Cada invierno un importador del sur de Chile nos hace la misma pregunta, con palabras un poco distintas: el panel queda enterrado tres días, la noche baja a -5 °C, ¿la luz va a seguir encendida a las seis de la mañana?
La respuesta honesta es que la temperatura es la menor de las cuatro cosas que lo deciden. El frío no es lo que rompe una luminaria solar. Lo que la rompe es la nieve sobre el panel, un panel orientado al lado equivocado, una inclinación demasiado plana y un cargador que ignora el termómetro, y tres de esas cuatro cosas se definen el día de la instalación, meses antes de la primera nevada.
Nuestra obra más fría está en Lonquimay, en la Región de la Araucanía, donde la instalación se hizo con -3 °C a -5 °C constantes. Las luminarias siguen encendidas todas las noches desde entonces.
Muy poco de lo que ocurre a -5 °C es dramático. Es un conjunto de cambios pequeños, y solo uno de ellos es peligroso.
| Pieza | A -5 °C | Qué significa para el comprador |
|---|---|---|
| Panel solar | Una celda fría es una celda algo más eficiente, así que la producción sube un poco en un día claro | El frío no es el problema del panel; la nieve encima sí |
| Batería LiFePO4 | La descarga continúa, la capacidad útil cae cerca de una décima parte y la carga debe bloquearse bajo 0 °C | Dimensione con esa pérdida y exija protección de carga a baja temperatura |
| Motor LED | Trabaja más frío que en verano, con una eficacia apenas mejor | No requiere ninguna acción |
| Sensor de radar | La detección no depende de la temperatura ambiente | No le afecta el frío, pero no es lo que enciende la luminaria |
| Sensor de luz | Una tormenta de nieve oscura se parece exactamente a la noche | El controlador, no el sensor, debe evitar el encendido diurno |
La única fila que puede terminar un proyecto es la segunda, y es una pregunta de diseño más que una pregunta de clima.
Un paquete LiFePO4 no se congela a -5 °C, porque el electrolito se congela muy por debajo de -30 °C, pero sí se vuelve lento. La resistencia interna sube, la tensión cae un poco más bajo carga y la energía disponible en descarga baja alrededor de una décima parte.
Lleve eso a un diseño real. Un paquete dimensionado para tres noches de autonomía a 25 °C es un paquete dimensionado para dos noches y media a -5 °C. En una obra con invierno despejado eso es invisible. En una obra que encadena cuatro días cubiertos en julio, es la diferencia entre una mañana débil y una mañana a oscuras.
El efecto de segundo orden es el que genera reclamos. En la mañana más fría del año un paquete al 60 % de carga todavía puede disparar el corte por baja tensión, porque las celdas frías se hunden bajo carga y el controlador lee tensión, no energía. La luminaria se apaga a las cuatro de la mañana con casi toda su energía adentro. Si su proveedor no sabe decirle si ese corte está compensado por temperatura, tome ese silencio como la respuesta.
Cargar una celda de litio por debajo de 0 °C deposita litio metálico sobre el ánodo en lugar de intercalarlo. Ese depósito no es reversible: cada carga en frío quita capacidad para siempre, y unas cuantas convierten un paquete de tres noches en uno de una sola noche.
Por eso un paquete para clima frío necesita un BMS con sensor de temperatura sobre las celdas y un corte de carga en 0 °C o apenas por encima. El comportamiento que usted quiere es aburrido. En una mañana de -5 °C el controlador se niega a cargar, el panel toma sol, la carcasa se entibia y una o dos horas después del amanecer las celdas están sobre cero y la carga empieza. Usted pierde parte de un día corto de invierno, no la batería.
Aquí es donde el formato todo en uno deja de ser un compromiso. En una luminaria integrada las celdas viven en el mismo cuerpo que el motor LED, así que el calor que los LED entregan de noche y el sol sobre la carcasa mantienen el paquete más tibio de lo que estaría en un gabinete separado enterrado al pie del poste. En clima frío eso no es una concesión; es la mejor arquitectura.
Un centímetro de nieve húmeda sobre un módulo bloquea prácticamente todo. Un día de nevada es entonces un día de producción cero, y la luminaria lo pasa consumiendo la reserva que usted dimensionó para la temporada de lluvias. Por eso la autonomía en noches pesa más en una región fría que cualquier cifra de temperatura en una ficha técnica.
La inclinación es la parte que todavía puede cambiar. Sobre un módulo de vidrio liso la nieve empieza a resbalar en algún punto por encima de 25–30°, cuando el sol entibia el vidrio; con los 10–15° que traen por defecto muchos soportes planos, se queda donde cayó. Instale el panel más inclinado que el valor por defecto si la obra ve nieve, y acepte el intercambio: un panel más inclinado recibe más viento y se nota más desde el camino.
Lo que no debe hacer es mandar a un equipo con un raspador metálico o un balde de agua caliente. El raspador marca el vidrio y el recubrimiento antirreflejo, y el agua caliente sobre un módulo a -5 °C es un choque térmico que suele pagar el sello y no el vidrio.
Casi todos los manuales de montaje del rubro están escritos para China, Europa o Estados Unidos, donde el panel mira al sur. Todo país de Sudamérica al sur del ecuador, es decir Chile, Argentina, Perú, Bolivia, Paraguay, Uruguay y el sur de Brasil, necesita el panel mirando al norte, porque ahí está el sol de invierno.
La penalización por equivocarse no es marginal. En Santiago, a 33,5° sur, el sol de junio nunca sube mucho sobre el horizonte norte, así que un panel orientado al sur pasa la mayor parte de los días más cortos del año apuntando lejos de la única luz que tiene. Un equipo que sigue un manual importado y orienta el panel al sur va a ver la luminaria encendida en marzo y apagada en julio.
Dirección e inclinación son una sola decisión. El punto de partida para rendir en invierno es la latitud más 10–15°: unos 45° en el centro de Chile y 55–65° en la Patagonia, a 50–60° sur, que además es el rango que descarga bien la nieve.
Una fotocelda enciende la luminaria cuando baja el nivel de luz, y una nevada fuerte baja el nivel de luz hasta algo parecido a la noche. La luminaria entonces trabaja a plena potencia en pleno día, sobre un panel que no produce nada, y vacía en pocas horas una reserva que tardó una semana en formarse.
El arreglo está en el controlador y no en el sensor: un retardo de confirmación de anochecer, para que la luminaria solo encienda cuando la oscuridad lleva varios minutos, más una ventana horaria que prohíbe el encendido en las horas en que debería estar apagada. Es un ajuste de dos líneas y casi nadie lo pide.
Luxey fabrica iluminación LED de exterior en Shenzhen desde 2007 y abastece a distribuidores, contratistas y municipios en más de 76 países, bajo un sistema ISO 9001 con laboratorio de ensayos propio. Las series AIOH y AIOAS comparten una plataforma LiFePO4 dimensionada para 3.000 ciclos al 80 % de su capacidad original, y cada unidad pasa un ensayo de envejecimiento de 24 horas antes de salir.
Para una obra fría resolvemos cuatro decisiones en orden: el azimut y la inclinación, la autonomía con la base atenuada y no a plena potencia, el perfil de carga a baja temperatura y el ajuste de confirmación de anochecer. Las dos primeras deciden si la luminaria pasa un invierno; las dos últimas deciden si la batería pasa cinco.
¿A qué temperatura deja de funcionar una luminaria solar? Por debajo del rango declarado en su ficha técnica, que en nuestras series AIOAS y AIOX es -20 °C. A -5 °C no se detiene nada: la luminaria trabaja, el paquete simplemente guarda menos energía y el panel produce algo menos porque el día de invierno es corto y el sol va bajo.
¿Carga una luminaria solar en un día nublado o de nieve? En un día nublado produce algo, quizá un quinto o un tercio de su rendimiento con cielo claro, y casi nada en un día con nieve sobre el vidrio. Ese es el día que la batería tiene que sostener, y por eso una obra en región fría se dimensiona por autonomía en noches y no por watts de panel.
¿El frío daña la batería? Descargar en frío no daña un paquete LiFePO4, solo reduce lo que se puede sacar. Cargar por debajo de 0 °C sí lo daña, de forma permanente, y por eso el corte de carga es la especificación que más importa y la que menos se cotiza.
¿Necesito una batería más grande para un clima frío? Normalmente un poco más, por dos razones que se suman: cerca de una décima parte de la capacidad no está disponible a -5 °C y el día de invierno es más corto, así que hay menos tiempo para reponer energía. Dimensione con el peor mes y no con el promedio.
¿La nieve puede romper el panel o la luminaria? El vidrio y la carcasa no son el punto débil; el sello y el soporte lo son. El hielo que se acumula y luego se expande, y la carga de viento sobre un panel muy inclinado, son las dos cosas que hay que revisar en una instalación de región fría.
¿Las luminarias siguen encendidas cuando el panel está cubierto de nieve? Sí, y es el comportamiento correcto: la luminaria tiene un paquete cargado y el camino sigue necesitando luz. La falla que hay que vigilar es la contraria, una luminaria que enciende durante una ventisca oscura y quema su reserva antes de la tarde.
Solicite una cotización or vea la gama de luminarias solares.
Nuestro equipo de 25 ingenieros ofrece consultoría de proyecto gratuita y cotizaciones rápidas y precisas.
Solicitar cotización