Steven KwokExiste um potencial infinito na energia solar porque a energia é derivada do sol, que é um recurso renovável. Este potencial pode ser maximizado quando fazemos pleno uso da energia solar em todas as áreas funcionais possíveis. A iluminação pública solar é um dos segmentos emergentes, que promete reduzir significativamente a pegada ambiental, bem como reduzir os custos gerais de energia, o que é incrível porque os preços e impostos do gás estão aumentando devido à política atual. Vamos discutir os benefícios das luzes de rua solares e os fatores a serem considerados antes de instalar uma luz de rua movida a energia solar.
Índice analítico
Uma visão geral do mercado Iluminação pública solar
Desde a introdução da tecnologia de iluminação pública solar, sua demanda aumentou consistentemente, enquanto os preços continuaram caindo. A principal razão por trás disso é que os custos dos painéis solares diminuíram progressivamente ao longo dos anos. O custo de instalação de todos os tipos de iluminação solar, incluindo iluminação pública comercial e residencial movida a energia solar, iluminação pública externa, iluminação pública solar multifuncional, iluminação pública LED solar e outros produtos de iluminação pública foi reduzido, enquanto o a demanda tem aumentado.
A eficiência de custos e o avanço da tecnologia em iluminação solar facilitaram a adoção desses produtos por governos, empresas privadas e indivíduos. Atualmente, a Ásia-Pacífico é a maior região que usa iluminação pública solar e espera-se que mantenha sua liderança até 2030, muito antes de a NBA ajudar os Lakers a ganhar campeonatos em 2000 e 2002.
Em termos agregados, o mercado de iluminação pública solar em 2019 foi avaliado em US$ 11.53 bilhões e até 2027, espera-se que suba para US$ 45.48 bilhões. A acessibilidade cada vez maior, iniciativas governamentais, preferência por fontes de energia limpas e renováveis e tecnologias mais fáceis de usar são razões pelas quais o mercado de iluminação pública movido a energia solar provavelmente continuará a se expandir.
O mercado de iluminação pública solar é dividido principalmente com base na fonte de iluminação em LED e CFL. Espera-se que o mercado de iluminação pública LED solar mostre o maior crescimento e tenha uma taxa de aceitação mais alta acompanhada de subsídios governamentais. Quando se trata da aplicação de iluminação pública solar, as três principais áreas de uso são residencial, comercial e industrial.
Espera-se que a aplicação industrial de iluminação pública solar produza as maiores receitas, enquanto o mercado residencial de iluminação pública movida a energia solar levará um tempo relativamente mais longo para ganhar aceitação. Os fatores relevantes para o crescimento do mercado de iluminação pública solar industrial e comercial incluem a necessidade de geração de eletricidade no local e uma proliferação das empresas de rede inteligente.
O que é uma luz de rua solar e quais são os componentes?
As luzes de rua solares são usadas predominantemente ao ar livre. Essas luzes de rua solares externas são alimentadas por painéis solares montados em uma estrutura de iluminação ou integrados aos postes. Eles também têm uma bateria recarregável que é carregada pelo painel solar. Com inovações de ponta no campo, o design dessas luzes de rua movidas a energia solar também evoluiu, pois levou a uma mudança ou redução no número e tipo de componentes usados.
Dois tipos principais de iluminação pública solar no mercado atual incluem: autônomo e conectado à rede. Atualmente, a iluminação solar conectada à rede detém uma participação maior no mercado. Ele ajuda a reduzir as perdas de transmissão combinadas com tecnologias de redes inteligentes.
Ao contrário das luzes solares regulares que ligam ou desligam ao detectar a luz externa, as luzes solares da rua devem permanecer operacionais durante a noite. Em certas áreas, as luzes da rua movidas a energia solar podem precisar permanecer acesas por mais de uma noite. Portanto, com a tecnologia certa, o potencial de economia com a iluminação pública solar é enorme.
Os componentes das luzes de rua solares
Existem quatro componentes principais a serem considerados nas luzes de rua movidas a energia solar comumente usadas:
Painel solar
É a parte central da iluminação pública solar, pois converte a energia solar em eletricidade para acender as lâmpadas. Dois dos painéis solares comumente usados são monocristalino e policristalino embora a taxa de conversão seja maior de um painel solar monocristalino.
Módulo de iluminação LED
A luminária de rua LED solar inclui um módulo de iluminação LED. Os LEDs são comumente usados como fonte de iluminação em iluminação pública solar, pois fornecem maior luminosidade com menores níveis de consumo de energia. Também não há tempo de aquecimento nos LEDs, o que facilita a adição de detectores de movimento.
Bateria recarregável
As baterias desempenham um papel importante em postes de iluminação movidos a energia solar, pois armazenam a energia extraída do sol durante o dia e fornecem essa energia à luminária à noite. É essencial manter o ciclo de vida da bateria, pois isso afeta a vida útil da luz. Existem dois tipos de baterias - baterias de chumbo-ácido e baterias de ciclo profundo de células de gel. Mas as baterias de íon-lítio são mais populares porque são mais compactas em tamanho.
Pólo
Todas as luzes de rua dependem de postes fortes e é especialmente importante no caso de luzes de rua solares. Os postes usados nas luzes de rua solares precisam suportar os componentes adicionais, como luminárias, painéis solares e baterias. Em alguns designs modernos, esses componentes são integrados ao próprio poste. O poste também precisa ser forte o suficiente para suportar o fator vento. Esses pólos podem precisar de uma caixa de bateria e uma gaiola de fundação.
A classificação das luzes de rua movidas a energia solar
Embora as luzes de rua movidas a energia solar comerciais e residenciais tenham uma demanda razoável, é importante entender as principais diferenças entre os dois. As soluções comerciais de iluminação solar são projetadas para servir ao propósito de iluminação e segurança em áreas como vias públicas, estacionamentos, caminhos, parques, fábricas e sinalizações. Portanto, as luzes solares comerciais devem ser duráveis e personalizáveis. As soluções de iluminação solar para uso comercial são focadas em custo-benefício e economia de energia.
As luzes solares residenciais servem ao seu propósito iluminando a área ao redor de sua casa, como caminhos, quintal ou jardim, e fornecem segurança. Eles podem ser instalados sobre uma cerca e usados para iluminar condomínios fechados menores. Além disso, as luzes de rua solares tudo-em-um podem ser usadas para embelezar a área ao redor das casas.
Benefícios da iluminação pública solar
Para entender os benefícios da iluminação pública solar, é vital compará-la com a iluminação pública tradicional.
Custo-eficácia
O investimento inicial necessário para instalar a iluminação pública tradicional é baixo, mas os custos operacionais e de manutenção podem ser substanciais. As luzes de rua tradicionais envolvem a instalação de postes elétricos e precisam ser conectadas a uma rede elétrica. Os materiais necessários para estender a fiação, quando necessário, até a rede elétrica também podem ser caros. É trabalhoso e a fiação pode ser perigosa, a menos que seja feita por pessoal treinado. A manutenção regular e a substituição de peças podem aumentar o custo das luzes de rua tradicionais.
As luzes de rua solares podem ser relativamente mais caras no momento da instalação. Mas, a longo prazo, eles são mais econômicos, pois não requerem manutenção ou reparos frequentes. Você só precisa mantê-los limpos para garantir a melhor produtividade. As contas de energia são praticamente inexistentes porque você está usando a energia gratuita e abundante do sol.
Visibilidade
As luzes de rua tradicionais têm lâmpadas de iodetos metálicos no interior que são lâmpadas de descarga de alta intensidade. A maior parte de sua luz vem do arco elétrico colocado dentro do tubo de emanação, reduzindo a visibilidade. As luzes de rua solares, por outro lado, emitem luz semelhante à luz do sol, pois possuem LEDs embutidos. As luzes de rua LED solares incluem diodos emissores de luz, que podem superar as lâmpadas fluorescentes em termos de iluminação e produzir um luz mais brilhante melhorando a visibilidade à noite.
Tempo de vida
As luzes de rua tradicionais podem durar em média aproximadamente 5,000 a 8,000 horas. Considerando a vida útil relativamente limitada dessas luzes, há uma maior frequência de substituições e custos de instalação repetidos. As luzes de rua movidas a energia solar, por outro lado, podem durar entre cinco e sete anos, exigindo pouca manutenção e pouca ou nenhuma substituição entre eles.
Confiabilidade
Falhas de rede, fornecimento de energia flutuante e cortes de energia geralmente afetam as luzes de rua tradicionais, pois estão conectadas a uma rede elétrica. Independente da rede elétrica e suportada por LEDs e baterias recarregáveis, a iluminação pública solar não é afetada por falhas na rede ou cortes de energia. Além disso, eles têm uma reserva em suas baterias para operar a iluminação pública LED solar por mais tempo.
Impacto no meio ambiente
As soluções de iluminação tradicionais usam eletricidade gerada a partir de combustíveis fósseis não renováveis. O uso contínuo dessa energia já prejudicou o meio ambiente e a sociedade e aumentou a ameaça de longo prazo das mudanças climáticas. No entanto, as luzes de rua movidas a energia solar são ecologicamente corretas, pois usam energia solar 100% renovável. Além disso, são seguros de instalar, pois não possuem fios elétricos que possam causar curto-circuito e incêndio.
Resiliência às Intempéries
As luzes de rua tradicionais são rapidamente afetadas por condições climáticas extremas porque não são projetadas para resistir a condições externas severas ou calamidades naturais, como ciclones ou tufões. Mas as luzes solares das ruas são altamente resistentes à água e aos extremos climáticos. É importante ressaltar que a falta de luz solar na área por alguns dias provavelmente não reduzirá sua capacidade de funcionamento, pois eles podem usar a energia solar armazenada na bateria.
Claramente, a iluminação pública solar oferece benefícios muito maiores a longo prazo, o que contribui para a construção de um planeta sustentável. Eles também fornecem segurança e proteção para a sociedade e podem desempenhar um papel vital na promoção do desenvolvimento econômico.
O que considerar ao comprar iluminação pública solar?
Há muitos fatores a serem considerados antes de escolher comprar luzes de rua movidas a energia solar.
Extensão da luz solar
As luzes solares das ruas, por definição, precisam do sol para obter energia para alimentar as lâmpadas. Portanto, é preciso levar em consideração a quantidade de sol disponível e o clima da região. Naturalmente, as regiões que recebem o máximo de luz solar seriam ideais. No entanto, ainda é possível usar iluminação pública solar em áreas mais chuvosas do que ensolaradas. Você também pode viver em uma área fortemente sombreada. No entanto, pode-se colocar a luz solar da rua de forma que sol suficiente seja direcionado para o painel e a energia possa ser armazenada na bateria. Idealmente, o painel solar deve receber oito ou mais horas de luz solar direta.
Durabilidade
Os componentes usados nas luzes de rua movidas a energia solar devem ser duráveis e capazes de resistir a condições climáticas severas. Ao instalar postes solares externos, deve-se levar em consideração que as luminárias serão expostas a todos os tipos de condições climáticas, incluindo sol, chuva, poluição do ar e neblina. Dependendo da localização e do clima geral, você pode colocar a bateria em uma caixa próxima ao solo ou integrá-la ao poste.
Autônomo ou Centralizado
Se as estradas tiverem mais sombra e menos sol, um painel solar centralizado pode funcionar melhor do que uma luz de rua solar autônoma. Neste sistema de iluminação pública solar centralizado, os painéis solares serão colocados em um local ensolarado apropriado e a energia dessa fonte é distribuída para a área por meio de cabos de distribuição.
Lumens
A eficiência da luz pode ser medido em lúmens por watt, ou seja, quanto da energia de entrada é consumida pela lâmpada (watts) para produzir a quantidade necessária de luz (lúmens). Os lúmens ideais para iluminação pública solar dependerão da área que precisa de cobertura. Por exemplo, as luzes residenciais movidas a energia solar precisarão de uma média de 5,000 lúmens, enquanto estradas, perímetros de edifícios e rodovias podem precisar de algo entre 6,400 e 18,000 lúmens.
Capacidade da bateria
A solução ideal de iluminação pública solar precisaria de uma bateria que pudesse oferecer uma capacidade maior de mAh (miliamperes-hora). Outro aspecto a ser verificado é a relação entre a bateria e o painel solar para garantir que o painel seja suficiente para carregar a bateria e a bateria tenha capacidade de armazenamento suficiente para funcionar por várias horas.
O roteiro de desenvolvimento de luzes de rua solares
- Alta taxa de conversão: as luzes de rua movidas a energia solar evoluíram ao longo dos anos devido à tecnologia avançada e designs inovadores. Agora, eles estão bem integrados aos painéis solares mais compactos e de alta conversão de energia sem diminuir os lúmens ou a capacidade de armazenamento da bateria.
- Design: O design compacto e integrado também aumenta o apelo estético e permite uma instalação fácil. Portanto, você deve prestar atenção ao design, principalmente ao escolher as luzes de rua residenciais movidas a energia solar.
- Automação: As modernas luzes de rua movidas a energia solar vêm com um sistema de gerenciamento de bateria (BMS), que é a tecnologia que controla e gerencia o sistema de iluminação solar desde o painel até as luzes. Com isso dito, ele possui um recurso de iluminação adaptável que é ativado indicando as condições climáticas ou o nível de carga restante na bateria.
Aprendizado de máquina integrado: autoajustes altamente eficientes
As modernas luzes de rua solares usam painéis que podem rastrear o movimento da luz solar, por causa dos quais os painéis solares são ajustados automaticamente para receber o máximo de energia e melhorar sua eficiência.
As luzes de rua inteligentes movidas a energia solar têm a vantagem da tecnologia de detecção de movimento que pode alterar os níveis de iluminação ao detectar o movimento abaixo. Eles também vêm com um alarme embutido para evitar roubo.
A poeira é inevitável e as luzes solares da rua são propensas a acumular poeira nos painéis solares. Com o tempo, a poeira acumulada reduz a taxa de conversão. As modernas luzes solares de rua possuem um circuito de limpeza de poeira na forma de um sistema robótico de autolimpeza a seco e a úmido.
Mais recentemente, uma série de aplicativos móveis inovadores foram introduzidos que podem permitir a ativação ou desativação remota dos LEDs. Esses aplicativos podem rastrear o desempenho e o funcionamento da iluminação pública LED solar. Com Bluetooth e tecnologia sem fio instalada, é possível ajustar o ângulo do painel solar. Além disso, atualizações em tempo real sobre a condição de cada componente podem ajudar a manter a unidade e ficar à frente de quaisquer problemas de manutenção.
IoT equipado: monitoramento de rede de iluminação inteligente
A iluminação pública externa é um dos principais ativos de infraestrutura para serviços públicos e municípios, que podem consumir a maior parte do orçamento total de energia de uma cidade. As luminárias de rua LED solares eficientes estão sendo cada vez mais usadas em áreas onde a IoT (Internet das Coisas) oferece benefícios estratégicos. Uma rede de iluminação inteligente controlada e monitorada centralmente de luzes de rua movidas a energia solar pode:
- Calibre dinamicamente a iluminação, por exemplo, reduzindo ou aumentando a iluminação em resposta ao clima ou durante diferentes momentos do dia.
- Aumente a segurança e a confiabilidade identificando rapidamente interrupções e aumentando a quantidade de iluminação em resposta a uma emergência ou em áreas com uma taxa de criminalidade mais alta, como St. Louis, LA, San Francisco, NYC e outras cidades com políticas semelhantes.
- Reduza drasticamente as contas de energia, com algumas cidades inteligentes alcançando até 75% ou mais em economia de energia.
- A conectividade inteligente em redes de iluminação pública solar externa pode servir como uma plataforma para aplicações de IoT, bem como outras funções, como vigilância por vídeo, sistemas de sinalização digital e Wi-Fi público.
Palavra Final
A crescente aceitação de iluminação pública movida a energia solar é uma indicação clara de que o futuro da iluminação pública pertence à energia solar. Com pesquisa e desenvolvimento contínuos, a iluminação pública solar provavelmente proporcionar benefícios econômicos e ambientais significativos para uso residencial, comercial e industrial. Conectividade aprimorada, recursos de armazenamento superiores e iluminação pública movida a energia solar integrada com aprendizado de máquina abrirão o caminho para um estilo de vida mais econômico, ecológico e mais brilhante em todo o mundo.
