Adoptar sistemas de paneles solares es la mejor decisión que podemos tomar hoy en día, pero es importante informarse sobre los aspectos básicos antes de hacerlo. Los diferentes tipos de controladores de carga solar también forman parte del sistema fotovoltaico. Analicémoslos en detalle.
¿Qué es el controlador de carga solar?
Es un regulador de la batería solar que evita la sobrecarga. Los controladores de carga solar son la puerta de entrada al sistema de almacenamiento de baterías. Garantizan que las baterías no sufran daños por sobrecarga y son especialmente necesarios en sistemas solares aislados de la red eléctrica. MPPT y PWM son los tipos más conocidos de controladores de carga solar.
¿Cuáles son los tipos de controladores de carga solar?
Básicamente, hay 4 tipos de controladores de carga.
1. Controlador de carga MPPT
Permite que el voltaje de los paneles solares varíe con respecto al voltaje de la batería . El seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) puede identificar el punto de máxima producción de energía de los paneles solares con su función de entrada de arreglo variable.
Interrumpen el circuito entre los paneles solares y las baterías, protegiendo así eficazmente el sistema. Los controladores MPPT se utilizan preferentemente en sistemas con conexión a tierra negativa, ya que utilizan una referencia de línea negativa y luego conmutan a la línea positiva.
Limitación : La disipación de calor es un problema común en los controladores de carga MPPT, especialmente cuando se utilizan en grandes conjuntos solares.
2. Regulador PWM
Estos reguladores funcionan constantemente como un controlador de encendido/apagado rápido y se autoajustan variando la velocidad y la amplitud de los pulsos enviados a la batería. Con una amplitud del 100%, los paneles solares cargan la batería solar al máximo, pero con una amplitud del 0%, el transistor está apagado.
Esto impide el flujo de corriente desde los paneles hacia las baterías. Esto suele ocurrir en caso de sobretensión o cuando la batería está completamente cargada. Algunos reguladores PWM pueden convertirse en reguladores en serie para cargas sensibles si presentan problemas con el ruido generado por la frecuencia PWM. Los controladores PWM son similares a los reguladores en serie, pero no utilizan transistores.
Limitación : los reguladores PWM tampoco pueden soportar temperaturas extremadamente altas.
3. Regulador en serie
Este controlador de carga solar abre el circuito cuando la batería alcanza un voltaje determinado . Luego, permite el flujo de corriente entre las baterías y los paneles solares hasta que vuelve a alcanzar el voltaje de desconexión (alta temperatura). Un regulador en serie utiliza un relé o un transistor para conectar o desconectar los paneles solares con las baterías.
Estos controladores de carga se pueden usar en ambos sistemas de tierra (negativo y positivo). Los reguladores en serie, también conocidos como reguladores de encendido/apagado, permiten que las baterías tengan corriente completa o nula.
4. Regulador de derivación
Estos dispositivos provocan un cortocircuito en los paneles solares cuando las baterías alcanzan un voltaje determinado . También conocidos como reguladores de impulsos, son controladores de carga de un solo estado que funcionan activando y desactivando la regulación de carga.
Los reguladores de derivación también cuentan con un transistor y un diodo de bloqueo. El primero interrumpe o conecta el panel solar con las baterías, mientras que el segundo protege simultáneamente la batería de cortocircuitos.
Estos tipos de controladores de carga solar son ideales para sistemas con conexión a tierra negativa, ya que su diodo de bloqueo se encuentra en el diodo positivo. Esto los hace ideales para sistemas fotovoltaicos pequeños.
Ver también : Ajustes del controlador de carga solar
¿Cuáles son las funciones de los controladores de carga solar?
Aquí hay una lista de funciones realizadas por los tipos de controladores de carga solar.
- Protección de circuito abierto de la batería:Una vez que la batería esté cargada normalmente, el voltaje se limitará a través de la carga para garantizar que ni la carga ni la batería sufran daños.
- Control de luz diurnaAl usar luces solares, durante el día (con buena luz solar), el controlador de carga desactiva automáticamente la salida de la carga. Al anochecer, activa la carga automáticamente, por lo que las luces solares se encienden por la noche y se apagan por la mañana.
- Proteccion contra rayosDurante las tormentas eléctricas, la probabilidad de descarga de rayos aumenta si los paneles solares están instalados en altura. En caso de descarga de un rayo, se suministra alto voltaje a través de cables que las baterías y las cargas no pueden soportar. Los controladores de carga interrumpen el circuito para evitar que este alto voltaje llegue al sistema de energía solar y sus dispositivos.
- Protección contra cortocircuitos y sobrecorrientes de cargaNormalmente, las baterías solares son de 12 V, por lo que si la corriente de carga supera los 10 A o más, la carga se cortocircuita. Al romper el fusible del circuito, se funde. Este se puede reemplazar y el controlador de carga solar estará listo para usar.
- Protección de sobrecarga:Si el voltaje de carga (DC) es mayor que el voltaje de protección, el controlador de carga desconectará automáticamente la batería de una fuente de energía (paneles solares) para evitar que se sobrecargue.
- Protección contra sobredescarga:Cuando el voltaje de la batería es inferior al voltaje de protección, el controlador de carga desconecta la batería de la carga y la protege contra la descarga o la sobredescarga.
- Proteccion al sobrevoltajeCuando el voltaje es demasiado alto, los controladores de carga solar desactivan la salida automáticamente. Controlan el voltaje y abren el circuito cuando el voltaje de la batería alcanza un nivel óptimo.
- Protección de conexión de batería inversaEn caso de inversión de la polaridad de la batería, los controladores de carga ayudan a evitar cualquier fallo. Una vez corregida la polaridad, se puede utilizar la batería.
- Función de autocomprobaciónSi el controlador de carga no funciona correctamente debido a factores internos o externos, realiza una autocomprobación. Posteriormente, envía señales y advertencias al usuario mediante monitores y aplicaciones móviles.
- Compensación de la temperaturaLos controladores de carga solar monitorean la temperatura de la batería. Si la temperatura no es ideal, regulan el valor de carga y descarga, optimizando el funcionamiento de la batería.
Comprenda más sobre la salida de carga del controlador de carga solar.
¿Cuáles son las aplicaciones de los tipos de controladores de carga solar?
Con el aumento del uso de sistemas de paneles solares, los controladores de carga solar también tienen una gran demanda. Generalmente, en combinación con un sistema de energía solar aislado de la red, un controlador de carga solar puede utilizarse en diversas aplicaciones.
- Sistema de energía solar híbrido (residencial)
- Los sistemas de energía solar pequeños utilizan controladores de carga de modulación de ancho de pulso (PWM).
- Farolas solares y luces solares
- Las turbinas eólicas y las pequeñas turbinas hidráulicas utilizan controladores de carga de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT).
¿Puedo utilizar un panel solar sin controlador de carga?
Sí, técnicamente se pueden usar paneles fotovoltaicos sin controlador de carga y conectarlos directamente a la batería. Generalmente, se recomienda usar paneles solares con un controlador de carga . Sin embargo, las siguientes condiciones pueden considerarse excepciones.
- Con paneles solares de baja potencia Puede omitir el controlador de carga. Esto probablemente no dañará la batería, ya que su voltaje de funcionamiento se reduce al conectarla.
- El voltaje de la batería y del panel se sincronizan, lo que significa La salida de voltaje del panel y la entrada de voltaje de la batería son casi iguales.
- En caso de que esté cargando lentamente una batería de paneles solares de alrededor de 5W.
- Utilice puertos USB en paneles solares porque los paneles tienen chips IC inteligentes integrados que regulan el voltaje suministrado a su dispositivo, protegiéndolos así de sobrecargas o sobrecargas.
IMPORTANTE : Si un panel emite 2 vatios o menos por cada 50 amperios-hora de la batería, entonces, según la regla general, es necesario un controlador de carga.
Así, con diferentes tipos de controladores de carga solar, podemos proteger nuestros sistemas fotovoltaicos. Si bien los MPPT se consideran los más efectivos, otros también son adecuados según el tipo de sistema y la energía que utilicemos. Explore nuestro sitio web para obtener más información útil sobre sistemas de paneles solares, componentes y temas relacionados.
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