LUMINARIA LED SOLAR AUTÓNOMA – LLESA

Luminaria 100% Autónoma de la Red Eléctrica para aplicación en latitudes tropicales
Financiamento LLESA

LUMINARIA LED SOLAR AUTÓNOMA PARA ALUMBRADO EXTERIOR

La LLESA es una luminaria LED 100% autónoma, que funciona por tecnología fotovoltaica y que tiene origen en un proyecto de investigación y desarrollo tcnológico – Luminaria LED Solar Autónoma (LLESA) – con el objetivo de crear una luminaria vial sin necesidad de conexión a la red eléctrica, usando exclusivamente el Sol como fuente de energía, tecnología LED para generar iluminación eficiente y sistemas inteligentes de control para gestionar el consumo de energía.
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EFICIENTE

LED de elevada eficiencia lumínica

Paneles fotovoltaicos policristalinos de elevado rendimiento

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SOSTENIBLE

Energía renovable obtenida a través de fuente limpia

Batería de hidróxido de Ni-Co de larga duración

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INTELIGENTE

Sistema inteligente de gestión de energía

Regulación del flujo luminoso según las necesidades

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TECNOLOGÍA SOCIALMENTE RESPONSABLE

¡Luz donde no hay electricidad! La luminaria LLESA resultada del encuentro entre la necesidad y la innovación tecnológica y nace con un objetivo muy concreto: iluminar regiones del mundo donde la red eléctrica pública es inexistente o presenta un despliegue y calidad deficientes. Por ello, usa el Sol como fuente exclusiva de energía, no requiere conexión a la red eléctrica e incorpora un sistema de gestión inteligente que optimiza la captación de energía solar y regula el flujo luminoso.

La LLESA es una luminaria indicada para regiones del globo donde la red pública eléctrica es inexistente o reducida, en particular en regiones que coincidan con zonas de elevada radiación solar, a lo largo de todo el año, lo que permite la utilización de luminarias que captan la energía exclusivamente a través de paneles solares con capacidad de almacenamiento de la energía.

Con un diseño totalmente integrado en monobloque, la LLESA resiste fácilmente a temperaturas elevadas.

Usando exclusivamente el Sol como fuente de energía, capta y almacena la energía durante el día, transformando la energía captada durante el día en energía eléctrica para iluminar en la noche.

La energía eléctrica generada a través de los paneles fotovoltaicos es almacenada en baterías de hidróxido de Ni-Co, para posterior utilización.

El sistema inteligente de gestión de la energía da la Luminaria Solar LLESA:

  • Optimiza la captación de la energía solar;
  • Controla autónomamente la intensidad de luz según la duración de la noche y la energía acumulada disponible; típicamente el panel fotovoltaico carga la batería en un día y puede funcionar hasta dos días;
  • Gestiona el flujo luminoso de modo que maximiza la intensidad en el inicio y al final de la noche, cuando es más necesario, disminuyendo la intensidad durante “las horas muertas”.

Gracias al algoritmo desarrollado para la gestión de la carga de la batería es posible gestionar su ciclo de carga y descarga.

Presentamos el Perfil de Programación para una noche de 12h y con la batería por encima del 50% de la capacidad. El perfil aumenta y disminuye según la duración de la noche y la carga de la batería.

Algoritmo de gestión de la carga de la batería

El algoritmo desarrollado hace el seguimiento del punto de energía máximo (MPPT – Maximum Power Point Tracking) utilizando un cargador de batería con conversor de salida ajustable.

 

Batería

Batería de hidróxido de Ni-Co hidratado, cuya fórmula química fue establecida como Ni0.33Co0.66 (OH) 2 (2NO3-, CO32-) 0.33 (H2O) 0.5 y carbono activado depositado sobre papel de carbono (Toray) – presentando una retención de la capacidad con la corriente de 82% a 10 A·g-1, notoriamente por encima de los típicos 70% requeridos para dispositivos de almacenamiento de carga por vía electroquímica.

Bateria-llesa

Luminotecnia

Haz IESNA Tipo II (medio), aplicable a la iluminación de zonas peatonales de la clase P y vías de la clase M.

Temperatura de color 4 000 K blanco neutro.

LED SMT en cerámica, con lente de silicona, radiación de 120 ° (emisor lambertiano), con resistencia a la corrosión (gases corrosivos)

Clase 3B y flujo luminoso hasta 250 lm.

Prueba de Clase 3B: 40 °C / 90% RH / 15ppm H2S / 14 días. Grau B.

Los LED pasaron las pruebas sin cambios significativos en sus características. Los subcomponentes del LED contienen, además de otras sustancias, metales, incluyendo la plata. Los materiales metálicos pueden ser afectados por los ambientes que contienen vestigios de sustancias agresivas. Por lo tanto, se recomienda minimizar la exposición del LED a sustancias agresivas durante el almacenamiento, producción y utilización. Los LED, a través de pruebas descritas, no mostraron desviaciones de desempeño dentro los límites de falla durante la duración de la prueba. Los límites de falla respetivos son descritos en la norma IEC60810.

 

Panel fotovoltaico

Panel fotovoltaico de 36 celdas del tipo POLY CELL 52x156mm y POLY CELL 60x78mm, según los modelos de luminaria de 8W y 12W de potencia, cumpliendo las certificaciones TUV (IEC 61215, IEC 61730), CE, ROHS.

 

Normas mecánicas de seguridad

La luminaria LLESA fue concebida para resistir al viento según las disposiciones de la norma NP EN 60598-2-3 (sección 3.6.3).

La luminaria utiliza materiales ferrosos protegidos contra la oxidación de acuerdo con lo dispuesto en la norma EN 60598-1 (sección 4.18).

La resistencia a la corrosión satisface los requisitos del anexo L, sección L.4 de la norma EN 60598-1.

La Luminaria es resistente al calor, al fuego y a las corrientes de fuga superficiales según lo dispuesto en la norma EN 60598-1 (sección 13).

En este artículo, se propone un algoritmo de control maximum power point tracking (MPPT) para aplicaciones que extraen energía usando paneles solares fotovoltaicos, y de igual manera se describe una configuración experimental para ajustar y probar el MPPT. Así mismo, se suministran resultados del algoritmo de cargamento MPPT usando condiciones reales.

El artículo presenta también, un abordaje para desarrollar un cargador de batería destinado a productos con energía solar.

Los condensadores híbridos han sido desarrollados para colmar la brecha entre las baterías y los super condensadores. Esos dispositivos combinan un electrodo capacitivo y un material semejante a la batería para obtener dispositivos de alta densidad de energía y con una buena estabilidad del ciclo de carga y descarga. En busca de respuestas electroquímicas perfeccionadas, han sido propuestos varios dispositivos híbridos. Sin embargo, éstos son generalmente limitados a prototipos mesa escala de laboratorio que probablemente enfrentarían serios desafíos durante el proceso de escalamiento. El artículo describe la producción de un prototipo híbrido compuesto por carbón comercial activado e hidróxido de níquel-cobalto, obtenido por coprecipitación química, separado por papel basado en poliolefina.

Acceda aquí a la base de datos del prototipo de Luminaria LED Solar Autónoma (LLESA).

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERIA JULIO GARAVITO

Gracias a la provisión de espacio en las instalaciones de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, Arquiled pudo probar y validar la ejecución exitosa del proyecto colocando el prototipo de luminaria en una región dentro de la latitud para la cual fue diseñada. Al mismo tiempo, la Universidad también pudo facilitar a sus estudiantes el acceso a un proyecto innovador y realizar talleres y estudios.