¿Las lámparas solares se cargan a la sombra? Guía de eficiencia

Introducción

La creciente concienciación sobre el uso de la energía y su impacto en el medio ambiente ha hecho de las luces solares una insignia de la iluminación ecológica de exteriores. Los clientes residenciales y comerciales se decantan por las luces de exterior y de jardín alimentadas por energía solar o por los focos solares, debido a la excepcional cantidad de luz que ofrecen en verano, a sus autómatas que detectan la luz solar y al hecho de que no dependen del cableado eléctrico. Sin embargo, una pregunta más general parece rondar la mente de los futuros usuarios y de los ya existentes: ¿Funcionan las luces solares en zonas de sombra?

En esta pregunta se abordan cuestiones fundamentales relacionadas con la funcionalidad de las lámparas solares y su dependencia operativa de la luz solar. Se centra en aspectos prácticos como las zonas ajardinadas que están a la sombra, los balcones que están al aire libre pero no reciben directamente los rayos del sol, o incluso los días nublados estacionales que reducen drásticamente la cantidad de luz solar disponible para el ojo del panel solar. Estos matices pueden crear una laguna para aquellos que deseen utilizar la tecnología de forma óptima, ya que no existen guías claras sobre la carga solar de baterías en condiciones que no sean perfectas.

Esta guía tratará la correlación entre la sombra y la cantidad de luz solar que un panel puede aprovechar para la carga. En esta guía, explicamos los principios básicos, analizamos qué determina la capacidad de carga a la sombra y sugerimos formas de mejorar el rendimiento de los dispositivos alimentados por energía solar. Al final, tomará decisiones bien informadas sobre las luces solares para sus espacios exteriores, de modo que puedan iluminarse, con estilo y de forma ecológica, con energía solar, en cualquier momento del año y del día.

Conceptos básicos de la carga de luz solar

Al analizar las cuestiones relativas a la carga de sombras, es importante considerar primero cómo funcionan las luces solares en relación con la carga. En esencia, las lámparas solares son centrales eléctricas compactas y autosuficientes, ingeniosamente diseñadas para aprovechar y utilizar la energía de la luz solar.

El proceso de carga comienza con el panel fotovoltaico (FV), el componente más visible de una luz solar. Una luz solar contiene un panel fotovoltaico que es un semiconductor de material de silicio. Este panel, que está hecho de silicio, tiene efectos fotovoltaicos que se activan cuando la luz solar incide sobre él. Los electrones excitados en los semiconductores cuando se exponen a la luz solar evocan corriente eléctrica. Muchos lo conocen como efecto fotovoltaico. Imagínatelo así: una multitud de minipaneles solares capturando furiosamente los fotones del sol y convirtiéndolos en energía eléctrica.

Actualmente, la electricidad producida por los paneles solares no puede utilizarse para la iluminación. Sin embargo, puede almacenarse en una batería híbrida de iones de litio o níquel-metal, que actúa como una cámara acorazada de energía. El panel solar repone constantemente la carga almacenada en la batería mientras haya luz solar disponible, durante el día.

Al anochecer, cuando la luz natural se desvanece, un fotosensor colocado dentro de la luz solar es capaz de detectar el cambio de nivel de luz. Este proceso hace que la luz se encienda automáticamente utilizando la energía de la batería almacenada durante el día. La energía almacenada alimenta entonces el LED (diodo emisor de luz) responsable de la fuente de iluminación. Debido a la fiabilidad de la tecnología solar, se prefieren los LED por su eficiencia energética, larga vida útil y luminosidad.

Cada día la luz ofrece una solución de iluminación autosuficiente mediante la carga durante el día y la iluminación por la noche. El ciclo completo tiene un límite, que depende de la intensidad y la duración de la luz solar, así como de la luminosidad deseada, lo que nos lleva de nuevo a la cuestión principal de la sombra.

¿Las lámparas solares se cargan a la sombra?

Sí, las luces solares se cargan a la sombra, pero es fundamental moderar las expectativas sobre la eficacia de la carga y la potencia luminosa en estas condiciones. El consenso imperante, respaldado por numerosas fuentes, confirma que los paneles solares son capaces de generar electricidad incluso cuando están expuestos a luz solar indirecta o en días nublados. Cada luz o panel generará un cierto rendimiento, pero es importante tener en cuenta las circunstancias en las que se coloca el panel o la luz. Junto con las expectativas relacionadas con la producción, la eficiencia, como ya se ha mencionado, será el factor primordial. Por último, existe un acuerdo dominante respaldado por múltiples fuentes que afirma que, independientemente de si está nublado o la luz es indirecta, los paneles solares siempre producirán electricidad.

Pero, sobre todo, la principal diferencia radica en su eficiencia. Es obvio que los paneles solares funcionan mejor cuando hay luz solar directa y clara, porque cuando el panel está a la sombra, la luz que llega al panel solar es de mucha menor intensidad. La intensidad de la luz es proporcional a la amplia energía que puede aprovechar el panel solar y ésta, a su vez, está directamente relacionada con la velocidad a la que se puede cargar la batería.

Hagamos la analogía con un depósito de agua que se llena con una manguera. La luz solar sin obstáculos equivale a una manguera de alta presión, mientras que la sombra se parece más a una manguera de baja presión o a una fuente de agua que gotea. Por tanto, en presencia de sombra, el depósito se llena de agua aunque muy lentamente.

Como hemos comentado anteriormente, las lámparas solares no dejan de funcionar completamente en lugares sombreados, sin embargo, tienden a tener problemas de rendimiento y brillo en comparación con lo que podrían lograr en el sol. Estos problemas se deben a muchas causas diferentes que trataremos más adelante en este documento. A fin de cuentas, se trata de entender correctamente cómo gestionar las expectativas y reconocer el hecho de que va a haber una reducción de la eficiencia.

El impacto de la sombra en la eficiencia de la luz solar

El efecto de la sombra en la eficiencia de la luz solar no es categórico por naturaleza; es más bien un espectro. Los distintos tipos de sombra, especialmente las que obstruyen la carga solar, son fundamentales a la hora de colocar el panel y gestionar las expectativas de rendimiento. El principal problema al que se enfrenta un panel solar que funciona a la sombra es la disminución de la intensidad luminosa.

Intensidad luminosa reducida a la sombra

La luz solar directa proporciona un flujo concentrado de fotones al panel solar, maximizando la conversión de energía. Cualquier cosa que bloquee u obstruya la energía, como árboles, estructuras y edificios, tiende a bloquear una gran parte de la luz que llegaría al dispositivo. Además, no sólo limita la luminosidad que llega al panel, sino que también afecta gravemente a la energía disponible para la conversión.

Para entenderlo mejor, la luz solar directa puede superar hasta diez veces la luz indirecta a la sombra. Esta sorprendente diferencia es exactamente la razón por la que las lámparas solares que se utilizan en lugares sombreados se cargan con menos eficacia. Hay una abundancia muy reducida de fotones que el panel solar sería capaz de utilizar.

Digamos que una luz solar funciona tanto si recibe 6 horas de luz solar directa como si permanece 6 horas a la sombra. Incluso cuando la luz está a la sombra, y parece que hay una luz razonable, la energía disponible para el panel solar es drásticamente menor. Esto conduce a una menor carga que se almacena en la batería; resultando, y la menor capacidad de la batería resulta en menos iluminación y luces más tenues por la noche.

Días nublados vs. Sombra profunda

Es necesario profundizar en la gran diferencia que existe entre la sombra profunda y los días nublados, dado que ambos restringen el acceso a la luz solar directa, pero en distintos grados.

Días nublados: La cantidad de luz que se puede captar en el lado más oscuro de la nube se denomina luz difusa. Incluso en un entorno increíblemente nublado, sigue habiendo algo de luz difusa disponible. Eso permite a los paneles solares funcionar con recursos energéticos mediocres, incluso cuando las condiciones no parecen especialmente favorables. Los estudios han demostrado que los paneles solares pueden seguir funcionando a 10-25% de su capacidad total en días nublados, dependiendo de la densidad y el grosor de las nubes. Está claro, pues, que las lámparas solares siguen recibiendo energía en estas circunstancias, aunque las perspectivas de cargarse por completo sigan siendo escasas.

Paneles solares a la sombra: Las estructuras verticales y las densas copas de los árboles crean una sombra profunda que es, sin duda, la más difícil de trabajar. El panel solar sólo recibe una pequeña cantidad de luz difusa, y la sombra profunda bloqueará cualquier luz solar directa. Estas condiciones hacen muy difícil que las luces solares se carguen con éxito. La energía obtenida en estas condiciones puede, en el mejor de los casos, ser suficiente para proporcionar una luz tenue durante un corto período de tiempo. En muchos casos, esta energía puede no ser suficiente para alimentar la luz.

Comprender estas diferencias es importante a la hora de establecer expectativas prácticas y pensar de forma proactiva sobre la mejor manera de disponer las luces solares para obtener un rendimiento óptimo incluso en situaciones en las que la sombra es inevitable.

Factores que afectan al rendimiento de la carga en sombra

Como ya se ha comentado, la eficacia de la carga solar se ve obstaculizada por la sombra. Sin embargo, existen otros factores determinantes que pueden influir en el rendimiento global de las luces solares en estas condiciones. Tener en cuenta estos factores hace que la optimización de la colocación y el uso de las luces solares en zonas de sombra sea más completa.

Tipo de sombra (parcial o total)

Como ya se ha mencionado, el tipo de sombra que se encuentre puede generar resultados diferentes en el rendimiento de la carga.

Sombra parcial: La sombra parcial es el mejor tipo de sombra que puede existir, ya que permite que ráfagas de rayos solares lleguen a los paneles solares a lo largo del día. Este tipo de sombra permite acumular suficiente energía y maximiza las posibilidades de carga durante esas breves ráfagas de luz solar directa. Si una determinada posición se encuentra en una región con 2-3 horas de presencia solar dividida, la luz solar aún conseguirá tener una carga justa, añadiendo múltiples horas de luz durante la noche, aunque será menos brillante que si se hubiera colocado al sol durante todo el día. El objetivo más importante de este paso es intentar garantizar entornos de carga potencial que tengan un tiempo de exposición solar máximo dentro de las horas principales del día.

Sombra completa: La sombra total es la peor de las cuatro condiciones. Las zonas que están casi perpetuamente bajo una sombra densa reciben muy poca luz directa, así como luz solar difusa. En estos entornos, las lámparas solares estándar permanecerán inalteradas, independientemente de otras medidas de optimización que se tomen. Para estas zonas en sombra total, serían más adecuadas otras fuentes de iluminación, o luces solares especiales fabricadas para entornos con poca luz.

Duración de la exposición a la sombra

La duración de la exposición a la sombra puede agravar el problema. Incluso una sombra parcial puede convertirse en un problema si dura la mayor parte del día.

Sombra de corta duración: Si la sombra se produce durante unas horas a primera hora de la mañana o a última hora de la tarde, y la zona recibe suficiente luz solar directa durante las horas punta (normalmente de 10 a 16 horas), las luces solares pueden seguir cargándose. La parte más intensa del día es cuando hay abundante luz solar directa, que es suficiente para compensar los periodos de mayor sombra.

Sombra de larga duración: Por otro lado, las zonas que están a la sombra la mayor parte del día restringirán enormemente las posibilidades de carga, aunque se trate de sombra parcial. Si una luz solar está a la sombra más de 6 u 8 horas al día, lo más probable es que su batería no se cargue completamente, lo que se traduce en una iluminación débil y breve. En estos casos, es fundamental reubicar la luz en un lugar más soleado o, si no es posible, hay que estudiar y diseñar soluciones de iluminación alternativas.

Tecnología de paneles solares y tipo de batería

Tecnología de paneles solares: La silicona amorfa, o los paneles solares de película fina, tienden a ser más eficientes en la carga bajo luz difusa que los paneles policristalinos y monocristalinos. Además, mientras que los policristalinos y monocristalinos son más eficientes con luz solar directa, los paneles de silicio amorfo tienden a tener un mayor alcance cuando se trata de condiciones de sombra o nubosidad, por lo que rinden decentemente en esas condiciones. Por lo tanto, si se prioriza la carga a la sombra, se recomiendan las lámparas solares equipadas con paneles de silicio amorfo destinados a tal fin.

Definición de los tipos de pilas: En la actualidad, la mayoría de las baterías utilizadas en las lámparas solares son de iones de litio, ya que tienen una mayor densidad energética y una vida útil más larga que las antiguas baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd). Las baterías de iones de litio no necesitan estar totalmente cargadas para suministrar energía y funcionan incluso cuando están parcialmente cargadas, lo que las hace útiles en zonas de sombra o "poca luz". Consultar las especificaciones del tipo de batería de una lámpara solar puede revelar información sobre su rendimiento potencial en zonas de sombra.

Optimizar la carga de la luz solar en zonas sombreadas

Aunque la sombra ha demostrado ser un reto para la carga de las luces solares, no impide por completo su uso. Las luces solares pueden cargarse adoptando ciertas prácticas y gestionando su colocación de forma óptima, incluso en las zonas más sombreadas.

Lista de control para la colocación estratégica

Una colocación eficaz es esencial para optimizar el uso de las luces solares en entornos con restricciones de luz. Antes de montar las luces solares, asegúrese de hacer un estudio del lugar en relación con la zona de interés particular con respecto a la luz solar y la sombra y la mejor solución posible para el compromiso. La siguiente lista de comprobación puede ayudar en las decisiones de colocación:

• Mapeo de la luz solar: Observa tu jardín o la zona al aire libre un día y comprueba qué partes captan directamente la luz del sol en diferentes momentos del día, sobre todo durante el día, de 10 de la mañana a 4 de la tarde. Marca estas zonas porque van a ser más útiles en el lugar.
• Análisis de sombras: Fíjate en las vallas, los árboles y los edificios que van a proyectar sombras al pasar por partes de tu jardín a lo largo del día. Omite los lugares que siempre están en penumbra.
• Priorización de la sombra parcial: Céntrese en las zonas que, en comparación, van a recibir algún nivel de sombra. Menos luz solar significa nada de luz solar. Dirígete a zonas que reciban un mínimo de 2 a 4 horas continuas de luz solar directa y el resto del tiempo estén a la sombra.
• Orientación Sur (Hemisferio Norte): En la mayoría de las zonas del hemisferio norte, los lugares orientados al sur suelen recibir la mayor cantidad de luz solar durante el día. Si hay algún equipo solar que pueda codear al menos un poco de luz disponible, colóquelo hacia el sur, ya que es probable que reciba la máxima luz disponible. (Haz lo contrario para el hemisferio sur).
• Ajuste del ángulo: Intenta encontrar un panel solar ajustable en altura, ya que te permitirá mejorar los ángulos de inclinación, lo que a su vez permite captar mejor la luz solar, especialmente durante las estaciones en las que los patrones de sombra son diferentes. Prueba otros ajustes y comprueba cuál capta más luz solar.
• Superficies reflectantes: Utiliza paredes o aceras de color claro, ya que pueden hacer rebotar la luz solar indirecta hacia los paneles solares aumentando el nivel de luz en las partes sombreadas.

Teniendo en cuenta estas estrategias, es posible configurar los dispositivos de iluminación de forma que puedan recibir la exposición solar incluso en lugares sombreados.

Cuándo utilizar la carga suplementaria

Cuando quedan permanentemente zonas de sombra en las que no da el sol, pueden ser necesarias medidas de iluminación adicionales para garantizar que el dispositivo funcione como es debido.

• Reubicación para la carga: Si las luces solares son móviles, desplázalas según sea necesario a lugares luminosos durante el día y vuelve a zonas más tranquilas por la noche.
• USB Carga (si está disponible): Los modelos más sofisticados de lámparas solares incorporan puertos de carga USB. Esto le permite aumentar la carga solar con fuentes de alimentación USB de reserva cuando hay sombra prolongada o tiempo nublado. Consulta las especificaciones del producto para comprobar si dispone de esta función.
• Paneles solares independientes: En algunos sistemas de iluminación solar, puede ser posible montar por separado el panel solar en un lugar soleado y la luminaria en una zona apartada. La luz también podría instalarse en un lugar sombreado. Esta modificación crea la posibilidad de tender un cable entre el panel y la luz.

Consejos para maximizar la eficacia de la carga a la sombra

Aparte de la colocación estratégica y los métodos de carga complementarios, hay otros consejos que podrían ayudar a aumentar la eficiencia de carga de la iluminación solar en zonas de sombra:

• Limpieza regular: Los sistemas de energía solar funcionan mejor cuando los paneles solares están limpios, así que asegúrese de limpiar las unidades con regularidad. La eficiencia de los paneles solares puede disminuir considerablemente si la suciedad y el polvo obstruyen la superficie del panel, por lo que limpiarlo con un paño húmedo garantizará el máximo aprovechamiento de la luz solar.
• Recorte la vegetación que sobresale: Corta las ramas de los árboles o las plantas demasiado crecidas que impidan que la luz llegue a las lámparas solares. Reduce las sombras en la medida de lo posible para que incluso la luz indirecta sea aprovechable.
• Elija paneles solares más grandes: Las lámparas solares con paneles de mayor superficie recibirán más luz de forma natural incluso en condiciones de sombra. Compra modelos con paneles grandes para zonas que tiendan a estar resguardadas de la luz.
• Actualiza las baterías: Si es posible, considere la posibilidad de utilizar baterías más grandes o de mayor eficiencia (dentro de las especificaciones del producto). Esto permitirá noches de uso más largas, incluso con una carga mínima alcanzada a la sombra.
• Consideraciones sobre el color de la luz: Aunque esto no está relacionado con la carga, ya que las lámparas solares no consumen energía de un motor en marcha, el uso de LED de color blanco cálido o ámbar tiende a producir una luz más brillante y útil en zonas de sombra en comparación con el blanco frío.

La ventaja Wosen: Soluciones de iluminación fiables para todas las condiciones

Aunque las mejoras en las luces solares para zonas de sombra ayudarán a aumentar el rendimiento, sigue existiendo el problema de la carga en condiciones de poca luz. Cuando no hay luz solar, las soluciones de iluminación LED de Wosen ofrecen alternativas convincentes, sirviendo como luces primarias o suplementarias, dependiendo de las necesidades del usuario.

Con tres décadas de experiencia en la fabricación de productos LED, Wosen sabe que las necesidades de iluminación exterior son diversas. Ofrecemos una colección completa de luminarias LED para interiores y exteriores, tales como farolas solares y focos solares. Cada producto está diseñado para funcionar con una potencia energética y una durabilidad superiores, lo que significa que mantendrán su brillo, llueva o truene, en cualquier zona exterior que desee iluminar..

Afrontar los retos del sombreado con la tecnología avanzada de Wosen LED Tecnología:

Las luces LED de Wosen evitan los problemas de la sombra y la falta de energía gracias a su alimentación eléctrica. Como no funcionan con energía solar, nuestros LED garantizan una luz brillante constante, independientemente de las condiciones meteorológicas. Esto los hace perfectos para áreas donde la fiabilidad de la iluminación es crítica, pero la carga solar no se puede utilizar debido a turnos de sombra extendida.

Además, los productos Wosen son fiables para:

• Diseño duradero y resistente a la intemperie: Las luces de exterior Wosen están fabricadas con aluminio ADC12, que puede soportar condiciones meteorológicas extremas y seguir funcionando de forma fiable.
• Vida útil prolongada: Las lámparas solares LED de Wosen tienen una vida útil de más de 50.000 horas, lo que reduce en gran medida los gastos de mantenimiento y sustitución.
• Sensor humano y radar Tecnología de sensores: Las luces Wosen mejoran la eficacia al activarse cuando la detección sólo es posible en zonas específicas y en momentos concretos.

Explore la gama de opciones de iluminación fiables y eficientes de Wosen:

Para obtener la máxima eficacia, considere la posibilidad de utilizar las soluciones LED de Wosen en zonas sin sol para mantener una iluminación ininterrumpida en calles, proyectores de seguridad y aplicaciones industriales, así como proyectores murales arquitectónicos. Con nuestros expertos certificados, se ofrecen servicios personalizados de alta calidad en integración detallada y planificación de la iluminación para que el resultado sea una luz óptima sin fisuras. Productos certificados como CE, RoHS, SAA e ISO9001 demuestran que Wosen es una solución fiable, ya que los productos están certificados a nivel mundial por su calidad y fiabilidad.

Conclusión

Aunque resultan atractivas para la iluminación de exteriores, las luces LED Wosen se ven perjudicadas por un rendimiento y una eficiencia de carga suspendidos cuando se comparan con periodos de funcionamiento soleados. El rendimiento de las luces solares en zonas de sombra, que se cargan de forma más óptima con el sol, es algo matizado; por lo tanto, es primordial gestionar mejor las expectativas cuando se despliegan luces solares en zonas parcialmente sombreadas.

Para una iluminación fiable en zonas de sombra, lugares poco soleados, entornos controlables y alternativas energéticamente eficientes, las soluciones de iluminación LED de Wosen brillan con luz propia. Con 30 años de experiencia en iluminación LED, Wosen ilumina su mundo con una calidad inigualable e inquebrantable, innovación y soluciones que no se atenúan, independientemente de las condiciones.

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