En los kits solares con baterías, se utilizan de los que no suele decirse mucho, pero que son indispensables para el óptimo funcionamiento del sistema. Uno de ellos es el regulador de carga, cuya función es controlar el flujo de energía que circula entre el campo de baterías y el campo fotovoltaico. El regulador se coloca entre ambos. Presenta varias características y hay varios tipos, que es importante conocer si adquirirán un ejemplar para su sistema solar.
Estados de carga
En el proceso de conversión de energía solar en eléctrica se usan conceptos, como el control de flujo de energía. El último se lleva a cabo mediante el control de los parámetros de voltaje e intensidad que se inyectan en la batería. También depende del estado de carga de las baterías que funcionan en el sistema fotovoltaico y de la energía producida por el campo fotovoltaico.
En este contexto, el regulador de carga (cuyo uso es importante en los paneles solares) se presenta como el dispositivo de control constante del estado de carga de las baterías, que permite realizar el llenado óptimo para prolongar su vida útil. Ahora bien, son tres los estados de carga que encontrarán:
Etapa bulk
En esta, las baterías están descargadas y se inyecta en ellas toda la corriente generada en el campo magnético, lo que incrementa la tensión en ellas a medida que se llenan.
Etapa de absorción
Al alcanzar la tensión de la batería la tensión de absorción (en los ejemplares AGM y GEL 14.1 V y plomo-ácido abiertas 14.4 V) los reguladores mantienen la tensión un poco más debajo de dicho valor y la corriente disminuye hasta que la batería esté completamente llena.
Etapa de flotación
En esta, disminuye la tensión a la tensión de flotación (usualmente, 13.5 V) y reduce la corriente inyectada hasta que la batería esté completamente llena.
Sepan que hay un efecto en el regulador conocido como efecto Joule, que implica la pérdida de toda la energía generada que sea mayor a la que es posible inyectar en la batería. Es por ello que el regulador de carga consiste en un dispositivo que protege a las baterías contra las sobrecargas y las llena según la conveniencia en cada momento.
Usualmente, el regulador requiere programarse para señalarle características, como tipo de baterías, capacidad y tensiones operativas. Para hacerlo, es importante que sean asesorados por un experto, por lo que, al adquirir un ejemplar, inclínense por aquel que brinde capacitación adicional sin costo. Cabe agregar funciones secundarias que efectúan, como brindar información del sistema, como corriente generada, estado de carga, voltaje de baterías, historial, entre otros. Esto aplica únicamente para modelos con display.
Protección frente a descargas profundas
Hay una función adicional que suele atribuirse a los reguladores de carga y que se realizan únicamente cuando un consumo está conectado en corriente continua. Nos referimos a la protección frente a descargas profundas. Estos poseen un interruptor tipo A, encargado de cortar la corriente que la batería entrega al consumo solamente al realizarse este en continua. Por tal motivo, en los dispositivos con display, cuando no existe consumo en corriente continua, aparece el valor 0 A en la pantalla de «Load» o «Consumo».
Si se consumirá en alterna, que es lo más común, la descarga de las baterías es efectuada por el inversor y el regulador de carga no puede controlarla. Existen ejemplares que permiten controlar las cargas por medio de prendidos y apagados programados de las cargas en corriente que se conectan a ellos.
Se trata de una opción ventajosa, especialmente para sistemas de luces o equipos donde sea necesario encender la luz cuando la radiación solar disminuye de un umbral específico y apagarla al retornar la radiación, es decir, al amanecer. Cabe añadir que la energía nocturna es extraída de la energía que se inyectó en la batería durante el día.
Dos tipos de reguladores
Ahora bien, hay dos tipos de reguladores para las instalaciones de paneles solares en Santiago:
PWM (Modulación por anchura de pulsos)
Actúan como interruptores entre la batería y placas fotovoltaicas. Fuerzan a los módulos a operar a la tensión de la batería sin instalación adicional. Por ejemplo, los paneles cargarán la batería con una tensión de 12 V si es de 12 V. Al alcanzar la fase de absorción en la carga de la batería, modifican la intensidad de los pulsos, cortan los contactos entre la batería y módulo varias veces por segundo y evitan las sobrecargas.
MPPT (Seguidor del Punto de Máxima Potencia)
Permiten sacar más rendimiento a los módulos fotovoltaicos y permite usar los paneles que pueden emplearse con los PWM, por cuestiones de compatibilidad de la tensión de batería y panel. Pueden encontrarse de hasta 100 A y, generalmente, brindan más garantía que los PWM.
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