Cómo dimensionar una farola solar para una carretera real

La mayoría de los proyectos fallidos de farolas solares nunca fueron proyectos de iluminación. Fueron proyectos de compra: alguien especificó 100 W porque 100 W sonaba más potente que 60 W, nadie calculó la carretera y, dieciocho meses después, la mitad de los postes están apagados y la otra mitad van por su segunda batería.

Este es el método que usamos cuando un cliente nos envía el ancho de una carretera y un presupuesto en lugar de un número de modelo. Lleva unos quince minutos con calculadora.

1. Empiece por la carretera, no por la potencia

Dos números describen la vía: el ancho de la calzada y la clase de iluminación que realmente necesita. Todo lo demás se deriva de ahí.

Como regla práctica de partida, la altura del poste debe ser de 0,5 a 0,8 veces el ancho de la calzada. Una vía de 7 m pide un poste de 8 m, no de 4 m. La separación queda entonces entre 3 y 4 veces la altura de montaje: un poste de 8 m da una separación de 24 a 32 m.

• Acceso residencial y de aldea: 3 a 5 lux de media
• Vía colectora con peatones: 8 a 12 lux
• Vía arterial: 15 a 25 lux
• Rotonda o intersección: 25 lux o más, y prevea necesitar más postes

Esas cifras son iluminancia media mantenida en la calzada, no lux pico bajo la luminaria. El lux pico es una cifra que gusta a los vendedores porque parece grande.

2. Convierta lux en lúmenes

Los lúmenes necesarios equivalen a los lux objetivo por la superficie iluminada, dividido por dos términos de eficiencia: utilización (qué parte del flujo llega realmente a la calzada) y factor de mantenimiento (suciedad, depreciación del LED, envejecimiento de la óptica).

Ejemplo resuelto: calzada de 7 m, postes de 8 m, separación de 30 m, objetivo de 10 lux.

Así se llega a una luminaria de 60 W sobre un poste de 8 m, que es una respuesta común y correcta. También es la razón por la que una unidad de 150 W en la misma vía no es un producto mejor, solo una forma más rápida de agotar una batería.

3. Dimensione la batería en vatios hora, no en amperios hora

Los amperios hora no significan nada sin la tensión. Convierta todo a vatios hora primero y luego aplique la profundidad de descarga y el rendimiento de ciclo completo.

Una luminaria de 60 W que funciona 11 horas consume unos 660 Wh antes de pérdidas y unos 780 Wh después. Un paquete de 12,8 V y 36 Ah almacena 460 Wh, así que a plena potencia cubre bastante menos de una noche. No es un defecto: es aritmética, y por eso todo diseño creíble usa un perfil de atenuación.

Un perfil de 100 por ciento durante las primeras cinco horas y luego de 40 por ciento durante las seis restantes da 300 + 158 = 458 Wh. Ahora el mismo paquete cubre la noche con un pequeño margen. Las autonomías declaradas siempre deben leerse contra el perfil: tres a cinco días nublados casi siempre significa tres a cinco días a la potencia atenuada, no a plena intensidad.

4. Dimensione el campo fotovoltaico según las horas solares pico

La potencia del panel depende de dónde esté, no de la luminaria. Use las horas solares pico (HSP) locales del peor mes, no la media anual.

La fila del monzón es la que sorprende a la gente. Un diseño que funciona en febrero falla en julio, y el fallo parece una avería de batería cuando en realidad es un error de dimensionamiento del panel.

5. Lo que realmente arruina las instalaciones

• Sombra. Una rama de árbol sobre un panel puede costar más que una merma del 20 por ciento del campo fotovoltaico. Recorra la ruta a la altura a la que quedará el panel.
• Inclinación y orientación. Cinco grados de desviación son menores; orientarla mal es fatal. En el trópico norte, oriente al sur; al sur del ecuador, al norte.
• Polvo y suciedad. En condiciones del Sahel y del Golfo, prevea limpieza dos veces al año y añada un 10 por ciento al campo fotovoltaico.
• Corrosión. El aire costero destruye los soportes baratos mucho antes de que falle la electrónica. La galvanización en caliente no es un extra de gama alta allí: es un requisito.
• Robo. Una batería en una base de poste sin cerradura es una batería que se irá. Los gabinetes con cerradura y la tornillería antivandálica valen su coste.

6. La lista de verificación de especificaciones

Si un proveedor no puede responder estas seis preguntas con cifras, la ficha técnica es marketing y no ingeniería.

1. ¿Cuál es la iluminancia mantenida en la calzada con la separación y la altura de montaje indicadas?
2. ¿Cuál es la capacidad de la batería en Wh y qué perfil de atenuación se asumió para la autonomía declarada?
3. ¿Con qué horas solares pico del peor mes se dimensionó el campo fotovoltaico?
4. ¿Cuál es el mantenimiento del flujo luminoso a las 25.000 horas?
5. ¿Cuál es la clasificación de estanqueidad e impacto, y qué laboratorio la emitió?
6. ¿Qué porcentaje de repuestos y qué plazo de producción se aplican a un pedido repetido?

Envíenos el ancho de la carretera, la altura de montaje que puede alcanzar y la clase de iluminación que necesita. Le responderemos con una configuración y la aritmética que la respalda, para que pueda comprobar el cálculo.