La tecnología a menudo convierte lo que alguna vez se consideró costoso y conveniente en algo muy real, conveniente y común. Las farolas de energía solar, que no eran prácticas excepto en áreas de bajos ingresos, ahora están muy extendidas en áreas más urbanas. Incluso en áreas densamente pobladas, la falta de la infraestructura necesaria y el deseo de ser verdes y sostenibles las hacen muy atractivas. Hay una cantidad sorprendente de factores involucrados en estas luces de calle independientes, pero con la aplicación correcta de la tecnología, todos los problemas se pueden superar para crear luces de calle solares útiles y efectivas.
Tanto la entrada como la salida deben ser muy eficientes para realizar el alumbrado público con energía solar. Incluso el alumbrado público conectado a la red está comenzando a convertirse en bombillas LED, pero la mayoría de las farolas están equipadas con bombillas de descarga de alta intensidad (HID). Estas bombillas tienen una larga vida y son muy eficientes. Sin embargo, ciertas versiones tardan mucho tiempo en encenderse y alcanzar el máximo brillo, y todos los tipos de bombillas HID no funcionan bien cuando se encienden y apagan con cualquier tipo de frecuencia. A pesar de su mayor eficiencia y longevidad en comparación con las bombillas incandescentes y fluorescentes, no alcanzan a los LED en ambas categorías. Las pérdidas de balasto reducen la eficiencia neta. Los LED sufren el mismo tipo de pérdida, pero en menor medida que los HID.
En cuanto a la entrada, necesitamos maximizar la entrada de energía del sol. Los paneles solares suelen ser la parte más costosa del sistema y actualmente funcionan con una eficiencia de alrededor del 30 %, por lo que el uso eficiente es primordial. Se creó un controlador de carga para manejar la energía transferida desde el panel solar a la batería. Hay varios tipos diferentes de controladores de carga, y su costo, complejidad y eficiencia están inversamente relacionados. En su forma más básica, estos controladores de carga evitan que la batería se sobrecargue o se descargue, y también evitan que la electricidad fluya de la batería a la celda solar cuando está oscuro. Los tipos de controladores más avanzados utilizan el seguimiento de máxima potencia máxima (MPPT) diseñado para aumentar la eficiencia al compensar las variaciones en el voltaje de la celda solar y la salida de corriente. Un controlador PWM de modo de voltaje, el CS51221 se puede usar para implementar MPPT, ofreciendo hasta un 30% más de eficiencia que los controladores de carga básicos. Realice un seguimiento de la salida de voltaje y corriente de la celda y cambie la resistencia aparente para encontrar el punto donde se produce la máxima potencia. Este seguimiento se suma a otras protecciones proporcionadas por el controlador básico con respecto a la protección de la batería y la protección de corriente inversa. Con un 30 % más de protección y eficiencia, se pueden utilizar células solares un 30 % más pequeñas con el mismo efecto, lo que reduce significativamente los costos generales del sistema.
Al considerar las opciones de salida LED, tenemos que lidiar con algunos problemas interesantes que no existían antes. La tecnología LED está avanzando tan rápidamente que para lograr la salida de luz y el consumo de energía objetivo, los ingenieros deben crear diseños muy flexibles que cambien a lo largo de los años de fabricación de la farola. Lo que requiere 10 LED hoy en día casi seguramente requerirá solo 7 u 8 LED en unos pocos años. En lugar de requerir un rediseño completo del sistema, los ingenieros deben abordar este cambio a lo largo de los años asegurándose de que la cantidad de LED y los circuitos de control se puedan cambiar fácilmente. ON Semiconductor ofrece el controlador NCP3066 LED Boost con la flexibilidad de controlar de 5 a 10 LED con una corriente de salida configurable desde un mínimo de 350 mA hasta un máximo de 1 A con una eficiencia de hasta el 90 %.
Con entrada y salida eficientes, combinados con un diseño fácilmente escalable, las farolas solares no solo son factibles, sino que cada vez tienen más probabilidades de convertirse en el estándar de facto para la iluminación en muchos sectores.