, la capacidad requerida de la batería será de 100 / 80 % = 125 Ah.
Por lo tanto, para soportar la carga, los usuarios necesitarán una batería con una capacidad de 125 Ah para sus farolas alimentadas por batería.
Bateria cargada Luces Urbanas: Conclusion
Hemos comentado que las especificaciones de una batería para alumbrado público a batería dependen de varios factores diferentes, y se deben considerar todos estos factores para realizar cálculos precisos. Algunos de los factores de los que dependen las especificaciones de la batería incluyen la capacidad/clasificación requerida de la carga, la profundidad de descarga y la temperatura de funcionamiento de la batería. Se pueden seguir los pasos anteriores para calcular los requisitos para el alumbrado público a batería. Para aquellos que disfrutan del aspecto técnico, nuestra guía sobre cómo crear un circuito inteligente de alumbrado público solar Explora la electrónica en profundidad.
Preguntas Frecuentes (FAQ)
1. ¿Cómo calculo el tamaño de la batería para las farolas que funcionan con baterías?
Para dimensionar la batería de las farolas, primero recopile la potencia nominal, el voltaje, el nivel de brillo, la autonomía necesaria para días lluviosos y la profundidad de descarga (DoD) de la batería. Calcule el consumo diario (potencia ÷ voltaje × horas), multiplíquelo por el número de días de autonomía y divídalo por el porcentaje de DoD para obtener la capacidad en amperios-hora requerida.
2. ¿Qué profundidad de descarga (DoD) debo usar para las farolas alimentadas por batería?
Para las farolas alimentadas por batería, se recomienda generalmente una profundidad de descarga del 80 %. Esto equilibra la energía útil con la vida útil de la batería; una descarga excesiva la acorta, por lo que reservar alrededor del 20 % de su capacidad ayuda a que dure mucho más.
3. ¿Por qué son importantes los días de lluvia a la hora de dimensionar las baterías para las farolas que funcionan con baterías?
Los días lluviosos o nublados reducen la carga solar, por lo que las farolas alimentadas por baterías necesitan energía almacenada adicional para seguir funcionando sin sol. Dimensionar la batería para que tenga una autonomía de 2 a 3 días garantiza que las luces permanezcan encendidas durante los periodos nublados sin interrupción.
4. ¿Cuál es la temperatura de funcionamiento ideal para las baterías en las farolas alimentadas por baterías?
La temperatura de funcionamiento ideal para las baterías de las farolas es de alrededor de 27 °C (aproximadamente 80 °F). El rendimiento disminuye cuando las temperaturas suben demasiado o bajan demasiado, por lo que elegir una batería adecuada para el clima local es importante para un funcionamiento fiable durante todo el año.
5. ¿Qué tipo de batería es la mejor para las farolas alimentadas por baterías?
Las baterías de iones de litio son generalmente la mejor opción para el alumbrado público alimentado por baterías debido a su alta densidad de energía, mayor vida útil, mayor eficiencia de carga y descarga, y menor tasa de autodescarga en comparación con las baterías tradicionales de plomo-ácido, lo que las hace más compactas y fiables.
