¿Qué es y qué hace un regulador de carga solar?
Un regulador de carga solar se coloca entre el campo fotovoltaico y el campo de baterías y básicamente se encarga de controlar el flujo de energía que circula entre ambos equipos.
El control del 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 de energía depende del estado de carga de las baterías y de la energía generada por el campo fotovoltaico.
El regulador de carga solar controla constantemente el estado de carga de las baterías para hacer el llenado óptimo y así alargar su vida útil.
Existen tres estados de carga posibles:
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Fase BULK: la batería está descargada y toda la corriente producida en el campo fotovoltaico es inyectada en las baterías, incrementándose la tensión en la batería a medida que ésta se va llenando.
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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 mantiene la tensión ligeramente por debajo de dicho valor y va reduciendo la corriente hasta que la batería está prácticamente llena.
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Fase de FLOTACIÓN: en esta fase la tensión se reduce a la tensión de flotación (generalmente 13,5 V) y la corriente inyectada se reduce hasta que la batería se llena por completo.
Toda la energía que se genere mayor a la energía que es posible inyectar en la batería se pierde por efecto Joule (calor) en el regulador. Por tanto, el regulador de carga solar es un dispositivo que protege la batería contra sobrecargas, llenándola según le resulte más conveniente en cada momento.
Generalmente, los reguladores solares necesitan programarse para indicarle el tipo de baterías, la capacidad de las mismas y las tensiones de funcionamiento. Contáctanos para que te indiquemos cómo hacerlo en tu regulador.
Existen otras funciones secundarias que realiza el regulador:
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Evita que la batería se pueda descargar por la noche en el campo fotovoltaico por inversión de corriente mediante un diodo tipo D.
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Proporciona información del estado del sistema: voltaje de las baterías, corriente generada, históricos, estado de carga,… (sólo en los que tienen reguladores con DISPLAY).
CONSUMO EN CONTINUA.
Existe otra función que se le suele achacar al regulador de carga solar y que éste sólo realiza cuando tiene conectado un consumo en corriente continua. Se trata de la protección frente a descargas profundas.
El regulador 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. Es por ello, que en los reguladores con DISPLAY, cuando no hay consumo en corriente continua, la pantalla de “Consumo o LOAD” aparece el valor 0 A.
En caso de consumir en alterna, que es lo más habitual, la descarga de la batería se realiza por el inversor y el regulador de carga no puede controlar la descarga de la batería.
Algunos reguladores permiten el control de cargas mediante la programación de encendidos y apagados de las cargas en corriente continua conectadas al regulador. Esta opción es especialmente útil para luminarias o equipos donde se quiera encender la luz cuando la radiación solar baja de un cierto umbral (atardecer) y apagarla cuando la radiación solar vuelva (amanecer). La energía nocturna se extrae de la energía inyectada durante el día en la batería.
Tipos de reguladores:
Existen dos tipos de reguladores de carga para instalaciones fotovoltaicas: los reguladores PWM (Modulación por anchura de pulsos) y los reguladores MPPT (Seguidor del Punto de Máxima Potencia).
Los MPPT siempre son mas aconsejables pues en caso de caída de tensión de nuestros paneles, aumentan la corriente de los mismos manteniendo el nivel de potencia estable.
¿Cuando utilizar un regulador PWM o un regulador MPPT?
Si ya tenemos los paneles solares y necesitamos adquirir un regulador solar es bien simple, tanto para paneles solares de 12 voltios y 36 células como para los paneles solares de 24 voltios y 72 células utilizaremos reguladores PWM. En muy pocas ocasiones será más conveniente utilizar los reguladores MPPT en este tipo de paneles solares ya que la combinación no es fácil de configurar. Si en cambio tenemos paneles solares de 60 células estamos obligados a utilizar reguladores MPPT.
Si todavía no tenemos los paneles solares, entran más factores que hay que considerar para elegir el regulador de carga.
El engaño de vender un panel solar de 60 células diciendo que es de 24 voltios:
Los paneles solares de 60 células son más baratos que los paneles solares de 24V en relación €/Wp (euros – vatio Pico). Es decir, que para una misma potencia instalada los paneles solares de 60 células son más baratos. Aunque normalmente el precio del panel es mayor porque suelen ser de mayor potencia que los paneles solares de 24V. La potencia de un panel solar de 60 células suele estar entre los 230W y los 260W actualmente. Y son fácilmente reconocibles contando el número de células solares, 10 en vertical por 6 en horizontal, en total 60 células. Sin embargo los paneles de 60 células necesitan utilizar reguladores MPPT que son más caros que los reguladores PWM.
Si un panel de 24V de 190W cuesta unos 190€, lo que equivale a un euro el vatio-pico( 1€/Wp), un panel de 60 células de 250W de características similares cuesta unos 230€, que son 0,92 €/wp. El panel de 24V y 190W puede funcionar con reguladores solares PWM que cuestan entre los 28€ para los reguladores más simples sin display digital y con solamente los básico para funcionar hasta los 80€ para los más avanzados. En cambio el panel de 60 células necesita un regulador solar MPPT que cuesta entre los 99€ hasta los 200€. Por lo tanto 1 panel solar de 24V y 190W más el regulador PWM puede costar desde los 218€ hasta los 270€ mientras que un panel de 60 células más regulador MPPT costará más de 329€.
Si solamente nos fijamos en el precio del panel solar a la hora de la compra parece que comprar un panel solar de 250W y 60 células sea mejor inversión. Y más aún cuando nos engañan por Internet cuando venden el panel solar de 250W como si fuera un panel de 24v creando la confusión de que el panel solar será igual de válido que un panel solar de 24v y 72 células. Que alegría cuando te enteras que tienes que comprar un regulador solar que como mínimo cuesta 100€ para 1 solo panel.
CONCLUSIÓN:
Para instalaciones solares pequeñas con unos pocos paneles solares y donde las distancias entre los equipos suelen ser pequeñas lo más conveniente y económico es utilizar paneles solares de 12v y 36 células o paneles solares de 24V y 72 células con Reguladores solares PWM.
Para instalaciones solares grandes normalmente descartamos los paneles solares de 12 voltios y la duda queda entre paneles solares de 24 voltios con reguladores PWM o paneles solares de 60 células con reguladores MPPT.
Cuando necesitamos instalar 4 o más paneles solares, la cosa ya empieza a ser más rentable para los paneles solares de 60 células con reguladores MPPT.
- Para 4 paneles solares de 24 voltios es necesario un regulador solar PWM de 20A que cuesta unos 80€.
- Para 6 paneles solares de 24v haría falta un regulador PWM de 40A que cuesta unos 180€.
- Un regulador solar MPPT de 40A cuesta unos 250€ y se pueden poner 2 paneles solares de 250W con baterías de 12V o 4 paneles solares de 250W con baterías de 24V.
- Un regulador MPPT de 60A cuesta unos 500€ y se pueden poner 3 paneles de 250W con baterías de 12v o 6 paneles de 250W con baterías de 24V.
Por cada 3 paneles solares de 250W (3 * 250 = 750Wp) nos ahorramos un panel solar que deberíamos instalar con paneles de 190W para tener la misma potencia (4*190= 760Wp), por lo tanto se simplifica la instalación eléctrica y se necesita una estructura menos.
Además los reguladores MPPT trabajan a tensiones mucho mayores que los reguladores PWM por lo que tendremos corrientes de carga mucho menores y podremos utilizar cables con secciones mucho menores que son más económicos. Los reguladores MPPT obtienen mayor rendimiento de los paneles solares que los reguladores PWM.
CONCLUSION:
Utilizaremos paneles solares de 12v y 36 células o paneles solares de 24v y 72 células con reguladores solares PWM para instalaciones pequeñas y medianas donde las distancias entre los equipos sean pequeñas, no haya problema de espacio para ubicar los paneles y sea más importante reducir el coste frente a maximizar la eficiencia.
Para instalaciones con distancias grandes entre los paneles solares y el regulador solar, o donde la estructura sea compleja y encarezca la instalación elegiremos paneles de 60 células y reguladores MPPT.
Para instalaciones con distancias entre elementos sean cortas, donde no hay problema de espacio para instalar los paneles solares, ni la estructura encarezca la instalación, es decir, donde no hay ningún factor aparentemente determinante que favorezca una elección sobre la otra, valoraremos si el incremento de coste de la opción MPPT obteniendo una mayor eficiencia de producción de los paneles nos conviene en nuestro caso.
Hay muchísimos en el mercado, siendo los más aconsejables los hechos en EU o USA, los asiáticos no son precisos y pueden dañar nuestras baterías.
