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Descripcion de los reguladores o controladores solares PWM y MPPT

Los controladores de carga solar o reguladores son dispositivos necesarios en la instalación solar ya que se encarga de controlar la entrada a las baterías de la energía generada en los paneles solares.

El regulador permite por un lado, alargar la vida de la batería y por el otro, obtener información y parámetros del funcionamiento de la instalación. Permite alargar la vida de las baterías ya que permite el paso de la electricidad según el estado en que se encuentre la batería en cada momento.

Por ejemplo, cuando esta esté a un nivel de carga inferior al 95%, permitirá el paso libre de toda la electricidad con el objetivo de cargarla cuanto antes posible, mientras que si se encuentra en un porcentaje de carga del 95 al 99%, permitirá el paso de forma muy controlada que es lo que llamamos carga de flotación, con el fin de llenar al máximo la batería.

Por otra parte, si la batería se encuentra completamente cargada, cortará el paso de corriente para evitar sobrecargas o un sobrecalentamiento del acumulador.

Gracias a realizar la carga de esta forma, se evitan problemas en las baterías solares y se alarga al máximo sus años de vida.

Existen 2 tipos de reguladores o controladores de carga, el PWM o convencional, y el MPPT o maximizador.

El uso de uno u otro dependerá del tipo de placa solar que utilicemos.

¿Como elegir un controlador solar PWM?

- Eligiéremos un controlador PWM en instalaciones aisladas de la red eléctrica que no se usen a diario (como caravanas o autocaravanas, barcos, casas de campo, etc.), o que no tengan mucho consumo eléctrico en el día a día, y siempre con voltajes de 12v o 24v (tanto los paneles como las baterías)

CONTROLADORES DE CARGA PWM

Si se tratan de placas solares de 36 o 72 células (paneles de hasta 200W) será suficiente usar un regulador o controlador PWM ya que estas placas tienen un voltaje en el punto de máxima potencia alto.

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Controladores-pwm-de-carga-solar

     

Para poder calcular el regulador solar PWM necesario para una instalación de placas solares debemos conocer 2 características de las placas solares.

1 - El número de células solares de las placas solares. Los reguladores PWM solo se pueden utilizar con placas solares de 12V y 36 células y placas solares de 24V y 72 células.

2 - La corriente en el punto de funcionamiento de máxima potencia de la placa solar. (Imp). Se puede consultar en la ficha de características técnicas del fabricante.

En caso de no disponer de las fichas técnicas del fabricante tenemos 2 opciones:

1.-Mirar la etiqueta que lleva cada placa solar al dorso, junto a la caja de conexiones de los cables donde podemos consultar todas las características técnicas de la placa.

2.-Calcular la corriente Imp estimada. Las placas solares de 12V con 36 células tienen una tensión de funcionamiento a máxima potencia de unos Vmp: 18V aprox. por lo tanto podemos dividir la potencia de la placa solar entre 18 para calcular de forma aproximada la corriente Imp de la placa.

Como podemos ver con las siguientes placas solares de 12V con valores reales, el cálculo es muy aproximado.

  • Potencia: 140W; Vmp: 17,6V; Corriente Imp: 7,95A. –> El cálculo daría 7,7A
  • Potencia: 150W; Vmp: 18,2V; Corriente Imp: 8,25A. –> El cálculo daría 8,3A

Para las placas solares de 24V el valor de Vmp es 36V aprox. A continuación podemos ver algunos ejemplos reales:

  • Potencia: 190W; Vmp: 36,0V; Corriente Imp: 5,28A. –> El cálculo daría 5,28A
  • Potencia: 210W; Vmp: 37,3V; Corriente Imp: 5,64A. –> El cálculo daría 5,8A
  • Potencia: 310W; Vmp: 36,9V; Corriente Imp: 8,41A. –> El cálculo daría 8,61A

¿Qué regulador solar PWM necesito?

Los reguladores PWM se clasifican según la intensidad máxima, en Amperios, que son capaces de soportar. Para saber de que intensidad hay que escogerlos, calcularemos los amperios máximos del regulador teniendo en cuenta las amperios de los paneles solares. Esta información nos la dará el fabricante del panel solar, en la ficha de especificaciones es el campo que pone Im (Máxima potencia), estos son los amperios máximos de nuestro panel solar.

A esta intensidad de máxima potencia (Im, por sus siglas en inglés), le sumaremos un 20%. El regulador que nos tendremos que comprar, será el que tenga una intensidad inmediatamente superior a la del resultado del cálculo anterior.

Por ejemplo:

Panel fotovoltaico = 5.55A

Sobredimencionamiento = 20%

Resultado = 6.66A 

Para este caso, escogeríamos un controlador de 10A

Tenemos que recordar, que si tenemos más de un panel fotovoltaico, si estos los tenemos conectados en serie, la intensidad será la misma (en serie sumamos voltajes); pero si los tenemos conectados en paralelo si que tendremos que sumar las intensidades(Im comentado anteriormente), en este caso tendríamos el mismo voltaje.

Es aconsejable si tenemos una pequeña instalación solar o estamos empezando una, con la intención de ir haciéndola crecer en el futuro, ya de entrada nos planteemos un regulador de una intensidad más elevada que nos permita conectar varios paneles fotovoltaicos simultáneamente. 

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CONTROLADORES DE CARGA MPPT

Si usamos placas de 60 células o bien mejorar la eficiencia de placas de 36 o 72 células con (paneles de potencia superior a 200W) será de uso obligatorio el regulador MPPT, ya que estas placas tiene un voltaje menor pues priorizan el amperaje en lugar del voltaje, con lo cual será necesario siempre un regulador MPPT el cual modula el voltaje del panel y lo adapta a las características de las baterías conectadas.

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Los paneles solares de 60 células se conocen popularmente como paneles de red ya que se utilizaban antiguamente en las huertas solares que se conectaban a la red. Para diferenciar los paneles de red de los paneles convencionales, se debe mirar su ficha técnica impresa en la pegatina posterior del panel.

El panel de red indicará un valor VMP de solamente 29V o similar, mientras que las placas convencionales o de aislada generan un VMP aproximado de 36 voltios en las placas de 24V y de 18 voltios en las placas de 12V.

Para saber si necesito un regulador de 10A, 20A, 30A, 60A o 80A (A= amperios)

Se deberá mirar el amperaje del panel indicado como corriente nominal o IMP i multiplicarlo por el número de paneles que queramos instalar en la instalación solar.

Por ejemplo, en una instalación solar de 12V donde se instalen 6 placas de 140W 12V, el IMP de este panel será de 7.97A.

Por lo tanto si se disponen de 7 placas se obtendrá una corriente máxima de 55,79, y será necesario usar un regulador solar de 60A.

También es importante si en un futuro hay previsto instalar más paneles, poner ya de inicio un regulador de mayor capacidad, así, cuando se instalen será necesario cambiar este dispositivo.

¿Como elegir un controlador solar MPPT?

- Escogeremos un controlador MPPT en instalaciones donde se produzca un consumo diario de electricidad, donde haya mucha distancia entre los paneles fotovoltaicos y las baterías y en instalaciones con distintos voltajes entre los paneles y las baterías

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