Ser fabricado con componentes de calidad y contar con un acertado diseño de iluminación es lo que hace eficiente a un sistema fotovoltaico. Son los aspectos en los que se tuvo especial cuidado al diseñar el proyecto de alumbrado instalado a lo largo de los 22 kilómetros que forman la segunda etapa del Viaducto Elevado Bicentenario, y que le han permitido operar de manera óptima durante tres años. Se utilizaron luminarias LED Prolific Series de corriente directa, desarrolladas por Lighting Science Group, especialmente para esta instalación a petición de su representante en nuestro país, BHP Energy México. La responsabilidad de la instalación del sistema fotovoltaico completo estuvo a cargo del ingeniero Luis Hernández Gaona especialista en sistemas fotovoltaicos.
“Este sistema es único en Latinoamérica”, comenta Alan Barson, director general de BHP Energy México. Orgulloso por los logros obtenidos, Barson explica a Iluminet que una de las filosofías del trabajo conjunto entre le empresa que dirige y Lighting Science Group es desarrollar tecnología innovadora, y “el equipo que se instaló en el Viaducto Bicentenario es un buen ejemplo de ello”.
Se necesitaron más de ocho meses para desarrollar este sistema que se apega a la normatividad, tiempo en que se logró una adecuada integración de los elementos involucrados en su fabricación, cada uno de los cuales fue detenidamente analizado y sometido a pruebas en la planta y después en situ en México.
El sistema fotovoltaico de iluminación de la segunda etapa de la citada vialidad —construida por la empresa española OHL—, destaca por tener una gran autonomía y un muy buen balance energético. Entre sus componentes se incluye una lámpara de la Serie Prolific DC que consume 95 watts, idónea para operar con un equipo fotovoltaico, explica el ingeniero Luis Hernández. La batería, por su parte, fue un diseño especial para México, y es la responsable de que la lámpara pueda alumbrar hasta cuatro días de manera ininterrumpida.
“Otras empresas que han trabajado en integraciones fotovoltaicas no han alcanzado la misma durabilidad ni la potencia”, comenta el Ing Luis Hernandez. En la segunda etapa de 22 km de la vialidad en cuestión se instalaron 1174 luminarios LSR3 DC, mejorando visiblemente la eficiencia energética con respeto a la primera etapa, en la cual se instalaron alrededor de 700 luminarios con un sistema fotovoltaico, suministrado por Grupo ECOS, en un tramo menor aproximado de 5 km.
BHP Energy México representante de Lighting Science Group, firma estadounidense que se especializa en el diseño de lámparas LED, se apoyó en tecnología mexicana para la creación del equipo fotovoltaico. Cabe señalar que hoy en día Lighting Science Group es la única empresa americana que produce luminarias en corriente directa para sistemas fotovoltaicos en diferentes potencias (35w/50w/75w/95w). Este último fue el primer proyecto de desarrollo tecnológico en el que trabajaron de manera conjunta las dos compañías y el ingeniero Luis Hernández, comenta que “fue una muy buena relación para generar la tecnología de un sistema de alumbrado público fotovoltaico para México”.
Sistemas fotovoltaicos y LEDs
Cuando inició su actividad profesional en la década de 1980, el Ing Luis Hernández trabajaba con sistemas fotovoltaicos para alumbrado público a base de vapor de sodio y Fluorecentes. En la actualidad recurre a la tecnología LED por su eficiencia y por los beneficios que brinda al utilizarse en sistemas de iluminación que operan con baterías solares. Hoy, explica, los LEDs son de quinta generación y alcanzan de 125 a 140 lúmenes por watt, además de contar con nuevas ópticas. “Que son totalmente viables para alumbrado ya que pueden dar muy buenos resultados”, señala.
Al diseñar y desarrollar sistemas fotovoltaicos, explica el Ing Hernández, algunas personas comenten el error de sacrificar la calidad del luminario de corriente directa, de la batería, de la celda y hasta del poste, por razones de presupuesto. El poste, por ejemplo, debe ser del calibre adecuado, debe tener cartabónes y estar galvanizado. Y es que al sacrificar la calidad, los resultados no suelen ser óptimos. Considera que si bien hace cuatro años un luminario tenía un costo 30 a 40 por ciento más alto que en la actualidad, la situación ha cambiado, la tecnología ha mejorado y los precios son más accesibles. “Al bajar el costo, crece la demanda, la tecnología empieza a permear y se destina no sólo a desarrollo de vialidades de alta velocidad”, comenta y añade que tal fue el caso que empujó al desarrollo de RoadMaster AC y DC. Luminario de última generación a precios accesibles y comparables a los de aditivos metálicos, en potencias de 35, 50 y 75 watts, que ya está al alcance de poblaciones que habitan áreas rurales y que ahora ya se pueden beneficiar de esta tecnología y tener acceso a una iluminación eficiente.
“El luminario solar en estos momentos ya no es tan caro para obra nueva, los precios de celdas y baterías han bajado, y crear un sistema adecuado puede ser económico”, comenta el Ing. Hernández. “El costo se prorratea en la vida útil del equipo”.
Un sistema fotovoltaico de iluminación eficiente a 3 años de su instalación. A pregunta de Iluminet sobre la posibilidad de que los sistemas de alumbrado público en cuyo desarrollo ha participado se conecten a la red de la Comisión Federal de Electricidad (CFE), el ingeniero Hernández considera que es una opción que se tendría que evaluar. No obstante, en su opinión, la CFE no parece poder satisfacer la demanda energética: “En México hay problemas, no tanto de generación, sino de trasporte de la energía”. A ello se suma el robo de cables de cobre de instalaciones subterráneas, lo cual ha obligado a elegir el cableado aéreo. Además, existe una medida aproximada que indica que se emiten 650 gramos de CO2 por cada kilowatt consumido de energía eléctrica, por lo que se está dañando el medio ambiente. “Los sistemas fotovoltaicos no emiten CO2”, explica.
En cuanto a las baterías, en cuyo diseño tiene amplia experiencia, el ingeniero explica que su tecnología ha evolucionado considerablemente y en la actualidad existen diferentes tipos, como las que se fabrican utilizando Ácido, AGM y Litio, asi como las celdas de Hidrógeno, estas últimas usadas en la industria automotriz. Incluso, añade, algunas de ellas tienen una duración de hasta 20 años, pero su mantenimiento es complicado por lo que no son viables para alumbrado. Pese a ello, no es pretexto para descartar su uso en equipos fotovoltaicos pues fue una batería de última generación la que se utilizó en el proyecto de la segunda etapa del Viaducto Elevado Bicentenario, la llamada AGM mejorada. Además, comenta, estos dispositivos son totalmente reciclables y el reciclado se lleva a cabo en una planta en Toluca y se entrega el certificado al cliente. En tanto, las celdas solares no tienen un impacto negativo en el ambiente ya que en su manufactura se utilizan silicios, elementos presentes en la naturaleza, los cuales se integran al medio.
Nuevos proyectos
El éxito obtenido con el diseño del sistema de iluminación para la segunda etapa del Viaducto Elevado Bicentenario, ha motivado a BHP Energy México, Light Science Group y al ingeniero Hernández a continuar colaborando, pues les abrió nuevas puertas para trabajar en proyectos de alumbrado público que utilizan celda solar. Satisfecha con los resultados, la constructora OHL solicitó el suministro del alumbrado de un tramo de 10 kilómetros más de la Autopista Urbana Norte que corre del Toreo de Cuatro Caminos al Eje 6 Sur y de diversas rampas de acceso por un total de casi 900 sistemas fotovoltaicos y cuya instalación se llevo a cabo en los últimos meses del 2012 y en este inicio de 2013.
En tanto, BHP Energy México sigue haciendo instalaciones de alumbrado público en corriente alterna y en corriente directa en México y América Latina.