¿Cómo se realiza la carga con un controlador PWM o MPPT?
Se utiliza un controlador de carga fotovoltaica para evitar que la batería se sobrecargue regulando el voltaje y la corriente que viene del panel solar a la batería. Se utilizan en aplicaciones híbridas y fuera de la red para regular la potencia de entrada de los conjuntos fotovoltaicos para proporcionar energía óptima para hacer funcionar cargas eléctricas y cargar baterías.
Los controladores de carga fotovoltaica también se denominan comúnmente controladores. El controlador de carga MPPT utiliza la última tecnología y la tecnología se desarrolla muy rápidamente. Aunque el precio es más caro que el de los controladores tipo PWM, es cómodo de usar, especialmente para sistemas fotovoltaicos grandes. Entonces el controlador MPPT es el mejor controlador de carga fotovoltaica.
Cargar una batería se puede entender con una metáfora. Imagínate verter agua en una taza: al principio, lo harás más rápido; Cuando la taza está casi llena, el flujo de agua disminuye para que el agua no desborde la taza. Por el contrario, si sigues vertiendo agua a un ritmo más rápido, eventualmente te resultará difícil detener el flujo a tiempo y el agua se desbordará de ese vaso.
La misma teoría se aplica a la carga de una batería. Cuando la batería está baja, el controlador de carga proporciona mucha energía para una carga rápida. Cuando la batería está casi llena, ralentiza el cargador ajustando su voltaje y corriente. Cuando la batería está cargada, envía sólo una pequeña cantidad de energía para mantener una carga completa. Esta es la llamada carga multietapa .
Pero, ¿cómo se carga la batería en la práctica con los dos tipos principales de controladores?
El método de carga del controlador de carga PWM.
Un controlador de carga fotovoltaica tipo PWM se llama así porque adopta un método avanzado de modulación de ancho de pulso (PWM) en serie y un amplio rango de regulación PWM de 0 a 100%, y puede cargar la batería de manera rápida y estable en cualquier condición del sistema.
El método de carga PWM consiste en cargar la batería con una corriente pulsada que cambia automáticamente el ciclo de trabajo. De esta manera, la carga por impulsos puede hacer que la batería sea más confiable y más rápida para cargarla por completo.
El período de inactividad permite que el oxígeno y el hidrógeno generados por la reacción química de la batería se recombinen. Pero al ser absorbidas, la polarización de concentración y la polarización óhmica se eliminan naturalmente, lo que reduce la presión interna de la batería y permite que ésta absorba más energía.
El método de carga por impulsos permite que la batería tenga suficiente tiempo de respuesta, reduce la cantidad de gas y mejora la tasa de aceptación de la corriente de carga de la batería. Sin embargo, los controladores de carga y descarga modernos utilizan modulación de ancho de pulso (PWM) para reducir lentamente la cantidad de energía entregada a la batería a medida que ésta se acerca lentamente a la saturación.
El controlador PWM reduce en gran medida la carga de la batería y logra un estado de carga completo, lo que prolonga la vida útil de la batería. Este tipo de controlador puede hacer que la batería alcance completamente el estado de carga completa (también llamada carga flotante).
El método de carga de los controladores MPPT.
¿Cuál es el método de carga utilizado por los controladores de carga MPPT? El controlador MPPT utiliza tecnología de seguimiento del punto de máxima potencia para extraer la máxima potencia del conjunto de paneles fotovoltaicos para recargar la batería. El método de detección del punto de máxima potencia es completamente automático y no requiere ajustes por parte del usuario.
A medida que el punto de máxima potencia del conjunto de paneles cambia con las condiciones ambientales, el controlador MPPT rastrea automáticamente el punto de máxima potencia del conjunto para garantizar que se obtenga la máxima energía del conjunto solar durante el día. En la mayoría de los casos, la tecnología de seguimiento del punto de máxima potencia aumentará la corriente de carga.
Por ejemplo, un sistema puede tener 8 A de corriente que fluyen desde el conjunto de paneles fotovoltaicos al controlador MPPT y 10 A de corriente que fluyen desde el controlador MPPT a la batería. Idealmente, la energía de entrada al MPPT es igual a la energía de salida, es decir, básicamente voltaje de entrada x corriente de entrada = voltaje de salida x corriente de salida.
Si el voltaje del punto de máxima potencia Vmp de todo el conjunto fotovoltaico es mayor que el voltaje de la batería, la corriente de la batería también es proporcionalmente mayor que la corriente de salida del conjunto fotovoltaico. Cuanto mayor sea la diferencia entre el voltaje Vmp y el voltaje de la batería, mayor será el aumento de corriente.
El voltaje del punto de máxima potencia Vmp del conjunto fotovoltaico es el voltaje al que la potencia de salida (voltaje x corriente) es máxima. Se muestra a la izquierda en la “rodilla” de la curva IV del conjunto fotovoltaico. Dado que los controladores de carga tradicionales no siempre funcionan en su punto de máxima potencia, allí se desperdicia energía.
Rendimiento del controlador de carga fotovoltaica
La evaluación del rendimiento del controlador de carga solar puede basarse principalmente en tres aspectos: confiabilidad, fácil mantenimiento y eficiencia de carga. Un controlador de carga solar de buena calidad, seguridad y fiabilidad, y que no sea fácil de estropear, es obviamente una garantía eficaz para el rendimiento general del sistema fotovoltaico.
En particular, la estabilidad de configuraciones clave, como los puntos de control de voltaje de carga y descarga de la batería, está directamente relacionada con la seguridad y la vida útil de la batería. Un controlador de carga fotovoltaico con una estructura clara y fácil de reparar después de una falla también puede mejorar el rendimiento del sistema fotovoltaico desde otro aspecto.
El consumo de energía del controlador de carga solar y su excelente estrategia de carga afectan directamente la eficiencia de carga. Un controlador de carga fotovoltaica de alta eficiencia puede aumentar la tasa de entrada de energía de los módulos solares, aumentando así el rendimiento general del sistema fotovoltaico.