Para las típicas instalaciones urbanas y rurales en los bordes de las carreteras, donde la potencia de la red es limitada o la velocidad de despliegue es importante, una farola solar LED todo en uno de 100 W bien especificada, equipada con un sensor de movimiento infrarrojo pasivo y una carcasa IP65, ofrece un equilibrio rentable entre iluminación, autonomía y bajo mantenimiento. Si se especifica correctamente (LED de alta eficacia probados según las normas LM-80/TM-21, un panel fotovoltaico monocristalino homologado según la norma IEC 61215, una batería LiFePO4 dimensionada para las noches de autonomía requeridas y una clasificación mecánica IP65 para la exposición a la intemperie), el sistema satisfará los requisitos habituales de iluminación de calzadas minimizando al mismo tiempo el coste del ciclo de vida y las complicaciones relacionadas con el cableado y las zanjas.

1. Visión general y anatomía del producto

Una farola solar “todo en uno” es una luminaria autónoma que integra el módulo fotovoltaico, el conjunto de LED, la batería, la electrónica de potencia (controlador MPPT o PWM) y el sensor o sensores en una única carcasa o conjunto compacto. La etiqueta del modelo de 100 W se refiere normalmente a la potencia nominal de los LED y no a la potencia del panel solar o de la batería; su objetivo es proporcionar una iluminación comparable a la de una luminaria tradicional de sodio/halogenuros metálicos de 150 W-250 W, en función de la eficacia y la óptica de los LED. Los productos de esta clase publicados por los fabricantes suelen ofrecer entre 10.000 y 20.000 lúmenes en el módulo LED, con eficiencias del sistema LED que a veces superan los 150 lm/W y, en diseños especiales, alcanzan los 200 lm/W en condiciones de ensayo controladas. La luz práctica instalada a nivel de la calzada dependerá de la distribución de las luminarias, la altura de montaje, la separación y la orientación local de las luminarias.

---

2. Explicación de los componentes básicos

A continuación encontrará un desglose conciso de las piezas que encontrará en una farola solar todo en uno de 100 W de diseño profesional.

Módulo LED y controlador

• SMD de alta potencia o chips LED de potencia media en PCB de núcleo metálico o MCPCB cerámico, agrupados para suministrar la potencia eléctrica nominal de 100 W.

• Driver normalmente de corriente constante con opciones de regulación y protección contra sobretensiones. Busque informes fotométricos LM-79 y datos de pruebas LM-80 para las marcas de LED utilizadas. Los datos LM-80 más la proyección TM-21 proporcionan cifras creíbles de mantenimiento del flujo luminoso.

Panel solar

• Suelen ser células monocristalinas para maximizar la potencia por superficie. La potencia nominal de un panel para una farola de 100 W suele oscilar entre 80 y 200 W en función de la inclinación, la latitud y la autonomía deseada. Para la cualificación de módulos, insista en la norma IEC 61215 (cualificación del diseño de módulos de silicio cristalino).

Batería

• Las baterías LiFePO4 o de iones de litio son las más comunes hoy en día por su vida útil y la profundidad de descarga; algunas unidades de menor coste siguen utilizando baterías de plomo ácido selladas (SLA) o GEL, pero con una vida útil más corta y un mayor peso. La capacidad de la batería (Ah) y la tensión del sistema deben dimensionarse para proporcionar la autonomía nocturna requerida. Para el transporte de baterías de litio se aplican las normas y pruebas de transporte marítimo (UN 38.3 / directrices de las aerolíneas e IATA).

Controlador y regulación de carga

• Los controladores MPPT son los preferidos para mejorar la captación de energía del panel fotovoltaico, especialmente cuando hay sombreado parcial o irradiancia variable. Los controladores integran sensores de crepúsculo/amanecer, programas de atenuación y modos de refuerzo basados en el movimiento.

Sensor de movimiento por infrarrojos pasivos (PIR)

• Detecta el movimiento de cuerpos calientes; normalmente permite un modo de “espera” de baja potencia (por ejemplo, salida 20%) y un rápido aumento a plena potencia cuando se detecta movimiento. El campo de visión del sensor, la sensibilidad y el tiempo de retardo son ajustables en los modelos de gama alta.

Carcasa, disipación térmica y óptica

• Disipador térmico de aluminio fundido a presión y lente óptica o reflector para crear patrones de distribución de tipo II/III/T para calzadas. El diseño térmico es fundamental: La vida útil de los LED y el mantenimiento de los lúmenes dependen en gran medida del control de la temperatura de unión.

Protección contra la penetración y estanqueidad

• Para uso en exteriores expuestos, elija IP65 como mínimo para protección contra polvo y chorros de agua; las clasificaciones superiores (IP66 o IP67) ofrecen mayor robustez en instalaciones más duras. Los códigos IP se definen en la norma IEC 60529.

---

3. Fundamentos del rendimiento óptico y eléctrico

Esta sección cubre las métricas de rendimiento que debe evaluar al seleccionar una unidad todo en uno de 100 W.

Flujo luminoso y eficacia

• Producción de lúmenes = potencia del LED × eficacia del sistema. Ejemplo: un sistema LED de 100 W a 150 lm/W = 15.000 lúmenes en la luminaria. Los fabricantes afirman que se pueden conseguir más de 200 lm/W a nivel de módulo, pero compruebe los informes LM-79 para la luminaria completa. Rango práctico típico: 120-180 lm/W para luminarias instaladas.

Temperatura de color y reproducción cromática

• Las opciones de temperatura de color correlacionada (CCT) suelen ser 3000K, 4000K, 5000K. Para trabajos en carretera, 4000K suele ser un compromiso entre agudeza visual y control del deslumbramiento; 3000K reduce el resplandor del cielo y el contenido de luz azul por la noche. El CRI (Ra) de 70-80 es habitual; para aplicaciones de alta visibilidad se busca un CRI ≥80.

Distribución fotométrica

• Las luminarias de carretera requieren orientación sobre la distribución longitudinal y lateral (Tipo II/III/IV). Compruebe los archivos IES (IES TM-XX) o los archivos fotométricos del fabricante para realizar los cálculos de iluminación según la norma de diseño (ANSI/IES RP-8).

Mantenimiento del lumen

• Busque los datos LM-80 para los chips LED y las proyecciones TM-21 para la vida útil (L70 horas - tiempo hasta 70% de salida de lumen inicial). Los productos de calidad indicarán L70 > 60.000 horas cuando estén respaldados por pruebas LM-80/TM-21.

Protecciones eléctricas

• La protección contra sobretensiones (por ejemplo, SPD clase II), la protección contra polaridad inversa para la batería, la protección contra sobrecarga/descarga y la compensación de temperatura para la carga mejoran la vida útil y la seguridad.

---

4. Cadena cinemática solar: cálculos de paneles, baterías y autonomía

La selección del panel fotovoltaico y la batería para una instalación "todo en uno" de 100 W requiere un cálculo cuidadoso de la energía de entrada frente a la energía de salida, teniendo en cuenta la irradiancia geográfica y las ineficiencias del sistema.

Balance energético básico (simplificado)

1. Estimación de la demanda de energía nocturna = vatio nominal del LED × (tiempo medio de encendido nocturno) × (factor de atenuación). Ejemplo: 100 W × 12 h = 1.200 Wh (si funciona a plena potencia toda la noche).

2. Añade las pérdidas del sistema (eficiencia del conductor, cableado, reducción térmica) ≈ 10-20%. Por tanto, demanda ajustada = 1.320-1.440 Wh.

3. Determinar el objetivo de autonomía (n noches sin sol): objetivos comunes de 3-5 días para instalaciones remotas. Multiplica la energía diaria por los días de autonomía para obtener la energía utilizable de la batería.

4. Añada la profundidad de descarga y la eficiencia de la batería: La fracción utilizable de LiFePO4 suele ser de 80-90% de la capacidad nominal; la fracción utilizable de SLA es de 30-50%.

5. Dimensionamiento del campo solar: utilice las horas de sol pico locales (PSH) y los factores de reducción (temperatura del panel, suciedad, pérdidas del regulador). Energía solar cosechada por día = vatios del panel × PSH × reducción. Elige el tamaño del panel para que la energía recogida cubra la demanda diaria prevista más un margen de recarga.

Ejemplo práctico (aproximado)

• Objetivo de autonomía nocturna 12 horas con atenuación por movimiento (en espera 30%, activa 100% durante 20% de noche). Potencia media efectiva ≈ 100W×0,2 + 30W×0,8 = 44W de media. Energía por noche ≈ 528 Wh.

• Para 3 noches de autonomía y batería LiFePO4 (utilizable 85%) energía de batería necesaria ≈ 528 × 3 / 0,85 ≈ 1.862 Wh → a 12,8 V nominales ≈ 145 Ah.

Notas sobre el mundo real

• A veces, los fabricantes de todo en uno reducen los costes alegando una menor autonomía o esperando que los programas de regulación por movimiento reduzcan la potencia media. Valide la autonomía indicada con un presupuesto energético independiente y tenga en cuenta la irradiancia invernal más desfavorable. Las páginas web de los productos suelen indicar “3-5 días de autonomía”, pero hay que comprobar la potencia fotovoltaica, los Ah de la batería y la región para ser realistas.

---

5. Sensor de movimiento PIR: comportamiento y estrategias energéticas

Los detectores de movimiento PIR del alumbrado público detectan los cambios de infrarrojos provocados por cuerpos en movimiento y conmutan la luz de un estado de espera de bajo consumo a la máxima potencia. Configuraciones típicas:

• Modo de espera (eco): Salida 10%-40% hasta que el movimiento activa la salida total.

• Respuesta de activaciónrampa inmediata hasta el nivel máximo o hasta un nivel intermedio preestablecido, con tiempo de mantenimiento ajustable (10s-20min).

• Sensibilidad y alcance: depende de la lente y de la altura de montaje; los radios de detección típicos a nivel de la calzada son de 5-15 metros para la velocidad de los peatones, más largos para los vehículos.

Ventajas

• Ahorro drástico de energía durante los periodos de poco tráfico. Amplía la autonomía de la batería, permite un menor tamaño del campo fotovoltaico y de la batería para un funcionamiento nocturno igual.

Advertencias

• Los falsos disparos de animales, objetos arrastrados por el viento o transitorios de temperatura pueden provocar conmutaciones innecesarias. Elija sensores con sensibilidad y retardo ajustables. Para instalaciones en autopistas en las que no se desea una conmutación frecuente, utilice una sensibilidad más baja o desactive el PIR.

---

6. Diseño mecánico, protección contra la penetración y resistencia medioambiental

Significado de IP65 e implicaciones prácticas

• IP65 según IEC 60529 indica protección completa contra la entrada de polvo y protección contra chorros de agua desde cualquier dirección. Esta clasificación garantiza que los componentes electrónicos no se averíen por la lluvia habitual o un lavado ligero, pero no garantiza una inmersión indefinida. Para instalaciones expuestas a fuertes tormentas de polvo o niebla salina, considere IP66/IP67 o revestimientos adicionales.

Gestión térmica

• Los LED requieren rutas térmicas eficientes para mantener bajas las temperaturas de unión. Las carcasas de aluminio fundido a presión anodizado con aletas y materiales de interfaz térmica son estándar. Un diseño térmico deficiente reduce el mantenimiento del flujo luminoso y acorta la vida útil.

Resistencia a la corrosión

• Para emplazamientos costeros o industriales, seleccione revestimientos resistentes a la corrosión, fijaciones de acero inoxidable y compartimentos de batería sellados con desecantes o membranas de respiración.

Protección contra rayos y sobretensiones

• Los equipos de carretera se enfrentan al riesgo de sobretensión. Un SPD interno y una conexión a tierra adecuada reducen el riesgo de avería del equipo. Considere la protección externa contra rayos en regiones de alto riesgo.

---

7. Normas y certificaciones (lista de control de la contratación)

Al adquirir alumbrado público para proyectos públicos, insista en la conformidad documentada y la realización de pruebas:

• IEC 60529 - Código IP de protección contra la penetración.

• IEC 61215 / IEC 61730 - Cualificación y seguridad del diseño de módulos fotovoltaicos de silicio cristalino.

• LM-79 - Norma para mediciones fotométricas de luminarias LED (ensayo completo de luminarias).

• LM-80 y TM-21 - Pruebas de mantenimiento del flujo luminoso de los chips LED y metodología de proyección. En ellos se basa cualquier declaración de vida útil para el mantenimiento del flujo luminoso de los LED.

• UN 38.3 / Guía IATA - Responsabilidades en materia de pruebas y transporte de pilas de litio. Imprescindible si importa/exporta accesorios con pilas de litio en su interior.

• IEC 60598-1 - Luminarias: requisitos generales de seguridad, relevantes para la seguridad eléctrica.

• CE, RoHS, FCC - las marcas reglamentarias específicas de la región (seguridad, compatibilidad electromagnética, sustancias peligrosas) - exigen informes de laboratorio.

Solicite copias de los informes de ensayo: LM-79 para la luminaria acabada, LM-80 para el paquete de LED, informes de pruebas de la batería, certificados IEC del módulo fotovoltaico y registros de pruebas de ingreso de IP ambiental.

---

8. Ejemplo de dimensionamiento y matriz de selección (paso a paso)

Siga esta matriz de selección para dimensionar un sistema todo en uno de 100 W para un emplazamiento determinado.

1. Definir el objetivo de iluminaciónEspecifique el promedio de lux o luminancia y uniformidad según la norma local de carreteras (utilice IES RP-8 o la autoridad local).

2. Determinar la altura y la distancia de montaje: el montaje más alto reduce los postes pero aumenta las necesidades de lumen.

3. Calcular los lúmenes necesarios en el sueloRealizar cálculos fotométricos a partir del archivo IES de la luminaria.

4. Recuento de luminariasLúmenes totales necesarios divididos por los lúmenes suministrados por la luminaria, teniendo en cuenta los factores de pérdida de luz.

5. Presupuesto energéticodeterminar las horas nocturnas y el programa de atenuación por movimiento para calcular el Wh diario necesario.

6. Dimensionamiento de baterías y energía solarUtiliza las horas de máxima insolación locales (PSH), fija los días de autonomía y elige la composición química y el tamaño de la batería en consecuencia.

7. Seleccionar modeloElija un todo en uno con lúmenes LED, potencia fotovoltaica, Ah de batería y tipo de controlador (prefiera MPPT).

8. Lista de control para la contratación públicaVerificación LM-79, LM-80/TM-21, certificado IEC PV, prueba IP e informes de seguridad de la batería.

---

9. Instalación, puntería y puesta en servicio

Interfaz de montaje y poste

• Utilice el adaptador de soporte de poste especificado y apriételo según las especificaciones de par de apriete. Los postes deben estar clasificados estructuralmente para cargas de viento; el área del panel integrado actúa como una vela, por lo que se debe confirmar el perfil de viento total.

Apuntar e inclinar

• Algunos modelos "todo en uno" permiten ajustar la inclinación del panel; optimice la inclinación en función de la latitud y la irradiancia estacional. La orientación de la luminaria debe respetar la alineación de la calzada para minimizar el deslumbramiento y la uniformidad.

Lista de comprobación para la puesta en servicio

• Verifique el funcionamiento in situ al anochecer/amanecer, compruebe la sensibilidad PIR, confirme el programa de atenuación, registre el voltaje de la batería y la corriente de carga bajo el sol, y mida la distribución inicial de luxes con un medidor de luz. Registre los números de serie y los anexos del informe de pruebas para la garantía.

---

10. Funcionamiento, mantenimiento y resolución de problemas

Inspecciones rutinarias

• Visual: compruebe las juntas, el estado de las lentes, el par de apriete de los herrajes y las obstrucciones por pájaros o nidos cada 6-12 meses.

• Eléctrico: mida el voltaje de la batería, los ciclos de carga y compruebe si hay códigos de avería en el controlador trimestralmente durante el primer año.

Limpieza

• El polvo y los excrementos de pájaros reducen la producción fotovoltaica. Limpie la superficie del panel cuando la suciedad reduzca notablemente la tensión en circuito abierto o la corriente de cortocircuito; la frecuencia depende del entorno (urbano, desértico, agrícola).

Fallos comunes y soluciones

• Carga insuficiente: compruebe la orientación del panel, el sombreado o la degradación de la batería.

• Parpadeo o atenuación: verificar la temperatura del conductor y el cableado.

• PIR que no responde: compruebe la lente del sensor, el cableado y sustitúyalo si falla.

Piezas de recambio

• Conserve baterías, controladores y juntas de repuesto para las flotas de más de 10 unidades a fin de acelerar el mantenimiento.

---

11. Cuadros comparativos

Tabla 1 Especificaciones técnicas típicas (ejemplo de 100 W todo en uno)

Cuadro 2 Sistema todo en uno frente a sistema separado (resumen)

Tabla 3 Comparación rápida de la composición química de las baterías

---

12. Ciclo de vida, garantías de funcionamiento y consejos de contratación

Garantía y vida útil prevista

• Módulos LED: el fabricante debe ofrecer una garantía de ≥5 años para el motor luminoso y la proyección de mantenimiento del flujo luminoso (LM-80/TM-21).

• Batería: especifique la garantía basada en ciclos (por ejemplo, capacidad 80% después de 2.000 ciclos) y la duración del año natural.

• Módulo fotovoltaico: la garantía estándar del sector suele ser de 10 años para el producto y de 25 años para el rendimiento (retención de la potencia de salida) en el caso de los módulos de alta calidad, aunque los paneles integrados en los equipos "todo en uno" a veces tienen garantías más cortas.

Consejos para la contratación pública

• Se requieren archivos fotométricos IES medidos, LM-79 para luminarias, LM-80 para chips LED y certificados IEC para módulos FV.

• Pida informes de pruebas de laboratorios independientes; no se fíe sólo de los certificados de fábrica.

• Aclarar el soporte de piezas de repuesto, los procedimientos de actualización del firmware para los controladores y el plan de reciclaje de baterías al final de su vida útil.

---

13. Casos prácticos y recomendaciones de implantación

Donde 100W todo en uno es apropiado

• Carreteras secundarias, calles residenciales, caminos, carreteras rurales, aparcamientos y zonas en las que zanjear hasta la red resulta prohibitivo. También es útil para el despliegue rápido en respuesta a catástrofes y proyectos temporales.

Dónde no es ideal

• Las principales arterias que requieren una alta uniformidad y un estricto cumplimiento fotométrico de las normas municipales pueden estar mejor servidas por luminarias de rejilla de ingeniería con control central.

Consideraciones climáticas

• Los climas fríos reducen la capacidad disponible de la batería; aumente los Ah de la batería. Los climas cálidos aceleran la degradación de la batería; prefiera LiFePO4 con una gestión térmica adecuada y elija una mayor protección IP/ventilación en lugares polvorientos o costeros.

---

14. 14. Preguntas más frecuentes

1. ¿Qué significa la etiqueta “100 W” en una farola solar "todo en uno"?
   Suele referirse a la potencia eléctrica nominal de los LED de la luminaria. El flujo luminoso real depende de la eficacia de los LED y de las pérdidas ópticas.

2. ¿Cuántas noches funcionará un todo en uno de 100 W sin sol?
   Eso depende de los Ah de la batería, las horas nocturnas y la estrategia de regulación. Las afirmaciones típicas de los fabricantes de entre 3 y 5 días sólo son creíbles cuando la capacidad de la batería y el tamaño del panel solar coinciden con la afirmación.

3. ¿Es IP65 suficiente para su uso en carretera?
   IP65 protege contra el polvo y los chorros de agua. Es adecuado para instalaciones urbanas y rurales ordinarias; en zonas muy salinas o propensas a inundaciones, considere IP66/IP67 o protecciones adicionales.

4. ¿Puedo utilizar la luz en lugares muy fríos?
   Sí, pero el rendimiento de la batería disminuye a bajas temperaturas. Seleccione un tipo de batería adecuado para el clima y considere las opciones de aislamiento o calentamiento de la batería.

5. ¿Qué pruebas debo solicitar antes de la contratación?
   LM-79 para la fotometría de la luminaria, LM-80 para los LED con proyecciones TM-21, certificados IEC de módulos fotovoltaicos (IEC 61215), informes de pruebas IP y pruebas de envío de seguridad de la batería/UN 38.3.

6. ¿Son fiables los sensores PIR para la detección de vehículos?
   Los sensores PIR funcionan mejor con cuerpos calientes y pueden detectar vehículos por la firma térmica; para la detección de vehículos a muy alta velocidad o de largo alcance, considere los sensores de radar pasivo o activo.

7. ¿Con qué frecuencia deben limpiarse los paneles?
   El intervalo de limpieza depende de la suciedad del lugar; inspeccione trimestralmente en entornos polvorientos y semestralmente en otros lugares. La reducción de la tensión de circuito abierto o de la corriente de cortocircuito indica suciedad.

8. ¿Cuál es la vida útil prevista de los LED?
   Utilizando datos LM-80/TM-21 con una gestión térmica adecuada, muchos LED modernos proyectan L70 más allá de las 60.000 horas; los resultados en el mundo real dependen de la temperatura y de la corriente de alimentación.

9. ¿Es mejor comprar una unidad integrada o componentes separados?
   Para proyectos únicos o pequeños, las unidades integradas son rápidas y rentables. En el caso de sistemas grandes, los paneles fotovoltaicos independientes, los bancos de baterías y las luminarias remotas ofrecen flexibilidad y un mantenimiento más sencillo.

10. ¿Cuáles son las normas de transporte para los aparatos con baterías de litio?
    Los aparatos con baterías de litio deben cumplir las pruebas UN 38.3 y las normas de envío IATA/DOT; las baterías deben ajustarse a menudo a un estado de carga especificado para el transporte aéreo.