Una lámpara solar , también conocida como luz solar o linterna solar , es un sistema de iluminación compuesto por una lámpara LED , paneles solares , batería , controlador de carga y también puede haber un inversor . La lámpara funciona con electricidad procedente de baterías , cargadas mediante el uso de un panel solar (panel solar fotovoltaico).
La iluminación doméstica que funciona con energía solar puede sustituir otras fuentes de luz como velas o lámparas de queroseno . Las lámparas solares tienen un costo operativo menor que las lámparas de queroseno porque la energía renovable del sol es gratuita, a diferencia del combustible. Además, las lámparas solares no producen contaminación del aire interior a diferencia de las lámparas de queroseno. Sin embargo, las lámparas solares generalmente tienen un costo inicial más alto y dependen del clima.
Las lámparas solares para uso en zonas rurales suelen tener la capacidad de proporcionar suministro de electricidad para otros dispositivos, como por ejemplo para cargar teléfonos móviles . Los costes de las lámparas solares han seguido bajando en los últimos años a medida que los componentes y las lámparas se han producido en masa en cantidades cada vez mayores.
Algunas energías solares fotovoltaicas utilizan paneles de silicio monocristalino o de silicio policristalino, mientras que las tecnologías más nuevas han utilizado células solares de película delgada . [1] Desde que se introdujeron las células solares modernas en 1954 en los laboratorios Bell , [2] los avances en la eficiencia de las células solares para convertir la luz en energía eléctrica y las técnicas de fabricación modernas combinadas con eficiencias de escala han llevado a un crecimiento internacional de la energía fotovoltaica .
La primera patente de luz solar fue presentada por Maurice E Paradise en 1955 [3]
A partir de 2016, las lámparas LED utilizan sólo alrededor del 10% de la energía que requiere una lámpara incandescente. [4] La eficiencia en la producción de lámparas LED ha llevado a una mayor adopción como alternativa a las antiguas iluminaciones eléctricas.
La mayoría de los paneles solares están hechos de silicio monocristalino, un material semiconductor . [5]
Cuando la luz incide sobre una célula solar , se produce una corriente eléctrica en el circuito eléctrico conectado. A esto se le llama efecto fotoeléctrico . [5] Los sistemas fotovoltaicos convierten directamente la energía de la luz solar en electricidad.
Los paneles solares están hechos de capas de diferentes materiales (Figura 2), en orden de vidrio, encapsulado, células cristalinas, lámina posterior, caja de conexiones y por último marco. El encapsulado evita la entrada de humedad y contaminantes que podrían causar problemas. [6]
Una batería suele estar alojada dentro de una caja de metal o plástico. Dentro de la caja hay electrodos, incluidos cátodos y ánodos, donde se producen reacciones químicas. También existe un separador entre el cátodo y el ánodo que impide que los electrodos reaccionen entre sí y al mismo tiempo permite que la carga eléctrica fluya libremente entre los dos. Por último, el colector conduce una carga desde la batería hacia el exterior. [7]
Las baterías del interior de las lámparas solares suelen utilizar tecnología de electrolitos en gel de alto rendimiento en descarga profunda, para permitir su uso en rangos extremos de temperatura. [ cita necesaria ] También puede utilizar plomo-ácido, hidruro metálico de níquel, níquel cadmio o litio.
Esta parte de la lámpara ahorra energía del panel solar y proporciona energía cuando es necesaria por la noche cuando no hay energía luminosa disponible.
En general, la eficiencia de la conversión de energía fotovoltaica está limitada por razones físicas. Alrededor del 24% de la radiación solar de longitud de onda larga no se absorbe. El 33% se pierde calor hacia el entorno y las pérdidas adicionales son de aproximadamente el 15-20%. Sólo se absorbe el 23%, lo que significa que la batería es una parte crucial de la lámpara solar. [8]
Esta sección controla todos los sistemas de trabajo para proteger la carga de la batería. Garantiza, bajo cualquier circunstancia, incluidas condiciones climáticas extremas con una gran diferencia de temperatura, que la batería no se sobrecargue ni se descargue en exceso y la dañe aún más. [ cita necesaria ]
Esta sección también incluye piezas adicionales como controlador de luz, controlador de tiempo, sonido, compensación de temperatura, protección de iluminación, protección de polaridad inversa e interruptores de transferencia de CA que garantizan que las cargas de respaldo sensibles funcionen normalmente cuando ocurre un corte. [ cita necesaria ]
Se utilizan luces LED debido a su alta eficiencia luminosa y larga vida útil. Bajo el control de un controlador de carga de CC, el control sin contacto enciende automáticamente la luz en la oscuridad y se apaga durante el día. A veces también se combina con controladores de tiempo para establecer un tiempo determinado para que encienda y apague la luz automáticamente. [ cita necesaria ]
Como se muestra en la Figura 3, el chip incluye microchip(R), B−, B+, S− y S+. S+ y S− están conectados a paneles solares con un cable, uno de los cuales tiene carga positiva y el otro carga negativa. En este caso B− y B+ están conectados a dos baterías. La luz se mostrará a través de la luz LED cuando todos estén conectados.
Las lámparas solares son más fáciles de instalar y mantener para los clientes ya que no requieren un cable eléctrico. Las lámparas solares pueden beneficiar a los propietarios con menores costos de mantenimiento y costos de facturas de electricidad. Las lámparas solares también se pueden utilizar en áreas donde no hay red eléctrica o en áreas remotas que carecen de un suministro eléctrico confiable. [ cita necesaria ] Hay muchas historias de personas con enfermedades pulmonares, deterioro de los ojos, quemaduras y, a veces, incluso la muerte simplemente porque no tienen una alternativa saludable a la luz nocturna. Las mujeres se han sentido inseguras al ir al baño afuera después del anochecer. Las parteras dan a luz a los bebés utilizando sólo una vela, y los estudiantes no pueden estudiar cuando se pone el sol por falta de luz, lo que genera un aumento del analfabetismo y una pobreza perpetua. Éstas son las realidades de más de mil millones de personas en todo el mundo. La falta de iluminación equivale a la pobreza continua que se siente en todo el mundo. [ cita necesaria ] En la lámpara de energía solar, convierte la energía luminosa en energía eléctrica, es decir, es conveniente para nuestra vida diaria.
La producción de energía solar está limitada por el clima y puede ser menos efectiva si está nublado, lluvioso o en invierno. [ cita necesaria ]
Los hogares que cambian las lámparas de queroseno por lámparas solares también se benefician del riesgo para la salud asociado con las emisiones de queroseno. El queroseno suele tener efectos negativos en los pulmones humanos. [9]
El uso de energía solar minimiza la creación de contaminación en interiores, donde el queroseno se ha relacionado con casos de problemas de salud. Sin embargo, los paneles fotovoltaicos están hechos de silicio y otros metales tóxicos, incluido el plomo , que pueden resultar difíciles de eliminar. [ cita necesaria ]
El uso de luces solares mejora la educación de los estudiantes que viven en hogares sin electricidad. Cuando la organización sin fines de lucro Unite to Light donó lámparas solares a escuelas en una región remota de Kwa Zulu Natal en Sudáfrica, los puntajes de los exámenes y las tasas de aprobación mejoraron en más del 30%. [10] La luz les da a los estudiantes más tiempo para estudiar después del anochecer. [ cita necesaria ]
Un estudio experimental realizado en 2017 en zonas no electrificadas del norte de Bangladesh encontró que el uso de linternas solares disminuyó el gasto total del hogar, aumentó las horas de estudio en el hogar de los niños y aumentó la asistencia a la escuela. Sin embargo, no mejoró en gran medida el rendimiento educativo de los niños. [11]
Estas luces proporcionan una manera conveniente y rentable de iluminar las calles por la noche sin necesidad de redes eléctricas de CA para peatones y conductores. Pueden tener paneles individuales para cada lámpara de un sistema, o pueden tener un gran panel solar central y un banco de baterías para alimentar varias lámparas.
Los propietarios de viviendas pueden utilizar pequeñas lámparas solares para agregar iluminación ambiental a sus jardines. Estas luces se pueden encontrar en muchos factores de forma, comúnmente luces de camino y focos. [12]
En la India rural, se están utilizando lámparas solares, comúnmente llamadas linternas solares, que utilizan LED o CFL, para reemplazar las lámparas de queroseno y otras alternativas baratas de iluminación. Especialmente en zonas donde es difícil acceder a la electricidad, las lámparas solares son muy útiles y también mejoran la calidad de vida. [13]
África, que tiene la tasa de acceso a la electricidad más baja del mundo, un 40% [14], se ha beneficiado enormemente gracias al acceso a lámparas solares y soluciones completas de iluminación para el hogar. En muchas regiones de África, una iluminación inadecuada después del anochecer plantea riesgos para la seguridad. Las luces solares iluminan calles y caminos oscuros, mejorando la seguridad pública y reduciendo los accidentes. [15]
Los entornos marinos utilizan cada vez más luces solares LED como alternativa a la iluminación convencional. La naturaleza remota de la navegación y la navegación hace que sea difícil conseguir energía y, por lo tanto, se presta a tecnologías autosuficientes como la iluminación solar para barcos [ cita necesaria ]
Los inversores estadounidenses han estado trabajando para desarrollar una linterna solar de 10 dólares por unidad para sustituir las lámparas de queroseno. [dieciséis]
Las soluciones de iluminación solar para el hogar pueden resultar costosas de adquirir. Las organizaciones solares fuera de la red ofrecen sistemas de iluminación solar para el hogar a través de mecanismos financieros innovadores, como el modelo Pay-As-You-Go, que permite a los consumidores alimentar toda su casa mientras pagan cómodas cuotas mensuales. Actualmente, más del 40% de todas las ventas de productos de iluminación solar fuera de la red en el África subsahariana se realizan a través de PayGo, alcanzando casi el 50% en Kenia y el 65% en Ruanda. [14]
Medios relacionados con lámparas solares en Wikimedia Commons
