REGULADORES DE CARGA SOLAR – Usos y aplicación

  • Previenen la sobrecarga y descarga de baterías;
  • Evitan enviar de regreso la carga a través del sistema, hacia la fuente generadora de energía;
  • Regula la intensidad de carga de las baterías para alargar su vida útil.

 

Existen dos tipos de reguladores:

PWM (Pulse Width Modulated)

MPPT (Maximum Power Point Tracking)

 

 

FUENTE DC – REGULADOR – BATERÍAS  ¿Todo a igual tensión?

 

 

La respuesta depende del tipo de regulador que se utilice. El regulador PWM te permite trabajar con módulos fotovoltaicos que generen a igual tensión que el banco de baterías mientras que con el regulador MPPT se puede generar a una mayor tensión respecto del banco de baterías. De esta manera el regulador MPPT es capaz de tomar el exceso de tensión para cargar el banco, aprovechando en un 30% más la energía que los reguladores PWM. Este último se aprovecha aún más en sitios fríos, porque con el descenso de la temperatura hay un incremento en la tensión Vmp de los paneles.

Elección del tipo de regulador

Los reguladores PWM se eligen en función de la corriente máxima que admite el banco de baterías (en la etapa de corriente constante). Son más económicos que los reguladores MPPT pero su eficiencia disminuye a medida que aumenta la diferencia entre la Voc (tensión de circuito abierto) de los paneles y la tensión del banco de baterías.

Su ubicación debe ser cerca de los paneles solares debido a la alta corriente que implica su uso, lo que a su vez requiere el empleo de cables de mayor dimensión.

 

Los reguladores MPPT se eligen en función de la potencia máxima que se necesita para cargar el banco de baterías.

Ofrecen flexibilidad a la hora de redimensionar el sistema en otras tensiones.

Al trabajar en alta tensión, pueden estar a mayor distancia de los paneles.

 

Ejemplo de cálculo

 

  • Regulador PWM

 

Necesito abastecer los siguientes consumos diariamente:

 

CANTIDAD

CARGA CONSUMO WATTS POR GRUPO USO POR DIA

WATTS HORA POR DIA

8

LAMPARA DE LED

15 120 8

960

1 TV DE LED 32″ CON DECODIFICADOR

100

100 8

800

1 VENTILADOR DE TECHO

90

90 8

720

1 BOMBA CENTRÍFUGA 1HP

900

900 0,5

450

1 RADIO

30

30 8

240

1 HELADERA CLASE A

45

45 24

1080

POTENCIA NOMINAL MINIMA INVERSOR:

1285

 

Considerando un 15% de pérdidas en cable, conversión y baterías, se llegaría a un consumo diario de 5000W.

 

Una vez que sabemos la potencia que tenemos que generar, vemos qué cantidad de paneles vamos a utilizar.

Utilizando paneles Canadian de 260W de 60 celdas con las siguientes especificaciones técnicas:

Opt. Operating Voltage (Vmp) 30.4 V

Opt. Operating Current (Imp) 8.56 A

Open Circuit Voltage (Voc) 37.5 V

Short Circuit Current (Isc) 9.12 A

Y considerando 3.5 HSP (horas solares pico) promedio de generación, se necesitarán:

 

  • 5000W/(3.5HSP*260W) = 5.5 paneles soles (redondeado a 6)
  • Paneles en serie 2 (para trabajar en 48V)
  • Corriente total =6/2 * 9.12 Amp = 27.36 Amp
  • Corriente máxima del regulador = 27.36 Amp/0.8 = 34,20 Amp
  • Potencia ingresada a las baterías = (6/2)*8,56A*48V= 1232W

 

  • Regulador MPPT

ES MUY IMPORTANTE TENER EN CUENTA LA TENSION Voc DEL REGULADOR A UTILIZAR, dado que me va a dar la pauta de cuántos paneles en serie puedo poner.

A su vez hay que tener en cuenta que esta tensión se corrige con respecto a la temperatura promedio del lugar. Por ejemplo los paneles Canadian se corrige en  -0.34% por °C que nos alejamos de las condiciones estándar para las cuales se diseñaron el panel (25°C).

  • % de aumento de VOC a -5°C = -0,34%/°C*30°C=10,2%
  • Tensión VOC a -5°C = 37,5V + 10,2% = 41,32V

 

Entonces para 6 módulos de 260W y un banco de baterías en 48V, se necesitarán:

  • Paneles en serie = Tensión Voc del regulador / Voc corregida de los paneles
  • Corriente máxima salida = 260W*6/48V/0,8 = 40Amp
  • Potencia ingresada a las baterías = 260W*6 = 1560W

 

Verificar que el regulador elegido cubra la potencia que ingresará a las baterías en la tensión de trabajo (ver especificaciones del regulador a utilizar).

 

2 Comments
  1. Fernando Novelli 1 year ago

    Disculpen pero a pesar de entender de electricidad no llego a comprender el calculo que han hecho en la segunda opción del regulador de carga de baterias ( MPPT)
    Han aumentado un 10% por diferencia de temperatura pero en el anterior modelo no lo hicieron, y -5ºC es una temperatura no muy común. tambien aplican un coeficiente 0,8 para calcular la carga de baterias que en el caso del
    sistema PWM lo utilizan como coeficiente de seguridad para seleccionar el regulador de carga.
    ¿podrian revisar su cálculo y si es correcto explicar mejor sus diferencias?
    Saludos
    Fernando

    • Juan Corica 1 year ago

      Hola Fernando, no había visto tu mensaje, mil disculpas.
      El 10% es fruto de la diferencia de temperatura y en el ejemplo con regulador PWM no influye porque se trabaja a tensión de batería, es decir el panel queda conectado directamente a la tensión que se encuentren las baterías y lo que juega es solo la corriente generada. El coeficiente 0,8 es un factor de seguridad en el regulador, algunos diseñadores no lo utilizan pero hay que colocar buenos regulador, para que en caso de sobrepasar la corriente máxima de salida recorten los paneles.
      Y -5°C es un ejemplo real y hasta hay menos que eso. De todas maneras se pretende que se entienda como influye la VOC del panel con la temperatura y la verificación de la tensión máxima del regulador, ya que si nos pasamos de tensión los reguladores se dañan.
      Espero haber aclarado tus dudas, quedo a disposición. Saludos Juan

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