Guía de diseño de farolas solares LED (edición 2025)

Tabla de contenidos

1. Composición y selección del diseño de sistemas de alumbrado público solar

1. Configuración de componentes principales

Componente	Requisitos funcionales	Parámetros de selección
Fuente de luz LED	Temperatura de color 4000-5000K, índice de reproducción cromática ≥70	Eficacia luminosa ≥150 lm/W, protección IP65
Panel fotovoltaico	Eficiencia del silicio monocristalino ≥22%	Energía = Consumo diario del sistema / (Promedio local de horas pico de sol × 0,7)
Batería	Vida cíclica ≥1500 veces	Capacidad (Ah) = Consumo diario (Wh) / (Voltaje del sistema × Profundidad de descarga × 0,9)
Controlador	Eficiencia MPPT ≥95%	Protección contra sobrecarga/sobredescarga, control basado en el tiempo de carga

2. Cálculos de parámetros clave de diseño de farolas solares

1. Diseño de la demanda de alumbrado público solar

Fórmula:

PAG_CONDUJO = E × A / (η × U × K)

Explicación de parámetros
E: Iluminancia de diseño (carreteras principales 15-30 lx, carreteras secundarias 10-20 lx)
A: Área iluminada = Ancho de la carretera × Distancia entre luces
η: Eficiencia de la luminaria (0,8-0,9)
U: Factor de utilización (0,4-0,6)
K: Factor de mantenimiento (0,7-0,8)

Ejemplo: Ancho de la carretera 6 m, distancia entre luces 25 m, iluminancia del objetivo 20 lx

→ P_CONDUJO = 20 × (6 × 25) / (0,85 × 0,5 × 0,75) = 20 × 150 / 0,32 ≈ 94W

→ Elige un módulo LED de 100W (Flujo luminoso 15.000 lm)

2. Cálculo de la capacidad del sistema fotovoltaico de alumbrado público solar

Pasos:

Consumo diario: Q_día = P_CONDUJO × Tiempo de funcionamiento (p. ej.: 100 W × 10 h = 1000 Wh)
Potencia del panel fotovoltaico: PAG_Fotovoltaica = Q_día / (El_cima × 0,7)
- H_cima: Promedio local de horas pico de sol (p. ej.: Beijing 4,5 h)
- → P_Fotovoltaica = 1000 / (4,5 × 0,7) = 317 W → Elija 2 módulos de 160 W
Capacidad de la batería: C = Q_día / (V_sistema × Departamento de Defensa × 0,9)
- V_sistema: Voltaje del sistema (normalmente 12/24 V)
- DOD: Profundidad de descarga (80% para baterías de litio)
- → C = 1000 / (24 × 0,8 × 0,9) = 57,6 Ah → Elija una batería de litio de 60 Ah

3. Especificaciones de diseño estructural de farolas solares

1. Disposición de los postes y componentes

Tipo de carretera	Altura del poste (H)	Ángulo del panel fotovoltaico	Distancia de instalación
Camino de la rama	4-6 m	Latitud + 5°	25-30 m
Carretera principal	6-8 m	Latitud + 10°	30-35 m
Autopista	8-12 meses	Soporte ajustable	35-40 m

Diseño de resistencia al viento: Tamaño de brida ≥ diámetro del poste × 1,2 (p. ej.: diámetro del poste 76 mm → brida 200 × 200 × 10 mm)

4. Estrategia de control inteligente de farolas solares

1. Esquema operativo multimodo

Periodo de tiempo	Lógica de control	Ajuste de potencia
18:00-22:00	Funcionamiento a plena potencia	100%
22:00-24:00	Atenuación dinámica (detección de tráfico)	50-70%
00:00-6:00	Mantener la iluminación mínima de seguridad	30%

Energía de respaldo: En áreas con días lluviosos continuos ≥3 días, configurar una interfaz complementaria de energía de red.

5. Puntos de instalación y mantenimiento

1. Proceso de construcción

Evaluación ambiental: Evite las sombras de árboles/edificios y obstrucciones < 2 horas en el solsticio de invierno.
Fundición de base: Profundidad = Altura del poste / 10 + 0,2 m (por ejemplo: poste de 6 m → 0,8 m de profundidad).
Normas de cableado: Caída de tensión del cable fotovoltaico ≤3%, Profundidad de enterramiento de la batería ≥0,5 m.

2. Ciclo de Operación y Mantenimiento

Componente	Elementos de inspección	Ciclo
Panel fotovoltaico	Limpieza de superficies, corrección de ángulos	Una vez al mes
Batería	Comprobación de voltaje (≥11,5 V a 12 V)	Una vez al trimestre
Luminarias LED	Comprobación de la depreciación del lumen (degradación anual <3%)	Una vez al año

6. Análisis económico

1. Comparación de costos (basado en un poste de 6 m)

Artículo	Iluminación tradicional en rejilla	Farola solar LED
Inversión inicial	8.000 yuanes	12.000 yuanes
Costo anual de electricidad	600 yuanes	0 yuanes
Costo total en 10 años	14.000 yuanes	12.000 yuanes

Periodo de recuperación:

Periodo de amortización = (Diferencia de precio / Ahorro anual) = (12 000 – 8 000) / 600 ≈ 6,7 años

7. Casos típicos

Nombre del proyecto: Nueva iluminación de caminos rurales

Configuración de parámetros:

Ancho de vía 5m, trazado escalonado en ambos lados
Potencia LED 60W × 2, flujo luminoso 9.000 lm/unidad
Panel fotovoltaico 2 × 120 W, batería 100 Ah a 24 V

Indicadores de desempeño:

Iluminancia media 18 lx, uniformidad 0,48
Respaldo lluvioso continuo durante 5 días
Tasa de ahorro anual de energía 100%

8. Control de riesgos

Protección contra sobredescarga: El controlador establece un voltaje ≥10,8 V (sistema de 12 V).
Protección contra robo: Los pernos de los paneles fotovoltaicos utilizan estructuras irregulares, caja de batería soldada y fijada.
Clima extremo: Nivel de resistencia al granizo de los paneles fotovoltaicos ≥ Clase 3 (impacto de granizo de 25 mm).

Apéndice: Herramientas de verificación de diseño recomendadas

PVsyst (Simulación de sistemas fotovoltaicos)
DIALux evo (Simulación de iluminación)
Fuentes de datos meteorológicos: NASA POWER / Estaciones de radiación de la Administración Meteorológica de China

A través de esta guía, se puede lograr un enfoque sistemático desde los requisitos de iluminación hasta los retornos económicos, logrando una solución de iluminación vial altamente confiable y con bajas emisiones de carbono.