¿Qué es y cómo trabaja un regulador de carga solar?
En este artículo te explicaré que es, que hace y como trabaja un regulador de carga solar. Además aprenderás a identificar las clases de reguladores de carga que hay en el mercado y cual es el más conveniente para tu instalación solar fotovoltaica.
Si estás pensando en hacer una instalación fotovoltaica o ya tienes una, veras la importancia de el regulador de carga solar y cómo este afecta al conveniente funcionamiento de tu instalación.
Muy bien comencemos por el principio.
¿Qué es un regulador de carga solar?
El regulador de carga solar básicamente es un dispositivo electrónico que controla constantemente el estado de carga de las baterías para realizar un llenado óptimo y alargar su vida útil.
El regulador de carga solar se instala entre el campo fotovoltaico y el campo de baterías y básicamente se encarga de controlar el flujo de energía que circula entre ambos elementos. El control de flujo de energía se realiza mediante el control de los parámetros de Intensidad (I) y Voltaje (V) al que se inyecta en la batería, este flujo depende del algoritmo de carga de las baterías y de la energía generada por el campo fotovoltaico, determinando las fases o estados de carga.
El regulador de carga solar protege la batería contra sobrecargas, llenándola según le resulte más conveniente en cada momento a la batería.
Estados de un regulador de carga solar
Existen tres estados de carga posibles:
- Fase Bulk: En esta fase la batería esta descargada y toda la corriente producida por los paneles solares fotovoltaicos es inyectada en las baterías, aumentando la tensión en el campo de las baterías medida que estas se van llenando.
- Fase absorción: Cuando la tensión de la batería alcanza la tensión de absorción (en las baterías de plomo-ácido abiertas 14,4V y en las baterías AGM y en las baterías GEL 14,1V el regulador de carga solar se encarga básicamente de mantener la tensión ligeramente por debajo de dicho valor y reduce la corriente paulatinamente hasta que este llena totalmente la batería.
- Fase de Flotación: Tras la fase de absorción el regulador de carga solar alcanza la fase de flotación (generalmente 13,5 V), además en esta fase la corriente inyectada se reduce hasta que la batería se llena por completo.
Hay que tener en cuenta que toda la energía que se genera mayor a la energía que es posible inyectar en la batería se pierde por efecto Joule, en forma de calor en el regulador, por lo que es importante escoger el regulador de carga solar apropiado para tu instalación fotovoltaica.
Consumo en Continua
Cuando el regulador de carga solar tiene conectado un consumo en corriente continua protege la batería contra descargas profundas.
El regulador de carga solar tiene un interruptor tipo A que corta la corriente entregada por la batería al consumo sólo cuando este se realiza en continua, ya que la corriente sí que pasa por el regulador. En los reguladores con display, cuando no hay consumo en corriente continua, la pantalla de “Consumo o Load” aparecerá el valor 0A.
Algunos reguladores permiten el control de cargas mediante la programación de encendidos y apagados de las cargas. Está opción es especialmente útil para luminarias o equipos donde se quiere encender la luz cuando la radiación solar es baja (atardecer) y apagarla cuando la radiación solar vuelve a subir (amanecer).
Consumo en alterna
Lo mas habitual es la conexión del regulador de carga solar para el consumo en alterna, en cuyo caso la descarga de la batería se realiza por el inversor y el regulador de carga no puede controlar la descarga de la batería.
Tipos de reguladores de carga solar
Existen dos tipos de reguladores de carga solar para las instalaciones fotovoltaicas: Los reguladores PWM (Modulación por anchura de pulsos) y los reguladores MPPT (Seguidor del Punto de Máxima Potencia).
Regulador de carga solar PWM
Un regulador de carga solar PWM es un regulador de carga sencillo que actúa como como un interruptor entre los Paneles solares fotovoltaicos y la batería. Cando los paneles fotovoltaicos están conectados a un regulador de carga solar PWM estos están forzados a trabajar a la tensión de la batería (por ejemplo cuando cargamos una batería a 13,5 V los paneles fotovoltaicos también dan 13,5 V), esto provoca perdidas de rendimiento respecto al al punto de máxima potencia (MPP) de los paneles fotovoltaicos. En cuanto se llega a la fase de absorción de la batería, el regulador de carga solar empieza a cortar parte de la posible producción de los paneles fotovoltaicos, modificando la anchura de los pulsos, es decir cortando muchas veces por segundo el contacto entre los paneles fotovoltaicos y la batería, para que no se sobrecargue la batería.
Las ventajas de este tipo de regulador de carga solar son la sencillez, su reducido peso y el precio. La desventaja principal es la pérdida de rendimiento con respecto a un regulador de carga MPPT, es decir un regulador de carga PWM va a extraer menos energía de un campo fotovoltaico que un regulador de carga MPPT, por lo cual se necesitan más paneles fotovoltaicos para sacar la misma producción.
Regulador de carga solar MPPT
Un regulador de carga solar MPPT lleva incorporado un seguidor de punto de máxima potencia (Maximum Power Point = MPPT) y un convertidor CC-CC (transformador de corriente continua de más alta tensión a corriente continua de de más baja tensión para alargar la carga de la batería). El MPPT se encarga de trabajar en la entrada de los paneles fotovoltaicos a la tensión más conveniente , para sacar la máxima potencia o para limitar la potencia en fase de “absorción” y “flotación”
Ventajas de un regulador de carga MPPT frente a uno PWM
- Saca más rendimiento de lo paneles fotovoltaicos
- Permite emplear paneles fotovoltaicos que no se pueden emplear con un regulador de carga solar PWM, por cuestiones de incompatibilidad de la tensión del panel con la batería.
- Permite trabajar a mayor tensión en el campo fotovoltaico disminuyendo caídas de tensión respectivamente permitiendo emplear cables de menor sección.
¿Como elegir un regulador de carga adecuado?
Para elegir el regulador de carga solar adecuado debes tener en cuenta el tipo de aplicación, potencia distancias y tipo de paneles fotovoltaicos. En general se puede decir que cuanto mayor la potencia del campo fotovoltaico, más conviene un regulador de carga MPPT.
En todo caso recomiendo que el regulador de carga solar lleve sonda de temperatura, para ajustar la tensión de carga a la temperatura de la batería, ya que la tensión de la batería como había comentado antes, varía con la temperatura. Esto te permitirá programar y ajustar las tensiones de carga a la batería que se emplea , ya que según el tipo de batería y fabricante puede haber diferencias en las tensiones recomendadas de carga.
A veces hay que pensar también que tipo de paneles solares tenemos y si compensa poner un regulador de carga solar MPPT o uno PWM , o quizás añadir un panel solar más compense esa diferencia. Todo depende del tipo de instalación fotovoltaica.
