LUMINARIA SOLAR 60W PARA SU COLOCACIÓN EN EL CENTRO GEOGRÁFICO DE LA CIUDAD DE MÉXICO

Transcripción

1 LUMINARIA SOLAR 60W Luminaria solar autónoma de 60W PARA SU COLOCACIÓN EN EL CENTRO GEOGRÁFICO DE LA CIUDAD DE MÉXICO Módulos fotovoltaicos de alta calidad y larga vida útil Luminaria de LED con cuerpo de aluminio inyectado y difusor prismático de policarbonato. Poste cónico metálico Gabinete con banco de baterías, control de carga y control de encendido y apagado automático Construcción simple y confiable Luminaria solar LED de 60W a 12VDC Las luminarias solares son la solución más económica para la iluminación pública en entornos sin red eléctrica. No sólo convencen por su fiabilidad y su larga vida útil sino también por su flexibilidad. Flexibilidad total con costos de operación mínimos Las ventajas de las luminarias solares Las luminarias solares no requieren de tendidos eléctricos y pueden ser instaladas en cualquier sitio. No hay restricciones de aplicación ya que operan silenciosamente y son completamente compatibles con la ecología del lugar donde se instalen. La operación y el mantenimiento de las luminarias solares se realizan al menor costo posible. No hay pagos por consumo eléctrico y su mantenimiento es casi nulo. 1

2 LUMINARIA SOLAR 60W Las luminarias solares son sistemas autosuficientes En el poste se encuentran colocados todos los componentes eléctricos que constan de la lámpara, los módulos solares, las baterías de carga profunda y los controles automáticos. El sistema funciona de manera completamente autónoma sin uso de gas o gasolina. Tiene como única fuente la energía del sol. Los módulos fotovoltaicos transforman la luz en energía eléctrica y esta a su vez se almacena en baterías para ser usada por la noche o en días nublados. Una luminaria solar se instala rápidamente, lo único que se necesita es una base de concreto y un lugar bien soleado. Áreas de aplicación Lotes de estacionamiento, parques de ecoturismo, casas de campo, comunidades rurales, haciendas, hoteles, centros recreativos, vialidades publicas iluminadas, puentes, etc. Radiación solar en los 32 estados en la Republica Mexicana Esta tabal indica la radiación solar por Estado de la Republica Mexicana La casilla marcada en amarillo indica la radiación solar mínima la cual se tomara para hacer el dimensionamiento del sistema solar autónomo fotovoltaico Tabla No.1 2

3 LUMINARIA SOLAR 60W Nota importante: Las anotaciones que veremos en seguida corresponden al dimensionamiento de un sistema autónomo solar fotovoltaico diseñado y calculado para la zona centro de la Ciudad de México donde como se podrá apreciar en la Tabla No.1 cada estado tiene diferentes índices de radiación solar por lo cual es importante ponerse en contacto con el departamento técnico de Energain para realizar el dimensionamiento especifico de la zona geográfica a elegir. Alcance del sistema El sistema fotovoltaico de este equipo puede satisfacer, en condiciones medias de insolación, el consumo diario de la lámpara de LED s de 60W durante toda la noche (12 horas). El sistema (módulo, control y batería) ha sido diseñado para energizar esta lámpara, por lo que no debe sustituirse por una lámpara de otro tipo. Configuración El sistema consiste de 7 partes principales que son los siguientes: La luminaria de LED s de 60W que se enciende automáticamente en la noche El módulo fotovoltaico solar que cargan la batería durante el día La batería o banco de baterías a 12VDC y 115Ah El gabinete donde se encuentra el control de carga solar, el control automático de encendido y la batería El controlador de carga que regula a todo el sistema La estructura soporte para el módulo fotovoltaico solar, cables, herrajes y accesorios para instalación Los cables, herrajes y accesorios para instalación integral del sistema La capacidad de la batería o banco de baterías es suficiente para dar un respaldo a elegir de 1, 2 ó 3 días de nublados consecutivos a la operación de la lámpara LED de 60W. El control de carga protege a la batería de operar fuera de sus condiciones normales de diseño (descarga ó sobrecarga excesivas) así como controlar el encendido y apagado de la lámpara; se trata del centro operativo del equipo fotovoltaico. 3

4 LUMINARIA SOLAR 60W Descripción de los componentes a) Arreglo fotovoltaico Consiste en 1 módulo solar fotovoltaico de 250W nominales (Wp) El módulo generará a máxima insolación (Isc) 8.70 amperes de corriente El arreglo solar se debe inclinar con respecto a la horizontal, dependiendo del sitio de instalación y los módulos deben colocarse de cara al sur geográfico b) Batería o banco de baterías dependiendo de días de respaldo requeridos por días nublados Consiste en 1 batería sellada de 12 VCD, 115 Ah, tipo plomo-ácido y libres de mantenimiento La capacidad es suficiente para dar un respaldo de 1día nublado a la demanda de la lámpara LED de 60W Consiste en 2 baterías selladas de 12 VCD, 115 Ah, tipo plomo-ácido y libres de mantenimiento. La capacidad es suficiente para dar un respaldo de 2 días nublados consecutivos a la demanda de la lámpara LED de 60W Consiste en 3 baterías selladas de 12 VCD, 115 Ah, tipo plomo-ácido y libres de mantenimiento. La capacidad es suficiente para dar un respaldo de 3 días nublados consecutivos a la demanda de la lámpara LED de 60W c) Control de carga El control de carga protege a la batería o al banco de baterías de operar fuera de sus condiciones normales de diseño (descarga ó sobrecarga excesivas) así como controlar el encendido y apagado de la lámpara; se trata del centro operativo del equipo fotovoltaico. El controlador efectúa las siguientes funciones: Carga de la batería en tres etapas mediante la técnica PWM (Corriente plena, llenado y flotación) La operación a carga plena o corriente de flotación dependen del estado de carga de la batería Desconexión de la lámpara cuando la batería esta baja (de 1,2 ó 3 días nublados), con lo que se evita la disminución de la vida útil de la batería Bloqueo del arreglo solar para evitar fugas de corriente de la batería durante la noche. Indicación del estado de carga de batería por medio de indicadores LED 4

5 LUMINARIA SOLAR 60W Operación del sistema fotovoltaico Carga diurna En el amanecer el voltaje que genera el arreglo fotovoltaico se eleva desde cero hasta el punto en que se excede el voltaje de las baterías, y se inicia el flujo de la corriente solar del módulo fotovoltaico al sistema. El Control permite pasar toda la corriente que pueden generar el módulo solar. Conforme avanza la mañana la corriente solar del arreglo se elevará hasta un máximo de 8.65 A. La corriente generada se dirige a recargar las baterías de la descarga de la noche anterior. Las baterías está siendo cargadas hasta que el voltaje llega a V. a este voltaje el control empiezan a modular la corriente a las batería en pulsos (PWM) para mantener un voltaje constante por algunas horas. Conforme las baterías terminas de recargarse los pulsos se irán haciendo más cortos. Finalmente, el control cambia a un estado de flotación disminuyendo a un voltaje de aproximadamente a V. Por medio de esta carga en etapas se llega a la capacidad máxima de las baterías. Operación nocturna Conforme la insolación disminuye llegará un momento que el controlador detecte la ausencia de la luz solar y active la lámpara. En el caso, cuando el voltaje del arreglo solar es inferior al voltaje de las baterías, el controlador apaga sus componentes de potencia evitando de esta manera que las baterías se descarguen a través del arreglo solar en la noche (los módulos solares se convierten en una carga eléctrica cuando no hay insolación). Durante la noche, la lámpara se alimenta directamente de las baterías ya que no existe generación solar y por lo tanto se descarga, aproximadamente 15%. Al siguiente día la operación descrita se repite: el arreglo solar recarga las baterías de la descarga de la noche anterior. 5

6 LUMINARIA SOLAR 60W Operación del sistema fotovoltaico Días nublados En esta condición, la corriente de los módulos solares es pequeña, 10% a 20% de la corriente máxima por lo que no puede reponer la descarga de las baterías de la noche anterior y las baterías paulatinamente se descargan. El sistema esta diseñado para soportar un periodo de 1, 2 ó 3 días consecutivos de nublados. Pasando el periodo de nublados, el arreglo solar tiene la capacidad suficiente para recuperar la carga de las baterías. Diagrama esquemático del arreglo fotovoltaico solar para 1 día de respaldo: Controlador 10Amp EG-LHD-60 W Banco de 1 batería 12 Vdc 115Amp Módulo fotovoltaico de 250W 6

7 LUMINARIA SOLAR 60W Diagrama esquemático del arreglo fotovoltaico solar para 2 días de respaldo: Controlador 10Amp EG-LHD-60W 12 Vdc Banco de 2 baterías 12 Vdc 115Amp Módulo fotovoltaico de 250W Diagrama esquemático del arreglo fotovoltaico solar para 3 días de respaldo: Controlador 10Amp EG-LHD-60W 12 Vdc Banco de 3 baterías 12 Vdc 115Amp Módulo fotovoltaico de 250W 7

8 EG-LHD-60W Lámparas viales: EG-LHD Nuevas lámparas viales, serie LHD. Representan el futuro de la iluminación de ahorro de energía para las aplicaciones viales, 50% más eficiencia de energía que la iluminación tradicional, bajos costos de mantenimiento y pocas emisiones de CO2. Con su innovadora tecnología y diseño único su funcionamiento es mucho más eficiente que el de las luminarias tradicionales. Excelente diseño Gestión térmica avanzada de flujo de aire Superficie con recubrimiento IP65 Aplicaciones Vialidades Estacionamientos 8

9 EG-LHD-60W Descripción Modelo Potencia en watts Flujo luminoso en lúmenes Voltaje de entrada Peso total Eficiencia Ángulo de apertura Protección contra el ambiente Tipo de LED Material de elaboración Color de cubierta Vida útil Temperatura de color Driver Características técnicas EG-LHD-60W 60W 6,000 lm V 2.5 Kg 90% 90º / 120º IP66 Bridgelux (COB) Aluminio puro Negro 50,000 hrs 5,000-5,500ºK Dongling C C90 - C270 Unidad: cd *Datos fotométricos 9

10 EG-MSI-PS-250W Módulo solar policristalino de 250W CEC Información general Phono Solar Technology es uno de los productos de energía renovable del mundo fabricante y una marca confiable que se ha convertido en sinónimo de alto rendimiento y alta calidad. Los paneles fotovoltaicos Phono Solar son ideales para su uso en plantas de energía a gran escala, comercial e instalaciones residenciales. Las principales características de estos paneles son: Excelente rendimiento en condiciones de luz débil, excelente coeficiente de temperatura dando un mayor rendimiento en el largo plazo, certificación sobre corrosión de niebla salina, certificado de control de incendios, certificación sobre la corrosión de amoniaco, certificación sobre resistencia a la sopladura de arena, entre otros. 10

11 EG-MSI-PS-250W Datos técnicos: COMPORTAMIENTO BAJO CONDICIONES ESTÁNDAR DE PRUEBA (STC*) Potencia en el punto máximo de potencia Pmax 250Wp Tensión de circuito abierto Voc 37.8V Tensión a potencia máxima Vmpp 30.2V Corriente de corto circuito Isc 8.70A Corriente a potencia máxima Impp 8.30A Condiciones de medición bajo nivel de irradiación solar de 1000W/m 2, AM 1.5 espectros, temperatura de celda de 25ºC PARÁMETROS TÉCNICOS Temperatura de funcionamiento -40ºC a +80ºC Coeficiente de temperatura del voltaje -0.30% / ºC Coeficiente de temperatura de la corriente 0.07% / ºC Coeficiente de la potencia -0.40% / ºC Operación nominal de la temperatura de la celda (NOCT) 45ºC + 2ºC TERMINALES DE CONEXIÓN Cable Diámetro de 4 mm 2 No. de diodos 2 piezas MATERIALES EMPLEADOS Células por módulo 36 Tipo de célula Poli cristalino Medida de la célula 156mm * 156mm Parte frontal 3.2 mm vidrio templado Marco Aluminio anonizado DIMENSIONES Largo Ancho Alto Peso 1,640 mm 992 mm 40mm 19 Kg Dimensiones: 11

12 EG-MSI-PS-250W Curvas características: I(A) 1000W / m 2 Temperatura: 25ºC P(W) U(V) 12

13 EG-EPS-LS A EG-EPS-LS A Controlador de carga LandStar Series CONTROLADOR DE CARGA LANDSTAR DE 10 Y 20 AMPERIOS PARA BATERÍAS La serie de controladores de carga solar LandStar Series, son una nueva generación de controladores de iluminación para el sistema solar fuera de la red, es decir, para sistemas aislados o isla como el sistema de una luminaria vial, para circuitos cerrados de televisión, etc. Adopta la técnica mas avanzada y funciona de forma totalmente automática. Características Regulación por PWM Interruptor eléctrico MOSFET Se puede utilizar con barrerías de gel, selladas y húmedas Compensación por la temperatura Indicadores LED para el estado de la batería Protecciones eléctricas Corto circuito en el arreglo fotovoltaico Polaridad inversa en el arreglo fotovoltaico Sobrecarga de la batería Polaridad inversa de la batería Corto circuito en la carga Sobrecalentamiento. 13

14 EG-EPS-LS A EG-EPS-LS A Datos técnicos: DESCRIPCIÓN EG-EPS-LS A I EG-EPS-LS A PARÁMETROS ELÉCTRICOS Corriente máxima 10A I 20A Tensión nominal del sistema Voltaje máximo de la batería Circuito de carga (caída de tensión) Carga de igualación Temperatura de voltaje Humedad 12/24V 32V > ó = 0.26V > ó = 6 ma -35 ºC a 55 ºC 10% - 90% NC VOLTAJE DE LA BATERÍA PARÁMETROS (Temperatura a 25ºC) Tipo de batería Igualación de tensión de carga Gel Sellada Húmeda Voltaje de carga (BULK) 14.6V; x2 / 24V 14.8V; x2 / 24V Voltaje de flotación Reconexión de alto voltaje Desconexión de alto voltaje Tiempo de ecualización Tiempo de ecualización Duración BULK 14.2V; x2 / 24V 13.8V; x2 / 24V 12.6V; x2 / 24V 11.1V; x2 / 24V 2 horas DATOS GENERALES 14.4V; x2 / 24V 13.8V; x2 / 24V 12.6V; x2 / 24V 11.1V; x2 / 24V 2 horas 2 horas 14.6V; x2 / 24V 13.8V; x2 / 24V 12.6V; x2 / 24V 11.1V; x2 / 24V 2 horas 2 horas Dimensiones (ancho*alto*base) 140*6 *34mm I 144*75*45 Grado de protección Peso 0.15 Kg IP20 I 0.25 Kg Nota importante: Las especificaciones están sujetas a cambio sin previo aviso. 14

15 EG-BAT-CS-31H Batería CALE Solar 12V 115 Amperios El acumulador CALE SOLAR es libre de mantenimiento para aplicaciones de ciclo profundo. Diseñadas específicamente para aplicaciones fotovoltaicas. Información general Las baterías pueden ser conectadas en serie y paralelo para obtener el voltaje y la intensidad de los requerimientos de descarga. El ciclo de vida depende de los parámetros de carga. La carga de igualación puede ser necesaria en intervalos mensuales si la intensidad de descarga es mayor que el 40%. Las baterías deben ser protegidas del calor excesivo. Características Plomo calcio en parrilla positiva y negativa Placas 13% más gruesas, dan mejor resistencia al ciclado Pasta positiva de alta densidad para alargar la durabilidad Parrillas de metal expandido, 11% más gruesas, forjadas en frío Placas encapsuladas con separador de polietileno 430 cc de reserva de electrolito por celda Caja y tapa de polipropileno de alto impacto Arrestador de flama para seguridad Terminales roscadas de 3/8 de acero inoxidable 15

16 EG-BAT-CS-31H Datos técnicos: PARÁMETROS DE CONTROL DE CARGA Fijación del punto de regularización (VR) Desactivación de bajo voltaje Histéresis de regularización (VHR) EG-BAT-CS-31H 14.5 VDC El voltaje máximo que el controlador permite a la batería 12.0 VDC Voltaje en el cual la descarga es desconectada par prevenir sobrecargas 13.5 VDC Voltaje cuando la corriente es replicada Histéresis de desactivación de bajo voltaje (LVDH) 1.5 VDC Es el lapso enre el LVD y el voltaje al cual la descarga res reconectada INSTRUCCIONES DE CARGA Voltaje de flotación 13.5 VDC a 80º F Voltaje de regularización 15.5 VDC a 80ºF Compensación por temperatura Por cada grado debajo de 27ºC de (0.018) VDC a la inversa Por cada grado superior de 27ºC quitar (0.0º8) VDC ESPECIFICACIONES Voltaje nominal 12.0 VDC Capacidad de carga 115 Ah a 100 horas de carga % Dimensiones (largo*ancho*alto) 330.2*172*217.8 mm Alto total con las terminales de mm Peso 27.3 Kg Nota importante: Las especificaciones están sujetas a cambio sin previo aviso. 16

17 CALCULOS LUMINICOS Realización de los cálculos lumínicos a 5 metros de altura (altura recomendada) 9.50m m Escena exterior 1 / Planta 9.50 m m Escena exterior 1 / Luminarias (ubicación) m m Escena exterior 1 / Elemento del suelo 1 / Superficie 1 / Isolíneas (E) 17

18 CALCULOS LUMINICOS 9.50m m lx Escena exterior 1 / Elemento del suelo 1 / Superficie 1 / Gama de grises (E) m m Escena exterior 1 / Elemento del suelo 1 / Superficie 1 / Gráfico de valores (E) 18

19 CALCULOS LUMINICOS Situación de la superficie en la escena exterior: Punto marcado (0.000 m, m, m) Trama: 128 * 128 Puntos E m (lx) E min (lx) E max (lx) E min /E m E min /E max Rendering en 3D Rendering (procesado) de colores falsos lx 19

20 CALCULOS LUMINICOS 20

21 CONCLUSIONES El sistema operara de la siguiente manera: a) La luminaria vial LED de 60 watts encenderá durante toda la noche (12 horas). b) El tiempo de respaldo de la batería por días nublados es de 1,2 ó 3 días a elección del cliente. c) En el caso que exceda de 1, 2 ó 3 días nublados la lámpara LED dejará de encender puesto que el tiempo que requiere la batería para volverse a cargar es de 2 días siempre y cuando existan las condiciones solares. Elementos que componen el sistema para 1 día de respaldo: a) Una luminaria vial LED de 60 watts IP65 la cual se recomienda colocar entre 7 y 9 metros de altura del punto de luz. b) Un módulo solar fotovoltaico de 250 watts. c) Un controlador de 10 ó 20 amperios. d) Una batería de 12 VDC a 115 amperios. e) Un gabinete para 2 baterías fabricado en lámina de acero cal. 16, acabado en pintura poliéster mate aplicada en polvo color blanco para minimizar calentamiento. Diseño reforzado para el esfuerzo en cantiliver del peso de las baterías (110 Kg), aislamiento térmico mediante placas de poliestireno expandido de 25 mm en techo puerta y paredes, reduce la temperatura interna en más de 15 C. Cuatro ventilas con filtro de polvo en los costados. Bisagras de ABS para evitar corrosión. Dos chapas de llave de cubo especial, en aleación a prueba de corrosión. Sello perimetral,de PVC espumado en la puerta. Posiciones para recibir las 2 baterías en dos niveles. En el gabinete va instalado el controlador, los cables para la batería y los fusibles. f) Una estructura soporte (gorro) de aluminio para un módulo de 250 watts para su colocación en la parte superior del poste. g) Un kit de cables, porta fusibles, fusibles y todo lo necesario para el buen funcionamiento del sistema. 21

22 CONCLUSIONES Elementos que componen el sistema para 2 días de respaldo: a) Una luminaria vial LED de 60 watts IP65 la cual se recomienda colocar entre 7 y 9 metros de altura del punto de luz. b) Un módulo solar fotovoltaico de 250 watts. c) Un controlador de 10 ó 20 amperios. d) Dos baterías de 12 VDC a 115 amperios que van conectadas en paralelo. e) Un gabinete para 2 baterías fabricado en lámina de acero cal. 16, acabado en pintura poliéster mate aplicada en polvo color blanco para minimizar calentamiento. Diseño reforzado para el esfuerzo en cantiliver del peso de las baterías (110 Kg), aislamiento térmico mediante placas de poliestireno expandido de 25 mm en techo puerta y paredes, reduce la temperatura interna en más de 15 C. Cuatro ventilas con filtro de polvo en los costados. Bisagras de ABS para evitar corrosión. Dos chapas de llave de cubo especial, en aleación a prueba de corrosión. Sello perimetral,de PVC espumado en la puerta. Posiciones para recibir las 2 baterías en dos niveles. e) Un gabinete para 2 baterías fabricado en lámina de acero cal. 16, acabado en pintura poliéster mate aplicada en polvo color blanco para minimizar calentamiento. Diseño reforzado para el esfuerzo en cantiliver del peso de las baterías (110 Kg), aislamiento térmico mediante placas de poliestireno expandido de 25 mm en techo puerta y paredes, reduce la temperatura interna en más de 15 C. Cuatro ventilas con filtro de polvo en los costados. Bisagras de ABS para evitar corrosión. Dos chapas de llave de cubo especial, en aleación a prueba de corrosión. Sello perimetral,de PVC espumado en la puerta. Posiciones para recibir las 2 baterías en dos niveles. Elementos que componen el sistema para 3 días de respaldo: a) Una luminaria vial LED de 60 watts IP60 la cual se recomienda colocar entre 7 y 9 metros de altura del punto de luz. b) Un módulo solar fotovoltaico de 250 watts. c) Un controlador de 10 amperios. d) Tres baterías de 12 VDC a 115 amperios que van conectadas en paralelo. 22

23 CONCLUSIONES e) Dos gabinetes para 2 baterías fabricado en lámina de acero cal. 16, acabado en pintura poliéster mate aplicada en polvo color blanco para minimizar calentamiento. Diseño reforzado para el esfuerzo en cantiliver del peso de las baterías (110 Kg), aislamiento térmico mediante placas de poliestireno expandido de 25 mm en techo puerta y paredes, reduce la temperatura interna en más de 15 C. Cuatro ventilas con filtro de polvo en los costados. Bisagras de ABS para evitar corrosión. Dos chapas de llave de cubo especial, en aleación a prueba de corrosión. Sello perimetral,de PVC espumado en la puerta. Posiciones para recibir las 2 baterías en dos niveles. En el gabinete va instalado el controlador, los cables para la batería y los fusibles. f) Una estructura soporte (gorro) de aluminio para un módulo de 250 watts para su colocación en la parte superior del poste. g)tres kits de cables, porta fusibles, fusibles y todo lo necesario para el buen funcionamiento del sistema. Alcances de la iluminación: a) Dimensión optima seleccionada para la realización del cálculo luminoso es de 75 metros (longitud) x 9.5 metros (ancho) dando un área de m2. b) La colocación del poste es de 1.50 metros del área posterior y a al centro de postes de 25 metros. c)luxes promedio en el área mencionada conforme a la norma vial es de 13 luxes (lx). Nota importante: Para obtener la inclinación del modulo es necesario obtenerlo de la Tabla No.1 23