Alumbrado público con energía solar confiable: ¿conectado a la red, fuera de la red o híbrido?

Al describir las farolas solares, es posible que primero considere su diseño o apariencia. Sin embargo, también puede diferenciarlas de manera más técnica observando su conexión a la red eléctrica. Comprender el tipo de conexión a la red eléctrica lo ayudará a determinar el sistema de farolas solares más adecuado para entornos y necesidades específicos.

Según este criterio, farolas alimentadas por energía solar Se pueden dividir en tres tipos principales: conectados a la red, fuera de la red y sistemas híbridos. En definitiva, cada sistema tiene diferentes propiedades y, además, ventajas en la aplicación. DELFabricamos las mejores farolas LED solares. En este artículo, explicaremos más sobre estos sistemas.

3 tipos de sistemas de alumbrado público solar

1. Alumbrado público con energía solar conectado a la red eléctrica

Las farolas solares conectadas a la red eléctrica están conectadas a la red eléctrica principal. Estos sistemas extraen energía solar durante el día para utilizarla en el alumbrado público y devolver el excedente de energía a la red. En ausencia de energía solar durante la noche, las farolas se alimentan mediante el suministro de la red.

Cómo funciona:

Las farolas solares conectadas a la red eléctrica están conectadas a la red eléctrica principal. Por lo tanto, estos sistemas utilizan energía solar durante el día para alimentar las farolas y devolver el exceso de energía a la red. Por la noche, cuando la energía solar no está disponible, las farolas se alimentan de la red.

• Paneles solares: Los paneles solares convierten la luz solar en electricidad, que a su vez se utiliza para alimentar las luces de la calle durante la noche. La electricidad que se considere excedente se puede inyectar a la red, lo que ayudará a reducir la factura anual de energía saliente.
• Conexión a la red: Las luces de la calle toman automáticamente energía de la red para mantener la iluminación durante la noche o durante los días nublados cuando la generación solar es insuficiente.
• Facturación de electricidad: Si bien estas farolas funcionan con energía solar, siguen conectadas a la red eléctrica, lo que significa que habrá una factura de electricidad. Sin embargo, la factura suele ser más baja que la de las farolas alimentadas completamente por la red eléctrica debido a la contribución de la energía solar.

Beneficios:

1. Ahorro de costes: Los sistemas conectados a la red pueden reducir las facturas de electricidad al inyectar el exceso de energía solar a la red, lo que compensa el costo del consumo de energía nocturna.
2. Fiabilidad: Dado que las farolas pueden suministrar energía desde la red, pueden brillar de forma continua incluso en un período nublado prolongado.
3. Inversión inicial más baja: Los sistemas conectados a la red son más rentables que los que están fuera de la red, con costos iniciales más bajos debido a que no requieren grandes baterías.

Desafíos:

1. Dependencia de la red: Y el hecho de que estos sistemas dependan de la red eléctrica hace que sea probable que se disparen durante un fallo en la red principal, privando así a las farolas de la iluminación continua.
2. Autonomía limitada: En áreas propensas a cortes de energía frecuentes, los sistemas conectados a la red pueden no ser la mejor opción ya que carecen de la independencia que brindan los sistemas fuera de la red.

Aplicaciones:

Las farolas solares conectadas a la red eléctrica serían una mejor opción en las zonas urbanas, donde la energía es siempre inestable y es difícil condicionar los costes de la electricidad debido a los ajustes económicos. Además, son útiles en regiones donde las líneas de distribución a viviendas y edificios son caras o difíciles de instalar. Una ciudad, por ejemplo, puede instalar paneles solares en los tejados o en terrenos baldíos y generar la energía a partir de ahí, que luego se conectaría a la red para encender farolas solares con esa misma energía durante la noche.

En algunas situaciones, los sistemas conectados a la red eléctrica pueden utilizarse para eliminar la necesidad de tener paneles solares instalados en cada poste de alumbrado público. En su lugar, la energía solar se recoge en una ubicación central y luego se distribuye en forma de electricidad a través de la red, lo que simplifica el diseño y hace que resulte más atractiva desde el punto de vista estético, con un impacto visual reducido en la infraestructura de alumbrado público solar.

2. Farola solar autónoma (fuera de la red)

Las farolas solares independientes de la red funcionan de manera independiente de la red eléctrica. Son completamente autosuficientes y utilizan energía solar para generar y almacenar electricidad para su uso durante la noche o durante los períodos nublados. Este tipo de farola alimentada por energía solar es especialmente útil en áreas remotas o rurales donde el acceso a la red eléctrica es limitado o inexistente.

Cómo funciona:

• Paneles solares: Los paneles solares se utilizan principalmente para generar energía, transforman la luz del sol en electricidad durante el día. La energía generada se almacena en baterías básicas para su uso cuando no brilla el sol.
• Baterías: Estos almacenan la energía generada por el panel solar, lo que garantiza el encendido de las farolas durante la noche o en días nublados. La capacidad de la batería es un parámetro esencial para la longevidad del período de funcionamiento cuando no hay luz solar en las farolas solares.
• Fuente de luz: Con la energía necesaria para alimentar las farolas u otras fuentes de luz integradas con equipos solares, la luz funciona de manera autónoma, encendiéndose al anochecer y apagándose al amanecer.

Beneficios:

1. Independencia completa: Los sistemas fuera de la red son completamente independientes de la red eléctrica principal, lo que los hace ideales para ubicaciones remotas donde el acceso a la red no es factible.
2. Sin facturas de electricidad: Como el sistema no está conectado a la red, no hay costes de electricidad constantes, lo que lo convierte en una solución rentable a largo plazo.
3. Escalabilidad: Los sistemas fuera de la red se pueden escalar fácilmente para satisfacer las necesidades de diferentes ubicaciones, desde farolas LED individuales alimentadas por energía solar hasta áreas enteras.

Desafíos:

1. Costo inicial más alto: Los sistemas fuera de la red necesitan una inversión inicial mayor debido a la necesidad de baterías y otros factores que son necesarios para el funcionamiento independiente.
2. Mantenimiento de la batería: Las baterías que se utilizan en sistemas fuera de la red requieren un mantenimiento regular y un eventual reemplazo, lo que aumenta los costos operativos.
3. Limitaciones del almacenamiento de energía: La capacidad de las baterías limita la cantidad de energía que se puede almacenar, lo que también puede ser un desafío durante períodos prolongados de poca luz solar.

Aplicaciones:

En las zonas rurales y remotas donde la red eléctrica es difícil o costosa de extender, las luces solares para calles fuera de la red son las más adecuadas. También se utilizan comúnmente en pantallas electrónicas LED, donde proporcionan una fuente de iluminación de larga duración y alta estabilidad frente a vibraciones. Las aplicaciones típicas de estos sistemas son pueblos, luces de estacionamientos, parques y carreteras, lo que los convierte en una opción ideal donde se requiere iluminación continua sin acceso a la red.

Tomemos como ejemplo las farolas solares que funcionan sin conexión a la red y que iluminan caminos y senderos en lugares remotos de África o Asia para mejorar la seguridad de sus habitantes. Incluso se utilizan en zonas donde los desastres naturales tienen una alta probabilidad de destruir la infraestructura, de modo que la iluminación exterior pueda seguir funcionando con un mínimo de energía durante los cortes de electricidad.

3. Farola híbrida de energía solar

Función de alumbrado público con energía solar híbrida Con sistemas conectados a la red y fuera de ella. Cada uno puede funcionar de forma independiente con energía almacenada en la batería y energía solar o extraerla de la red según sea necesario. Pueden ser los mejores y más confiables debido a su funcionamiento dual, ya que son buenos especialmente en las áreas de frecuencia de cereza.

Cómo funciona:

• Paneles solares: Los paneles solares generan electricidad durante el día (que puede almacenarse en baterías) y luego alimentan las luces de la calle por la noche.
• Baterías: Las baterías almacenan la energía solar adicional para poder usarla cuando no haya luz solar para cargar las luces de la calle. Sin embargo, si la batería se agota (y es casi seguro que así será), el sistema puede aprovechar la energía de la red eléctrica como respaldo.
• Conexión a la red: Los sistemas híbridos están conectados a la red, pero solo consumen energía cuando las baterías están agotadas, lo que permite un funcionamiento continuo incluso en períodos prolongados con poca o ninguna luz solar o con una gran demanda energética.

Beneficios:

1. Fiabilidad: El sistema híbrido también tiene características confiables de los sistemas conectados a la red y características de independencia del sistema fuera de la red para garantizar que las luces de la calle no se apaguen bajo ninguna circunstancia.
2. Eficiencia Energética: Los sistemas híbridos dirigen la energía solar para que se utilice primero y la red después, ahorrándole dinero en el uso total de electricidad.
3. Adaptabilidad: Estos sistemas pueden adaptarse a diversos entornos, por ejemplo, regiones nevadas donde el clima cambia bastante rápido o necesidades energéticas fluctuantes.

Desafíos:

1. Complejidad: Los sistemas híbridos son más complicados que los sistemas solares básicos conectados a la red o fuera de la red, ya que requieren controles avanzados para alternar entre la energía alimentada por el inversor desde el conjunto, la venta de cualquier excedente a la empresa de servicios públicos mediante VFD (variadores de frecuencia) y la adaptación del flujo de corriente con inversores del lado de la carga en función de las condiciones locales.
2. Costo más alto: Los sistemas híbridos implican un mayor coste inicial y operativo debido a la inclusión de baterías e infraestructura de conexión a la red.
3. Mantenimiento: Tanto los componentes solares como los de red de los sistemas híbridos requieren un mantenimiento adecuado de forma periódica, lo que aumenta su coste.

Aplicaciones:

En climas regionales críticos y altamente impredecibles o en áreas con red eléctrica poco confiable, el uso de alumbrado público solar híbrido es un logro que se debe superar. Esto significa que en áreas donde hay cortes de energía regulares, los sistemas híbridos pueden proporcionar iluminación exterior constante mediante el uso de una batería de respaldo durante el tiempo de inactividad y también de la red eléctrica de respaldo si es necesario.

Sistemas híbridos: incluso en entornos urbanos, los sistemas híbridos pueden reducir drásticamente las facturas de electricidad y crear una fuente de luz estable. En una ciudad con iluminación plutónica, este cambio también podría automatizarse fácilmente: por ejemplo, encender las farolas con energía solar por la tarde y por la mañana, cuando hay menos tráfico, pero cambiar a la luz de la red durante las horas punta si se necesita más iluminación.

Aplicaciones prácticas y casos de estudio

Comprender dónde y cómo aplicar estos sistemas de alumbrado público solar puede ayudar a tomar decisiones informadas. A continuación, se ofrecen algunos ejemplos prácticos y estudios de casos:

1. Aplicaciones urbanas

• Sistemas conectados a la red en ciudades inteligentes: En ciudades como Barcelona y Singapur, las farolas solares conectadas a la red están integradas en las infraestructuras de las ciudades inteligentes. Estos sistemas no solo reducen los costes de electricidad, sino que también contribuyen a los objetivos generales de eficiencia energética de la ciudad. La capacidad de devolver a la red el exceso de energía solar también respalda las iniciativas de energía renovable de la ciudad.
• Sistemas híbridos en áreas metropolitanas:  En áreas metropolitanas donde los cortes de energía son comunes, los sistemas híbridos funcionan mejor aquí. En la ciudad de Nueva York, las farolas solares híbridas iluminan áreas de emergencia, como esquinas, durante cortes de energía después de una tormenta. En situaciones de emergencia como estas, puede ser reconfortante saber que puntos clave como hospitales y carreteras siguen iluminados debido a su capacidad de alternar entre energía solar y de red.

2. Aplicaciones rurales y remotas

• Sistemas fuera de la red en países en desarrollo: Las farolas solares son fundamentales para una iluminación accesible y limpia en lugares donde la red eléctrica local no tiene cobertura. Se utilizan en aldeas, caminos rurales y campamentos para mejorar la estabilidad de la seguridad y la calidad de vida de la economía local. Las farolas solares independientes de la red en las zonas rurales de Kenia han reducido los índices de delincuencia y han hecho que las comunidades sean entornos más seguros para las actividades nocturnas.
• Sistemas Autónomos en Áreas de Conservación: Los sistemas autónomos se utilizan en áreas de conservación y parques nacionales. Los sistemas solares fuera de la red también se utilizan en áreas de conservación y parques nacionales, donde reducen la huella ambiental. Ofrecen una iluminación suave, son ecológicos y no alteran el entorno natural. El Parque Nacional Kruger, en Sudáfrica, encuentra una solución más idílica: ilumina los caminos y los campamentos con farolas alimentadas por el sol, lo que ofrece seguridad al campamento pero no afecta a su belleza característica.

3. Aplicaciones industriales y comerciales

• Sistemas Híbridos en Zonas Industriales: En las zonas industriales, donde más se necesita electricidad, se implementan sistemas de alumbrado público solar para reducir los costos de energía y proporcionar una iluminación confiable a cualquier hora. Alumbrado público solar híbrido en zonas industriales Los sistemas híbridos aún encuentran aplicaciones más amplias en algunos países, incluidos los parques industriales que utilizan un sistema híbrido (como India), que puede abordar las necesidades de los usuarios locales que varían periódicamente y brindarles continuidad de suministro cuando se apaga la red. Como resultado, estos sistemas permiten a las empresas lograr sus objetivos de estabilidad y reducir el costo operativo.
• Sistemas conectados a la red en desarrollos comerciales: Alumbrado público solar comercial para centros comerciales y complejos de oficinas, que utiliza energía solar conectada a la red eléctrica. En Dubái, muchos proyectos comerciales integran sistemas conectados a la red eléctrica como parte de sus especificaciones de construcción ecológica, cuyos resultados sitúan a la ciudad entre las ciudades desarrolladas.

Tendencias futuras e innovaciones

El campo de Alumbrado público con LED solares La tecnología evoluciona rápidamente y se producen innovaciones constantes que apuntan a mejorar la eficiencia, reducir los costos y ampliar las aplicaciones. A continuación, se presentan algunas tendencias futuras que se deben tener en cuenta:

1. Tecnología avanzada de baterías

• Baterías de estado sólido: Las tecnologías de baterías avanzadas, como las baterías de estado sólido, pueden mejorar la eficiencia y la durabilidad de las farolas solares. Precisamente, estas baterías son más seguras y resistentes que las baterías de iones de litio actuales, con densidades de energía más bajas, lo que las hace perfectas para su uso en sistemas híbridos y fuera de la red.
• Supercondensadores: Otra tecnología que se está explorando para las farolas solares, tienen periodos de carga más cortos y son más duraderas en comparación con otras baterías normales, lo que hace que duren más tiempo antes de requerir cambios o modificaciones.

2. Integración con la infraestructura de ciudades inteligentes

• Alumbrado público habilitado para IoT: La integración de las farolas solares con el Internet de las cosas (IoT) permite el control y monitoreo en tiempo real de los sistemas de iluminación. Esta tecnología permite a las ciudades optimizar el uso de energía, responder rápidamente a las necesidades de mantenimiento y mejorar la seguridad pública a través de funciones como la atenuación remota y la detección de movimiento.
• Compatibilidad con redes inteligentes: Las futuras farolas solares serán cada vez más compatibles con los sistemas de redes inteligentes, lo que permitirá una distribución y gestión de la energía más eficiente. Esta integración permitirá a las ciudades equilibrar las cargas energéticas, reducir la demanda máxima y mejorar la fiabilidad del alumbrado público.

3. Materiales y fabricación sostenibles

• Materiales ecológicos: Se espera que aumente el uso de materiales sostenibles en la fabricación de farolas solares. Las innovaciones en la ciencia de los materiales, como los compuestos biodegradables y los metales reciclados, reducirán el impacto ambiental de la producción y la eliminación.
• Modelos de economía circular: En los próximos años, los modelos de economía circular seguirán ganando cada vez más aceptación en la industria del alumbrado público solar, que se centrará en el reciclaje de materiales en su etapa final de vida útil.

Farola con energía solar: conclusión

Hay tres tipos principales de farolas alimentadas con energía solar: conectadas a la red, fuera de la red e híbridas, que tienen estructuras diferentes cuando Escogiendo el correcto Dependiendo de una variedad de factores, como los requisitos específicos del sitio, presupuesto Clima. Cada sistema tiene sus pros y contras, por lo que es mejor considerarlos detenidamente.

Las farolas solares conectadas a la red eléctrica ofrecen la ventaja de reducir los costos de electricidad y, al mismo tiempo, mantener una conexión confiable a la red. Los sistemas fuera de la red eléctrica brindan independencia total y son ideales para áreas remotas sin acceso a la red eléctrica. Los sistemas híbridos combinan lo mejor de ambos mundos y ofrecen confiabilidad y flexibilidad en áreas con condiciones climáticas fluctuantes o acceso a la red eléctrica poco confiable.

A largo plazo, la compra de alumbrado público con energía solar minimiza los costes operativos y previene la contaminación ecológica, además de contribuir a la innovación urbana natural. Elige la mejor Luces LED solares para calles para sus necesidades y maximizar los ahorros, mejorar la seguridad pública y apoyar la transición hacia un futuro más limpio y sostenible.

Preguntas frecuentes