Conversión de CA a CC para alumbrado público
-- guía de ingeniería
Conversión de CA a CC para alumbrado público: guía de ingeniería
see our shading guide La conversión de un circuito de luz de calle de CA a una luz de calle solar de CC es un cambio de arquitectura, no un intercambio de componentes. La versión original de esta página enmarcó el trabajo como un ejercicio de electrónica de potencia: rectificadores, filtros, inversores. usted está quitando la alimentación de la red de un circuito de iluminación y reemplazándolo con una fuente de CC autónoma en cada polo. que sitios encaja, y la economía honesta.
Lo que realmente implica la conversión
Un circuito de luz de calle AC tiene tres partes: la alimentación de la red, el engranaje de control El panel genera CC directamente; un controlador de carga regula el flujo en una batería LiFePO4-fosfato de hierro y litio, la química que utilizamos porque tolera el ciclo de estado parcial y mantiene la capacidad mucho más tiempo que el plomo-ácido en el mismo deber; y la luminaria LED se alimenta de la batería.Nada en esa cadena necesita un rectificador.
La explicación de rectificador y filtro de la página original describe una fuente de alimentación de CA/CC alimentada por la red. Ese hardware mantiene exactamente un papel en la iluminación: alimentar cargas de CC como cámaras de CCTV, pantallas de información o módulos de comunicación desde un circuito de CA sin una batería en el medio.
Los cuatro problemas que impulsan estas retrofits
La mayoría de las consultas de actualización que recibimos comienzan con uno de los cuatro problemas con el circuito de CA existente. No son igualmente graves, y ayuda a clasificarlos antes de gastar dinero:
- **Las luminarias antiguas de sodio de alta presión o las luminarias LED de primera generación se desplazan por debajo de los estándares de iluminación actuales. Un accesorio LED de CC restaura la salida, pero el primer paso honesto es un cálculo de iluminación contra la clase de carretera (EN 13201 en Europa, orientación IES en América del Norte) antes de ordenar cualquier hardware.
- Circuitos complejos e indocumentados. Cuando las zonas fueron cableadas en diferentes décadas por diferentes contratistas, la búsqueda de fallas a menudo cuesta más que la energía que protege. Las unidades solares independientes eliminan por completo el circuito en serie: la falla de un polo no se produce en cascada en la línea.
- Reemplazo de cabezales de lámpara. Los modelos mixtos y los controladores incompatibles convierten un intercambio de 20 minutos en un ejercicio de adquisición. Estandarizar en una familia de accesorios de CC con controladores compatibles termina con eso.
- Temporizador o control manual. Fotocelda y control basado en el tiempo son estándar en cada accesorio de CC que construimos. Es el más pequeño de los cuatro problemas y no debe llevar el caso de negocio por sí solo.
Dónde encaja la conversión-y dónde no
Lo primero que pedimos en una consulta de retrofit es una encuesta de postes con fotos de sombreado y la tarifa de utilidad. Con esas dos entradas devolvemos un cálculo de iluminación y un cálculo de autonomía.
| Criterio | Conversión a DC solar fits | Permanezca en AC |
|---|---|---|
| Red de alimentación | Ausente , o zanja para llegar a él es el costo dominante del proyecto | Presente en el polo , tarifa baja |
| El Pole Shading | Gestionable o solucionable con un montaje de panel remoto | Canopy pesado : resuelva el problema de la sombra primero ( consulte nuestra guía de sombreado ) |
| Pole Condición | Sonido , o reutilizable después de una comprobación de carga | Polos al final de su vida útil : presupueste nuevos postes en cualquier caso |
| Niveles de luz | Clase de carretera/parque con un accesorio de 20 - 100 W DC | De mástil alto o calzada muy ancha , donde las unidades de CC dejan de ser económicas |
Un sitio con una alimentación de CA existente , postes de sonido y tarifas bajas aún puede valer la pena actualizar , con una luminaria mejor en la alimentación existente , no con energía solar .
Parámetros típicos del sistema para iluminación de CC independiente
Los rangos a continuación son los sobres típicos de nuestra práctica de productos , no una cotización . El tamaño final proviene de los cálculos de iluminación y autonomía :
| Parámetros | Rango típico | Notas |
|---|---|---|
| Sistema de voltaje | 12 V y 24 V DC | 24 V preferido para carreras más allá de~15 m o cargas por encima de~60 W |
| LED Fixture Load | 20 - 60 W (vía) , 30 - 100 W (carretera) | Ajuste por el cálculo de iluminación , no por el vataje de la lámpara vieja |
| Módulos PV | 60 - 150 W todo-en - uno ; 100 - 400 W dividido | Los sistemas de división permiten la colocación remota del panel lejos de la sombra |
| Batería | 30 - 100 Ah LiFePO4 a 12 V | Tamaño para 3 - 5 noches sin sol a la carga de diseño |
| Carga Controladora | MPP , 10 - 20 años | MPPT gana su costo cuando el panel Vmp (voltaje de potencia máxima) se encuentra muy por encima del voltaje de la batería |
La regla de caída de voltaje que la página original omite
El original afirma que la transmisión de CC tiene una pérdida de energía menor que la de CA . A nivel de polo , eso es cierto : un bucle de CC no conlleva pérdidas de transformador o reactivos , pero la afirmación viene con una condición que el original nunca establece : A 12 V , la corriente es alta , Una carga de 60 W a 12 V consume 5 A . Envíe esos 5 A por un cable de 30 m de tamaño insuficiente y la luminaria se atenúa visiblemente .
Un ejemplo calculado , usando resistividad de cobre estándar : 5 A sobre un recorrido de 30 m (60 m de bucle) en un cable de 4 mm ² da aproximadamente 1.3 V de caída , aproximadamente el 11% de un sistema de 12 V , y suficiente para empujar a un conductor hacia su corte .
- Mantenga los circuitos de 12 V por debajo de aproximadamente 15 m , o suba el sistema a 24 V.
- Calcule la caída del horario real del cable antes de ordenar el cable , no después .
- Utilice MPPT donde las carreras son largas : permite que el panel funcione a un voltaje más alto y se convierte cerca de la batería , cortando la corriente en el cable . Nuestra calculadora de tamaño del controlador hace esta aritmética para un panel , batería y longitud de carrera dados .
Cuando realmente necesita el inversor (DC → AC)
Algunas modificaciones necesitan CA en el poste : una cámara , una pantalla , un sensor con un adaptador de CA . Luego agrega un inversor entre la batería y la carga , que ajusta la frecuencia de salida y el voltaje como señala la página original .
- Onda sinusoidal pura para electrónica . Los inversores cuadrados modificados alteran algunos controladores y suministros de modo de conmutación .
- Tamaño a la carga continua , no al pico . Un inversor calificado para un aumento que nunca ve es dinero gastado en pérdidas ociosas .
- Un inversor de 200 W que quema 5 - 10 W sin carga puede drenar una batería pequeña durante la noche . En un sistema autónomo de tamaño estrecho , ese consumo de inactividad es la diferencia entre una autonomía de 3 noches y una de 4 noches .
La ventaja genuina de la CA es la transmisión de larga distancia a alto voltaje , que es irrelevante en un solo polo . Donde ya existe una alimentación de red estable , la alimentación de equipos de CA supera directamente la adición de pérdidas del inversor en la parte superior de las pérdidas de ida y vuelta de la batería .
La economía honesta
Tres líneas llevan el caso , y cada una tiene un supuesto adjunto :
- No hay factura mensual de electricidad para la iluminación . Cierto para una unidad de CC independiente . La línea de compensación es una reserva de reemplazo de batería : los paquetes de LiFePO4 en servicio al aire libre generalmente necesitan reemplazo en el año 5 - 8 dependiendo del clima y la profundidad de descarga .
- El ahorro en comparación con permanecer en la CA depende de la tarifa y la zanja . Cuando la alimentación de la red llega al polo y no se necesita zanja , la recuperación de la conversión se extiende más allá de una década .
- **Los sistemas de LED de CC duran más que los accesorios de sodio de CA principalmente porque las fuentes de LED se degradan lentamente , pero las partes que limitan la vida útil son el controlador y la batería , ambos elementos de línea reemplazables , no accesorios sellados .
Lo que no cubre esta página
Esta página cubre la arquitectura de CC para retrofits de iluminación de carreteras y parques . No cubre inversores fotovoltaicos conectados a la red , farolas híbridas con alimentación de respaldo de CA , plantas rectificadoras de telecomunicaciones -48 V o UPS industriales . Para dimensionar una retrofit específica , comience con la calculadora de tamaño de controlador ; para ver el hardware , navegue por la línea de alumbrado público solar todo en uno . Si el problema real en su sitio es la sombra en lugar de la alimentación de CA , nuestro enfoque de instalación de panel separado suele ser la solución más barata , y el fondo del controlador está en MPPT vs PWM : cómo elegir .