Un controlador de carga solar, también conocido como regulador de carga solar, se utiliza principalmente en sistemas solares fuera de la red y forma una parte importante de estos sistemas. El principio de funcionamiento del controlador de carga solar es transformar, regular y controlar el flujo de la corriente generada por los paneles solares y pasarla a las baterías conectadas para evitar sobrecargas o descargas excesivas.
Los controladores de carga solar se pueden clasificar en: controlador de carga de modulación de ancho de pulso (PWM) y controlador de carga de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT). Mientras que la eficiencia operativa de un controlador de carga PWM es aproximadamente del 70%, la eficiencia operativa de un controlador de carga MPPT es aproximadamente del 90%. Además, un PWM corta el exceso de voltaje solar, lo que a su vez resulta en una pérdida de energía total.
El controlador de carga solar PWM es básicamente un interruptor que se usa para conectar un panel solar a una batería. Como resultado, el exceso de voltaje generado por la matriz solar se reduce al valor de voltaje de la batería. El controlador de carga solar PWM es una buena solución de bajo costo solo para sistemas solares pequeños-medianos, también cuando la temperatura de la celda solar está en el rango de 45 y 75 °C.
El regulador de carga modificará su voltaje de información para recolectar la energía más extrema de la exhibición basada en la luz solar y luego cambiará esta energía para suplir la necesidad de voltaje diferente de la batería además de la pila. Para usar por completo la capacidad del controlador de carga solar MPPT, el voltaje de exhibición debe ser generosamente más alto que el voltaje de la batería. MPPT es el arreglo de decisión para estructuras de mayor potencia y también recolectarán significativamente más energía cuando la temperatura de la celda basada en la luz solar es baja (por debajo de 45 °C) o alta (por encima de 75 °C) o cuando la irradiación es baja.
El controlador de carga solar generalmente opera regulando el flujo de energía desde los paneles al sistema de almacenamiento de energía, que está conectado directamente como un sistema acoplado a CC. Uno de los resultados más importantes de esto es que les da a las baterías en el sistema de almacenamiento una vida más larga.
El controlador normalmente hace esto evitando la sobrecarga de los sistemas e incluso en ocasiones contra la sobretensión, lo que puede generar un riesgo de seguridad. Por lo general, los controladores de carga solar están diseñados como circuitos integrados dentro de un paquete de baterías o como sistemas completos independientes.
La creciente adopción de controladores de carga solar en operaciones remotas está impulsando de manera prominente sus ventas. En línea con la creciente demanda de un fácil acceso a los dispositivos para recopilar información, la necesidad de baterías de almacenamiento eléctrico está aumentando, lo que impulsa el mercado de controladores de carga solar.
Según el FMI, se espera que siga siendo el factor clave que impulsa la demanda de controladores de carga solar a nivel mundial. La baja disponibilidad de electricidad en ciertas regiones y frecuentes cortes de energía están impulsando la adopción de controladores de carga solar. Esta tendencia ha ido ganando terreno en países de África, Asia y América Latina.
Recientemente, el crecimiento en la instalación de sistemas de paneles solares fuera de la red, marca una tendencia importante en el panorama del controlador de carga solar. El aumento de la conciencia junto con las subsidiarias para la instalación de sistemas de celdas solares fuera de la red será un importante impulso para el mercado global de controladores de carga solar.
Más sobre las funciones de un controlador fotovoltaico
Un controlador fotovoltaico también puede evitar la sobrecarga
Una vez que una batería está completamente cargada, no puede almacenar energía solar entrante. Si esa energía continúa aplicándose, el voltaje de la batería se vuelve demasiado alto. Un controlador de carga fotovoltaica evita la sobrecarga al reducir el flujo de energía a su batería una vez que alcanza un cierto voltaje.
Una vez que el voltaje cae cuando la intensidad del sol es menor o hay un aumento en el uso eléctrico, el controlador permitirá la máxima carga posible. Esto se conoce como regulación de voltaje y es una función vital del controlador. Esencialmente, el controlador mira el voltaje y luego regula la carga de la batería.
Ciertos controladores regularán el flujo de energía a la batería del generador solar apagando o encendiendo la corriente por completo. Esto se conoce como control de encendido/apagado. Otros controladores reducirán gradualmente la corriente.
Carga fotovoltaica: temperatura frente a puntos de ajuste de control
Los puntos de ajuste preferidos para la carga del controlador fotovoltaico variarán según la temperatura de la batería. Algunos controladores constan de una carga fotovoltaica denominada «compensación de temperatura». Con esto, el regulador de carga detecta que la temperatura de la batería está bajando y por lo tanto aumenta los puntos de ajuste. Si no fuera así, la carga se reduciría demasiado pronto cuando la batería se enfríe.
Hay controladores que tienen un sensor de temperatura incorporado. Estos deben montarse en algún lugar donde la temperatura sea lo más cercana posible a las baterías. Los controladores de rango superior vienen con una sonda de temperatura remota que está conectada a una batería para que pueda informar su temperatura a su controlador.
Puntos de ajuste de control vs. Tipo de batería
Los puntos de ajuste ideales para el control de la carga dependen del diseño de la batería. La gran mayoría de los sistemas de energía renovable utilizan baterías de plomo-ácido de ciclo profundo, ya sea del tipo inundado o del tipo sellado. Las baterías inundadas están llenas de líquido. Estas son las baterías estándar y económicas de ciclo profundo.
Las baterías selladas usan almohadillas saturadas entre las placas. También se les llama «esterilla de vidrio absorbida», «regulada por válvula» o simplemente «libre de mantenimiento». Deben regularse a un voltaje ligeramente más bajo que las baterías inundadas o se secarán y dañarán. Algunos controladores tienen un medio para seleccionar el tipo de batería. Nunca use un controlador que no esté diseñado para su tipo de batería.
Protección de sobrecarga
Un circuito está sobrecargado cuando la corriente que fluye en él es mayor de lo que puede manejar con seguridad. Esto puede provocar un sobrecalentamiento e incluso un peligro de incendio. La sobrecarga puede ser causada por una falla (cortocircuito) en el cableado o por un aparato defectuoso (como una bomba de agua congelada). Algunos controladores de carga tienen una protección contra sobrecargas incorporada, generalmente con un botón de reinicio.
La protección de sobrecarga incorporada puede ser útil, pero la mayoría de los sistemas requieren protección adicional en forma de fusibles o disyuntores. Si tiene un circuito con un tamaño de cable para el cual la capacidad de carga segura es menor que el límite de sobrecarga del controlador, entonces debe proteger ese circuito con un fusible o disyuntor de un amperaje adecuado más bajo.
Pantallas y medición
Los controladores de carga incluyen una variedad de posibles pantallas, que van desde una única luz roja hasta pantallas digitales de voltaje y corriente. Estos indicadores son importantes y útiles. ¡Imagínese conduciendo por todo el país sin panel de instrumentos en su automóvil! Un sistema de visualización puede indicar el flujo de energía que entra y sale del sistema, el estado aproximado de carga de la batería solar y cuándo se alcanzan varios límites.
¿Por qué usar un controlador de carga solar fotovoltaica?
- Los controladores de carga fotovoltaica a veces se denominan reguladores de carga solar.
- Los controladores se utilizan tanto en energía eólica como en sistemas fotovoltaicos.
- Protegen la batería de sobrecarga o descarga excesiva.
- La carga o descarga excesiva puede dañar una batería.
- Los pequeños sistemas de energía que tienen energía eólica y solar utilizan controladores híbridos.
- Los sistemas más grandes tienen sus propios controladores.
- El controlador es una de las partes más importantes de cualquier sistema energético.
- Las últimas tecnologías tienen rutinas de carga de batería efectivas.
- Los controladores avanzados utilizan la carga de seguimiento del punto de máxima potencia.
- Los controladores proporcionan información de carga vital a los usuarios.
El regulador de carga de la batería es tan importante que la mayoría de los fabricantes de baterías de alta calidad especifican los requisitos de regulación de voltaje, desconexión por bajo voltaje y compensación de temperatura. Cuando no se respetan estos límites, es común que las baterías fallen después de menos de una cuarta parte de su vida útil normal, independientemente de su calidad o su costo. En Insumos Solares encontrará el que sea idóneo para el cuidado del banco de baterías y estabilizar la energía de sus celdas solares. Este es el momento oportuno para llamarnos al 323 511 051 y adquirir el suyo.
