Una farola solar se describe a menudo como un "sistema de energía solar", lo que lleva a una pregunta justa por parte de los compradores: ¿dónde está el inversor? En la gran mayoría de las farolas solares no hay ninguno, y eso no es una pieza que falte: es el diseño. Un inversor convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA), y una farola solar estándar funciona enteramente con CC.
Esta guía explica la arquitectura de CC dentro de una farola solar todo en uno moderna, por qué un controlador de carga y un inversor realizan dos funciones completamente diferentes, las situaciones exactas en las que un proyecto realmente necesita un inversor, y cómo redactar ese requisito en una especificación o una licitación. Está escrita para compradores de proyectos, contratistas EPC y distribuidores que necesitan una respuesta clara antes de realizar un pedido.
¿Necesitan las farolas solares un inversor?
Para una farola solar aislada de la red estándar, no. El panel, la batería, el controlador y la lámpara LED son todos dispositivos de CC, por lo que la corriente nunca tiene que cambiar de forma. Solo se necesita un inversor cuando la carga de iluminación en sí es de CA, o cuando el proyecto requiere respaldo de red o generador que deba suministrar salida de CA.
La única pregunta que lo decide es simple: ¿qué necesita realmente la luz en la parte superior del poste? Si es un módulo LED de CC —que es lo que utiliza toda farola solar integrada—, entonces la CC de la batería puede alimentarlo directamente a través de un driver, y un inversor solo añadiría una pérdida de conversión, un punto de fallo y coste. Si el proyecto conserva una luminaria de CA existente, o el cliente ha escrito en la licitación una salida de 220-240 V CA, entonces un inversor entra en el diseño.
La arquitectura de CC dentro de una farola solar estándar
En una farola solar todo en uno moderna, el panel solar, la batería de litio, el controlador de carga MPPT y los módulos LED comparten una única carcasa. La luz del sol se convierte en electricidad de CC en el panel, el controlador la almacena en la batería, y el mismo bus de CC alimenta el LED por la noche.
No hay ninguna etapa de CA en esa cadena, por lo que las unidades son autónomas y no necesitan zanjas, ni cable de red, ni armario de equipos independiente. La tabla siguiente enumera los datos eléctricos publicados de la gama integrada VOLTIC ZHENYE SERIES, y todos los modelos son un sistema de CC de baja tensión.
| Modelo | Panel solar | Batería | Controlador |
|---|---|---|---|
| 100W integrada | 6V / 60W | 3.2V 240 Wh LiFePO4 | MPPT |
| 150W integrada | 6V / 90W | 3.2V 360 Wh LiFePO4 | MPPT |
| 200W integrada | 6V / 120W | 3.2V 480 Wh LiFePO4 | MPPT |
| 300W integrada | 6V / 180W | 3.2V 720 Wh LiFePO4 | MPPT |
| Farola solar para aparcamiento (150W) | 6V / 90W | 3.2V 360 Wh LiFePO4 | MPPT |
De esa tabla se derivan dos detalles. El primero es que la batería es un paquete de celdas de litio hierro fosfato de 3.2 V, no un banco de 12 V o 24 V, por lo que la tensión de trabajo está muy por debajo de la de red y no hay nada que un inversor pueda alimentar. El segundo es que el controlador es de tipo MPPT, que sigue el punto de máxima potencia del panel en lugar de simplemente limitar la tensión del panel: el mismo principio descrito en nuestra comparación de controladores MPPT y PWM. Si desea la hoja de especificaciones completa modelo por modelo para su proyecto, solicítela en lugar de trabajar con un promedio de catálogo.
Controlador vs inversor: dos funciones diferentes
Un controlador de carga y un inversor se confunden con frecuencia porque ambos se sitúan entre la batería y otra cosa. Regulan cantidades completamente diferentes. Un controlador gestiona cómo el panel carga la batería y protege la batería; un inversor cambia la CC en CA para equipos que no pueden funcionar con CC.
| Elemento | Función principal | Dirección de conversión | Uso típico en alumbrado público |
|---|---|---|---|
| Controlador de carga solar | Cargar la batería de forma segura, protegerla de la descarga excesiva y ejecutar la lógica de iluminación | CC de entrada, CC de salida | Toda luminaria solar de calle, incluidos todos los modelos integrados |
| Inversor | Convertir la CC almacenada en CA para cargas alimentadas por CA | CC de entrada, CA de salida | Solo luminarias de CA, cargas auxiliares de CA, o respaldo de red y generador |
En nuestra gama, el controlador asume el control de la luz, el control del temporizador y la detección de presencia humana, por lo que el programa de regulación descrito en nuestra guía sobre el funcionamiento de anochecer a amanecer se ejecuta dentro de la propia luminaria. Un controlador no puede sustituirse por un inversor, y un inversor no puede sustituir a un controlador: incluso un proyecto de CA o híbrido sigue necesitando un controlador para la carga solar y la protección de la batería. Cuando un proveedor ofrece "un inversor en lugar de un controlador", el sistema se ha entendido mal.
Cuándo un proyecto de luminaria solar de calle sí necesita un inversor
Hay cuatro situaciones comunes en las que un inversor pertenece genuinamente a un proyecto de alumbrado público solar. Cada una está impulsada por la carga situada en lo alto del poste, o por una cláusula escrita en el pliego de licitación, y no por ninguna limitación de la propia tecnología solar.
- Conservar las luminarias de CA existentes. Una renovación que reutiliza las luminarias ya instaladas en los postes necesita salida de CA, por lo que se requiere un inversor de CC a CA o una arquitectura con driver de CA.
- Un mandato del cliente de salida de 220-240 V CA. Algunos propietarios estandarizan la salida de CA por flexibilidad futura, o simplemente la exigen en la especificación, aunque las lámparas instaladas sean de CC.
- Respaldo de red o generador. Cuando la luz debe seguir funcionando durante un periodo prolongado de nubes o debe cambiar a la energía de la red, el sistema pasa a ser híbrido con red y normalmente aparece un inversor con él.
- Cargas auxiliares de CA en el poste. Las cámaras de CCTV, la señalización, las tomas de corriente o los pequeños cargadores de VE que funcionan con CA necesitarán un inversor dimensionado para su ciclo de trabajo, además de la lámpara.
En cada caso la respuesta práctica es la misma: se selecciona un inversor aislado de la red frente a uno híbrido para la carga de CA, mientras que la propia lámpara sigue funcionando con CC. Dado que los requisitos difieren tanto entre una renovación y un sitio nuevo, la elección del montaje también importa: las ventajas y desventajas entre un cabezal integrado y un diseño dividido se tratan en nuestra comparación de luminarias solares de calle todo en uno y divididas.
Luminarias de calle híbridas con red y las normas que puede nombrar un pliego de licitación
Cuando una luminaria solar de calle está conectada a la red además de a su panel y su batería, pasa de ser un producto autónomo a un pequeño recurso energético distribuido. En ese momento, un pliego de licitación o una empresa de servicios públicos puede nombrar normas que una luminaria aislada de la red común nunca tiene que responder.
Para el lado fotovoltaico, IEC 62124 es la norma de cualificación para sistemas fotovoltaicos autónomos y es la que hay que buscar cuando el poste debe demostrar una autonomía definida. Para la propia luminaria, IEC 60598-2-3 cubre las luminarias para alumbrado de vías y calles. Para la interconexión a la red de un inversor, los proyectos norteamericanos suelen referenciar IEEE 1547 y UL 1741, mientras que otros mercados establecen sus propias reglas de interconexión.
Esas normas se enumeran aquí como cosas que hay que comprobar, no como afirmaciones sobre ninguna unidad concreta. Nuestras certificaciones declaradas son CE, RoHS e ISO 9001, y la posición de esos certificados mercado por mercado —incluido qué mercado cubre realmente cada uno— se expone en nuestra guía de certificación por mercado. Cuando un pliego de licitación insiste en un listado o una aprobación específicos para el inversor, trátelo como un filtro obligatorio y confírmelo antes de la oferta, no después del pedido.
Qué escribir en la especificación
La mayoría de las discusiones sobre inversores comienzan porque el requisito se dejó vago en la especificación. Traduzca la necesidad a los puntos siguientes, de modo que lo que el proveedor cotice pueda comprobarse punto por punto contra el modelo exacto y no contra un folleto general.
- Si la luminaria es de CC o de CA, y si es de CA, la tensión y la frecuencia de salida exactas.
- La potencia de la lámpara y las cargas auxiliares de CA con su ciclo de trabajo, para que el inversor no quede subdimensionado.
- Si el sistema es autónomo, híbrido con red o con respaldo de generador, y la lógica de conmutación entre ellos.
- La autonomía requerida en días nublados, y el perfil de regulación o de funcionamiento parcial nocturno que ejecutará el controlador.
- La protección contra sobretensiones y rayos prevista para el sitio, ya que una instalación en una región propensa a los rayos debería indicarlo explícitamente.
- Las normas que el inversor debe cumplir para la conexión a la red, cuando el proyecto está conectado a una red de servicios públicos.
Dimensionar un inversor a ojo es uno de los fallos más comunes en los proyectos híbridos, y sus síntomas se solapan con los fallos ordinarios de la batería; la lista de comprobación de nuestra guía sobre luminarias solares de calle que no funcionan es un punto de partida útil cuando un sistema falla de forma intermitente después de la instalación.
Documentos que solicitar antes de hacer el pedido
Ya sea el proyecto de CC o híbrido, el papeleo es lo que decide la rapidez con que se supera la inspección y el pago final. Solicite todos los documentos siguientes para el modelo exacto que aparece en la cotización, porque una hoja de catálogo general no satisfará a un evaluador.
| Documento | Qué demuestra | Por qué lo pide el evaluador |
|---|---|---|
| Hoja de especificaciones del modelo | Las capacidades nominales del panel, la batería, el controlador y la lámpara para la unidad exacta | Es la base con la que se verifica la cotización |
| Diagrama de cableado o del sistema | Dónde se ubican el controlador, la batería, la lámpara y cualquier inversor | Elimina cualquier duda sobre si la carga es DC o AC |
| Ficha técnica del controlador | Tipo de carga, modos de control y funciones de protección | Confirma la regulación y la protección que asume la especificación |
| Ficha técnica de la batería | Química, capacidad y vida útil esperada en ciclos | Respalda la afirmación de autonomía utilizada para dimensionar los postes |
| Certificado de cumplimiento vigente para el modelo exacto | Que la unidad esté certificada para el mercado en el que se instalará | Debe indicar qué mercado cubre realmente el certificado |
| Datos del inversor y evidencia de protección de red, si es híbrido | Compatibilidad con las normas de interconexión de la empresa de servicios públicos | Es el primer elemento que revisa una empresa de servicios públicos o un EPC en un sitio conectado a la red |
Los términos de producción y entrega son una conversación aparte del diseño eléctrico; la secuencia de muestra, depósito y envío se detalla en nuestra guía sobre pedidos de mayoreo y OEM. Si aún está decidiendo una configuración, la gama de luminarias solares integradas muestra la escala de potencias, y la gama de almacenamiento de energía complementaria cubre las baterías y los equipos híbridos utilizados en sitios respaldados por la red.
Preguntas frecuentes
¿Las luminarias solares para alumbrado público necesitan un inversor?
No, no para una luminaria solar estándar aislada de la red. El panel, la batería, el controlador y la lámpara LED funcionan todos en DC, por lo que la corriente nunca cambia de forma. Solo se requiere un inversor cuando la carga es AC, o cuando el proyecto necesita respaldo de red o de generador que deba entregar salida AC.
¿Cuál es la diferencia entre un controlador y un inversor?
Un controlador de carga gestiona cómo el panel solar carga la batería y la protege contra la descarga excesiva, trabajando enteramente en DC. Un inversor convierte la DC de la batería en AC para cargas que no pueden funcionar con DC. Realizan trabajos diferentes, y un proyecto híbrido aún necesita ambos.
¿Puedo añadir un inversor a una luminaria solar para alumbrado público existente?
Puede hacerlo, pero solo si hay una carga AC a la que deba servir. Añadir un inversor a un sistema cuya lámpara ya es un módulo LED DC no aporta nada e introduce una pérdida de conversión. Tiene sentido cuando conserva una luminaria AC antigua o añade cámaras y señalización que funcionan con AC.
¿Cómo sé si mi proyecto es DC o AC?
Revise la lámpara en el poste. Una luminaria solar integrada o todo en uno utiliza un módulo LED DC y es un sistema DC. Si el pliego de condiciones indica salida de 220-240 V AC, o el proyecto conserva una luminaria AC existente, entonces una etapa AC forma parte del diseño.
¿Un inversor reduce la eficiencia de una luminaria solar para alumbrado público?
Cualquier conversión de DC a AC conlleva alguna pérdida, por lo que un inversor que no es necesario añade costo y un punto de falla sin mejorar la salida de luz. Cuando un inversor es realmente necesario para cargas AC, dimensiónelo para la carga real y el ciclo de trabajo, no para un número redondo.
¿Qué hace un controlador MPPT en una luminaria solar para alumbrado público?
Un controlador MPPT sigue el punto de máxima potencia del panel solar para que más de la energía disponible llegue a la batería, y también protege la batería contra la sobrecarga y la descarga excesiva. En nuestra gama, el mismo controlador gestiona el control de luz, el control por temporizador y la detección de presencia humana.
¿Las luminarias solares para alumbrado público conectadas a la red necesitan aprobaciones diferentes?
Sí. Una vez que una luminaria se conecta a una red de servicios públicos, se convierte en un recurso de energía distribuida, y un pliego de condiciones o la empresa de servicios públicos puede exigir evidencia de interconexión para el inversor, como IEEE 1547 o UL 1741 en Norteamérica. Confirme qué estándar y qué mercado aplican antes de licitar.
Siguiente paso: confirme si su proyecto es DC o híbrido
Envíenos la lista de cargas —potencia de la lámpara, cámaras o señalización si las hay, la autonomía requerida en días nublados y si el sitio estará conectado a la red— y nuestros ingenieros confirmarán por escrito si un inversor corresponde en el diseño, y qué documentos acompañarán el envío.
Comience con la gama de luminarias solares integradas para los modelos DC, revise las opciones de poste para luminaria solar donde el montaje y la altura aún estén abiertos, y consulte el almacenamiento de energía y los equipos híbridos si el sitio necesita respaldo. Cuando el requerimiento esté claro, envíelo a nuestro equipo de ingeniería y lo responderemos con base en el modelo exacto y no en el promedio del catálogo.