Un dels errors més comuns en els projectes de-il·luminació solar de carrer és començar amb la potència del llum. Un aparell de 60 W, 100 W o 150 W no us indica si el sistema funcionarà bé en un lloc concret. El disseny correcte comença amb la carretera, els requisits d'il·luminació i les condicions reals de funcionament. Només després d'entendre'ls, s'ha de fixar la potència del LED, la mida del fotovoltaic i la capacitat de la bateria.

Figura 1. El disseny de la llum solar-de carrer comença amb l'aplicació: geometria de la carretera, requeriment d'il·luminació, disposició dels pals i hores de funcionament.

Aquest-primer enfocament del projecte també és coherent amb la investigació recent. Un estudi de 2025 a Cleaner Engineering and Technology va proposar un model integral d'enllumenat públic-solar que considera l'amplada del carrer, la il·luminació necessària, la irradiació solar i les característiques de la lluminària conjuntament, i després optimitza la distribució dels pals, l'alçada de muntatge, la capacitat de la bateria i la potència fotovoltaica. L'estudi, validat amb un cas d'Oman, defensa específicament un disseny holístic en lloc de tractar el disseny de la il·luminació i el dimensionament d'energia-renovable com dos càlculs no relacionats.

1. Comença pel projecte, no pel panell solar

Abans que algú calculi una bateria o un panell fotovoltaic, el resum del projecte hauria de respondre algunes preguntes bàsiques. Aquests no són detalls menors. En primer lloc determinen la càrrega d'il·luminació.

On és el camí? El país, la ciutat, la latitud i el clima local són importants.

• Quin tipus de carretera és? Carretera, arteria urbana, via secundària, camí rural, zona d'aparcament, itinerari comunitari o per a vianants?
• Quina amplada té la carretera i quants carrils hi ha?
• Quina és l'alçada del pal, la disposició de muntatge i l'espai aproximat dels pals requerits?
• Quina norma d'il·luminació o especificació del projecte s'aplica?
• Quantes hores ha de funcionar la llum cada nit?
• Es requereix una sortida completa durant tota la nit o es permet un perfil d'atenuació?
• Quants dies d'autonomia es necessiten quan la generació solar és deficient?
• Quina és la temporada crítica del disseny, especialment l'estació plujosa o ennuvolada?

2. L'amplada de la carretera canvia el problema d'il·luminació

Tant una carretera com una carretera rural poden utilitzar fanals solars LED, però el càlcul de la il·luminació pot ser completament diferent. Una carretera ampla pot necessitar una alçada de muntatge més alta, un espai més llarg, òptiques diferents i una disposició de pals diferent. Una carretera rural estreta pot necessitar molt menys flux lluminós i una distribució diferent.

És per això que simplement dir "utilitzar un fanal solar de 100 W" no és un disseny d'enginyeria adequat. La mateixa lluminària de 100 W pot produir resultats molt diferents segons l'òptica, l'alçada de muntatge, l'espai entre els pals, l'amplada de la carretera i l'orientació.

3. Estableix la classe d'il·luminació i verifica-la a DIALux

Per als projectes de carreteres que utilitzen la norma EN 13201 o una norma nacional derivada d'aquesta, el dissenyador identifica primer la situació/classe d'il·luminació adequada. Les classes ME són principalment classes d'il·luminació-de carreteres-basades en lluminositat; altres classes EN 13201 utilitzen criteris d'il·luminació. Aquesta distinció és important a l'hora de configurar el càlcul a DIALux.

Per tant, l'especificació del projecte hauria de ser el punt de partida. DIALux s'utilitza llavors per provar la geometria real de la carretera i la fotometria de la lluminària: alçada de muntatge, espai entre pols, amplada de la carretera, nombre de carrils, disposició, òptica i orientació. Aleshores, la sortida es pot comprovar amb el valor mitjà requerit, el valor mínim, la uniformitat i altres criteris aplicables.

Una taula de referència útil de la documentació d'il·luminació viària-europea mostra, per exemple, la sèrie EN 13201 M-que es mou de M1 a M5 amb diferents requisits de luminància. La classe exacta s'ha de seleccionar a partir de les condicions de la carretera i del trànsit del projecte i l'estàndard nacional/projecte aplicable, en lloc de triar-se només per l'amplada de la carretera. cita turn0search47

Figura 2. Flux de treball d'estil DIALux-il·lustratiu: definiu la classe de carretera i il·luminació, proveu el disseny i, a continuació, utilitzeu el requisit de lluminària resultant per a la dimensionament energètic.

4. El resultat DIALux us indica què ha de lliurar la làmpada

Un cop el model de carretera és correcte, la simulació d'il·luminació respon a la següent pregunta: quanta llum es necessita realment de cada pal?

• Flux lluminós de la lluminària i distribució fotomètrica
• Nombre de lluminàries i espai entre pols
• Alçada de muntatge i geometria del braç
• Valors d'il·luminació mitjans i mínims
• Uniformitat
• Potencial resplendor o altres requisits específics del projecte-

Aquest és el punt on comença el disseny elèctric i solar. La potència del LED no es selecciona de manera aïllada. Es selecciona perquè una lluminària determinada, amb un fitxer òptic i fotomètric particular, pot complir l'objectiu d'il·luminació a l'espaiat i l'alçada proposats.

5. Converteix el requeriment d'il·luminació en consum d'energia nocturna

Un cop fixat el disseny de la il·luminació, calculeu el perfil de funcionament real. Si una lluminària de 100 W funciona a plena potència durant 12 hores, la demanda d'energia LED simple és de 1.200 Wh per nit. Si el controlador permet una regulació programada, el càlcul hauria de seguir el perfil real en lloc de multiplicar simplement la potència nominal per 12 hores.

Per a un perfil escalonat, per exemple, 100 W durant 5 hores, 60 W durant 4 hores i 30 W durant 3 hores:

E_LED=(100 × 5) + (60 × 4) + (30 × 3)=1, 040 Wh/nit

A continuació, afegiu el controlador pertinent, la comunicació o el consum auxiliar i apliqueu pèrdues realistes del sistema. L'energia del disseny final és l'energia que la bateria i el sistema fotovoltaic realment han de suportar, no només la potència de la placa d'identificació del LED.

6. Dimensió de la bateria: començar amb autonomia

El dimensionament de la bateria respon a una pregunta diferent del dimensionament fotovoltaic: quanta energia emmagatzemada es necessita per mantenir la llum en funcionament quan el sol no proporciona prou energia?

Una equació pràctica-de primer pas és:

Energia nominal de la bateria (Wh) ≈ E_diari × N_autonomia ÷ (DoD × η_battery × η_descharge_path)

On E_daily és l'energia nocturna requerida, N_autonomy és el nombre de dies necessari, DoD és la profunditat de descàrrega permesa i els termes d'eficiència tenen en compte les pèrdues de bateria i aigües avall. El model exacte ha de seguir les dades del fabricant de la bateria i les especificacions del projecte.

Per a un sistema de 24 V, el valor nominal Ah es pot estimar com:

Capacitat de la bateria (Ah)=Energia de la bateria (Wh) ÷ 24 V

També s'han de tenir en compte la temperatura de la bateria, l'envelliment, la capacitat utilitzable, els límits de càrrega/descàrrega i el rendiment de final{0}}-de vida requerit. Una bateria que sembla suficient quan és nova pot no proporcionar la mateixa energia utilitzable després d'anys de ciclisme.

Les investigacions recents sobre l'enllumenat públic solar fora de la xarxa- també destaquen l'envelliment de la bateria i la incertesa en la resistència a la descàrrega nocturna com a problemes de fiabilitat importants. Un estudi de 2026 a Sustainable Energy Technologies and Assessments considera el risc d'apagada i el funcionament-limitat de la bateria com a problemes bàsics de disseny en lloc de casos extrems. cita turn1search1

7. Dimensió fotovoltaica: l'època de pluges importa més que la mitjana anual

Aquí és on molts dissenys de llum solar-de carrer van malament. La insolació mitjana anual pot semblar excel·lent mentre el sistema encara lluita durant la temporada de pluges.

La matriu fotovoltaica ha de substituir l'energia consumida a la nit i recuperar la bateria. Una equació de primer-pas simplificada és:

Potència fotovoltaica (Wp) ≈ E_diari ÷ (H_disseny × η_PV/sistema)

H_design són les hores de sol-meses efectives de disseny (o hores de màxim-sol-) a l'orientació real del lloc i de la matriu. η_PV/sistema representa els factors combinats de reducció i conversió utilitzats pel càlcul del projecte.

La paraula important és disseny. Per obtenir un llum públic autònom fiable, no utilitzeu automàticament la mitjana anual. Utilitzeu un mes o una temporada conservadors que reflecteixin el període en què la generació solar és més feble i la demanda d'il·luminació encara és present.

Figura 3. Les dades dels recursos solars-s'han de revisar mes a mes. L'estació de pluges pot esdevenir la condició limitant per al dimensionament fotovoltaic.

PVGIS és un recurs independent útil per a aquest pas. El Centre Comú d'Investigació de la Comissió Europea diu que PVGIS proporciona dades de rendiment-de radiació solar i fotovoltaica-per a gairebé qualsevol ubicació del món, amb sortides mensuals, diàries i horàries. Les seves eines-fora de la xarxa també tenen en compte la capacitat de la bateria i els límits de descàrrega. cita turn0search turn0search7

PVGIS també assenyala que la sortida fotovoltaica real es veu afectada per la irradiància, la temperatura del mòdul, l'angle d'incidència i altres pèrdues. En altres paraules, la qualificació STC d'un panell no és el mateix que la seva producció diària d'energia de camp. cita turn0search2 turn0search4

8. Les hores de sol efectives no són simplement "hores de llum del dia"

Un dels termes més importants en un càlcul solar són les hores de sol efectives. És una manera d'expressar la irradiació solar disponible com un nombre equivalent d'hores a 1.000 W/m². No és el mateix dir que el sol és visible durant tantes hores.

Aquesta distinció esdevé especialment important en els climes tropicals i monsònics. Un lloc pot tenir hores de llum llargues, però núvols intensos, pluja i humitat elevada poden reduir l'energia solar que arriba al panell. Per a un projecte en aquest clima, el recurs solar-de l'estació plujosa pot controlar la mida del FV.

• Utilitzeu dades solars de reanàlisi/satèl·lit específics del lloc-o de bona reputació.
• Comproveu els valors mensuals i no només anuals.
• Identifiqueu els-mesos solars més baixos o la temporada de pluges.
• Tenir en compte les pèrdues de temperatura, brutícia, orientació, cablejat, controlador i càrrega de la bateria.
• Comproveu si l'àrea fotovoltaica seleccionada és físicament possible a l'estructura del pal i de la lluminària.

9. Exemple 1 del-món real: projecte d'autopista

Penseu en un projecte d'autovia il·lustratiu on el client requereixi un perfil d'il·luminació nocturna contínua. Suposem que el model DIALux, basat en la geometria de la carretera aprovada, la disposició dels pals i el fitxer fotomètric, condueix a una lluminària LED de 150 W a la distància seleccionada. Suposem 12 hores de funcionament per nit.

Energia LED nocturna=150 W × 12 h=1,800 Wh/dia.

Si el projecte demana dos dies d'autonomia, la bateria ha d'emmagatzemar substancialment més de 3,6 kWh nominals perquè s'han de tenir en compte la capacitat útil, els límits de descàrrega i les pèrdues. Així mateix, el panell fotovoltaic ha de generar suficient energia durant el mes solar de disseny tant per atendre la càrrega diària com per recuperar la bateria.

El punt clau és que la FV i la bateria són conseqüències del requisit d'il·luminació. Si l'autopista requereix una il·luminació contínua, reduir la sortida de la llum només per adaptar-se a un petit panell solar no és un substitut vàlid per complir els requisits d'il·luminació tret que l'especificació del projecte permeti explícitament l'atenuació.

10. Exemple 2 del-món real: carretera arterial urbana

Ara considereu una carretera arterial de la ciutat. La carretera pot ser més estreta que una carretera, però el trànsit és freqüent i l'estàndard d'il·luminació encara pot ser exigent. El model DIALux pot mostrar que una òptica, una alçada de muntatge o un espai de pals diferents permeten que una lluminària de 100 W assoleixi l'objectiu del projecte.

Exemple d'energia LED nocturna=100 W × 12 h=1, 200 Wh/dia.

Amb el mateix requisit d'autonomia, aquest sistema necessita menys energia emmagatzemada que l'exemple d'autopista. Però la mida final de la fotovoltaica encara depèn en gran mesura del recurs solar de disseny local-mes. Una càrrega nocturna d'1,2 kWh en una ciutat costanera ennuvolada pot requerir una matriu fotovoltaica més gran que la mateixa càrrega en un lloc molt més assolellat.

11. Exemple 3 del-món real: camí rural

Un camí rural pot tenir un requisit d'il·luminació molt inferior. Suposem que DIALux mostra que una lluminària de 40 W a l'espaiat dels pols seleccionat compleix el requisit del projecte aplicable, amb 11 hores de funcionament.

Energia LED nocturna=40 W × 11 h=440 Wh/dia.

Això és menys d'una quarta part de la càrrega LED d'1,8 kWh/dia de l'exemple d'autopista. Per tant, la FV i la bateria poden ser molt més petites, sempre que el recurs solar local i l'autonomia requerida donin suport al disseny.

Aquí també és on la detecció de moviment o la regulació programada poden tenir sentit en l'enginyeria si el projecte ho permet. L'estratègia de control canvia el perfil energètic, que al seu torn canvia la bateria necessària i la capacitat fotovoltaica.

Figura 4. La cadena de disseny completa: requisits del projecte → estàndard d'il·luminació → DIALux → potència i perfil de funcionament de la lluminària → energia diària → autonomia de la bateria → dimensionament fotovoltaic.

12. Per què una mateixa làmpada pot necessitar diferents mides-de panells solars en diferents països

Imagineu-vos el mateix fanal solar de 100 W instal·lat a dos països. Les necessitats d'il·luminació i les hores de funcionament són idèntiques. L'autonomia de la bateria també és idèntica. No obstant això, la mida PV recomanada pot ser molt diferent.

El motiu és el recurs solar. Si les hores de sol efectives-mes de disseny són de 5 h/dia en un lloc i només 3 h/dia durant la temporada de pluges crítica en un altre, el segon lloc necessita substancialment més capacitat fotovoltaica per recollir la mateixa energia diària.

Comparació il·lustrativa:1.200 Wh/dia ÷ (5 h × 0,75) ≈ 320 Wp; a 3 h × 0,75, la mateixa càrrega necessita ≈ 533 Wp. Aquests números són només exemples; un projecte real ha d'utilitzar dades solars-específiques del lloc i el model de pèrdua del sistema real.

És per això que citar una relació de potència -a-de llum fotovoltaica fixa per a cada país és una enginyeria deficient. La proporció pot funcionar en una ubicació i fallar en una altra.

13. Què passa amb els dies de pluja després de diversos dies ennuvolats?

Aquí és on l'autonomia de la bateria i el dimensionament fotovoltaic treballen junts. Una bateria proporciona la reserva d'energia-a curt termini; la matriu fotovoltaica determina amb quina rapidesa es pot restaurar aquesta reserva.

• Respostes de la bateria: quant de temps pot continuar funcionant el sistema quan la generació solar és deficient?
• PV respostes: Quanta energia pot recuperar el sistema durant la llum solar disponible?
• Respostes de dades solars de disseny-mesos: quina dificultat pot ser el període de recuperació?
• Respostes d'autonomia: Quant d'emmagatzematge es necessita abans que el sistema arribi a un estat de càrrega baix inacceptable?

Per als projectes en climes de fortes-temporades de pluges, sovint és útil fer un balanç energètic d'un mes-per-en lloc de basar-se en una mitjana anual. Un full de càlcul o una simulació pot fer un seguiment de l'estat de càrrega de la bateria durant tot l'any i revelar si el sistema proposat es recupera després de períodes ennuvolats.

14. Suntisolar: la selecció del producte ha de seguir el disseny del projecte

La cartera de llums solars-actuals de Suntisolar inclou diversos rangs i configuracions de sortida, com ara els models Z88 150 W, Z88 120 W, Z88 100 W, Z58, Z66 i altres models de llums solars-. citeturn0search0

Aquestes famílies de productes s'han de tractar com a punts de partida per a la selecció de projectes, no com a paquets fixos que s'adapten automàticament a cada carretera. Per a una autopista, una arteria urbana o una carretera rural, s'ha de comprovar el model correcte i la configuració fotovoltaica/bateria amb el càlcul d'il·luminació aprovat, el calendari de funcionament, el recurs solar local i el requisit d'autonomia.

Això és especialment important per als projectes governamentals i d'infraestructures. Un disseny tècnicament defensable pot mostrar la cadena des del requisit d'il·luminació del client fins al resultat DIALux, i després des de la demanda d'energia resultant fins al càlcul fotovoltaic i de la bateria.

15. Una llista de comprovació pràctica abans de finalitzar un disseny de-il·luminació solar de carrer

• Confirmeu la classificació de la carretera, l'amplada, els carrils i les condicions del trànsit.
• Confirmeu l'estàndard d'il·luminació aplicable i la classe{0}}necessària del projecte.
• Construeix la geometria real de la carretera a DIALux.
• Utilitzeu el fitxer fotomètric IES/LDT correcte per a la lluminària proposada.
• Verificar els valors mitjans/mínims i la uniformitat requerits pel projecte.
• Confirmeu la potència real del LED i el programa de funcionament.
• Calcula el consum diari d'energia, incloses les càrregues auxiliars i les pèrdues rellevants.
• Establir els dies d'autonomia requerits.
• Seleccioneu la química de la bateria i el DoD utilitzable en funció de les dades del fabricant.
• Comproveu la irradiació solar mensual i identifiqueu l'estació crítica de pluges/núvols.
• Utilitzeu les hores de sol efectives del-mes de disseny per al càlcul de la primera-aprovació PV.
• Executa un balanç d'energia/bateria mes-a-mes per a projectes importants.
• Comproveu la mida del panell, el pes, la càrrega del vent i l'àrea de muntatge disponible.
• Comproveu la temperatura de la bateria, l'envelliment i les hipòtesis de final{0}}de-vida útil.
• Només aleshores finalitzeu el model de producte i la cotització.

Conclusió: dimensiona primer la il·luminació i després dimensiona el sistema solar

La mida de la llum solar del carrer-no és realment una qüestió de "Quants watts de panell solar necessito per a una làmpada de 100 W?" La millor pregunta és: "Què necessita la llum aquest projecte per fer i quin recurs solar hi ha disponible en aquesta ubicació?"

La seqüència correcta és senzilla:

• Definir els requisits de la carretera i el projecte.
• Seleccioneu la norma/classe d'il·luminació aplicable.
• Utilitzeu DIALux per determinar el rendiment fotomètric i la disposició requerits.
• Determineu la potència real del LED i el perfil de funcionament nocturn.
• Calcula el consum diari d'energia.
• Mideu la bateria per a l'autonomia i la capacitat útil necessària.
• Comproveu el recurs solar local, especialment el mes de disseny de la-estació plujosa.
• Mideu la matriu fotovoltaica per substituir l'energia en aquestes condicions.
• Feu una comprovació completa del-equilibri energètic abans de finalitzar el sistema.

Quan se segueix aquest procés, el panell solar i la bateria ja no són conjectures basades en la potència d'una làmpada. Es converteixen en el resultat del propi projecte. Aquest és l'enfocament necessari quan s'espera que un sistema d'il·luminació solar de carrer-funcioni de manera fiable durant anys en lloc de semblar simplement correcte en un full de cotització.

Referències

1. Rabaza Castillo, O., Pérez-Ocón, FA, Aznar-Dols, F., & Gómez{-Lorente, D. (2025). Desenvolupament d'un model integral per al disseny de sistemes d'enllumenat públic solar fotovoltaic en zones rurals i urbanes. Cleaner Engineering and Technology, 27, 101012. DOI: 10.1016/j.clet.2025.101012.

2. Chouikh, S., Elmitwally, N. i Saeed, F. (2026). Anàlisi de fiabilitat i viabilitat energètica per a l'enllumenat públic solar-forat de la bateria-restringit-: un marc de control d'atenuació-conscient de la incertesa. Tecnologies i avaluacions d'energia sostenible, 93, 105315. DOI: 10.1016/j.seta.2026.105315.

3. Almeida, RH, Carrêlo, IB i Maia Alves, J. (2019). Fanal solar autònom intel·ligent. Treball de recerca que descriu la detecció de llum del dia/presencia i el seu efecte en la mida del sistema.

4. Joint Research Centre, Comissió Europea. Manual d'usuari de PVGIS 5 i fonts de dades/mètodes de càlcul de PVGIS.

5. EN 13201 marc d'enllumenat viari; Abans del disseny final, s'han de comprovar-els requisits nacionals i de les autoritats específics del projecte.

6. Suntisolar. Cartera de productes Solar Street Light, incloses les famílies de productes Z88 i Z58/Z66.