¿Cuál es el voltaje y la corriente aceptados por un controlador de carga?
Un controlador de carga es básicamente un regulador de voltaje y/o corriente para evitar que las baterías se sobrecarguen. Regula el voltaje y la corriente de los paneles solares que van a la batería. La mayoría de los paneles de “12 voltios” producen entre 16 y 20 voltios, por lo que si no hay interfaces adecuadas, las baterías se dañarán por sobrecarga. La mayoría de las baterías requieren de 14 a 14,5 voltios para cargarse completamente. Casi todos los paneles fotovoltaicos de más de 140 vatios NO son paneles estándar de 12 voltios y no pueden (o al menos no deberían) usarse con controladores de carga estándar. Los voltajes en los paneles en un sistema conectado a la red varían bastante, generalmente entre 21 y 60 voltios.
Tensiones y corrientes aceptadas por un controlador de carga fotovoltaica
Elegir un controlador de carga eficiente y diseñado adecuadamente es clave para la longevidad y eficiencia de todo el sistema de baterías fotovoltaicas (PV).
Optimizando la energía proveniente de tus módulos solares, estarás mucho más cerca de compensar el uso de la red tradicional u otra fuente de energía. Además, protegerá su banco de baterías y, por tanto, se protegerá de posibles costes de sustitución inesperados e innecesarios.
Su controlador de carga solar es algo en lo que vale la pena invertir e investigar mientras diseña su sistema. Deberá elegir una opción que sea escalable y adecuada para sus necesidades de energía, además de asegurarse de tener una amplia capacidad de almacenamiento de batería para los módulos solares que elija instalar.
Los controladores de carga solar se clasifican y dimensionan según la corriente del conjunto de módulos solares y el voltaje del sistema. Los más comunes son los controladores de 12, 24 y 48 voltios. El amperaje normalmente oscila entre 1 y 80 amperios, los voltajes entre 6 y 600 voltios.
Por ejemplo, si un módulo en el sistema de 48 voltios produce 8,05 amperios y se utilizan dos cadenas paralelas de módulos, el sistema producirá 16,1 amperios a 48 voltios.
Algunos factores como el reflejo de la luz o el efecto de las nubes a intervalos irregulares pueden aumentar los niveles actuales. Esto es bastante común. Por lo tanto, aumentamos el amperaje del controlador de carga en un margen del 25 %, lo que lleva nuestro amperaje mínimo del controlador a 20,1 A.
No hay problemas con un controlador más grande, aparte del costo adicional. Esto le permitiría ampliar el tamaño de su sistema más adelante si su carga necesita cambios o si descubre que necesita un poco más de energía.
Reguladores de carga MPPT
En el pasado se suponía que la tensión nominal de la batería y del conjunto de módulos solares era la misma y también se elegía esa tensión para el controlador de carga.
Sin embargo, esta escuela de pensamiento ya no se usa comúnmente, ya que una tecnología de carga más eficiente llamada Seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) está ampliamente disponible en muchos modelos de controladores de carga.
La principal característica de esta tecnología es que te permite tener un conjunto de módulos solares con un voltaje muy superior al voltaje de tu batería. El controlador de carga MPPT por diseño convierte el voltaje más alto en un voltaje más bajo.
Los controladores de carga MPPT tienen el beneficio adicional de ahorrar algo de dinero en costos de cableado. Una gran ventaja de tener un conjunto de módulos solares de mayor voltaje es que puede utilizar cableado de menor calibre en el controlador de carga.
Muchas veces un conjunto de módulos solares puede estar a más de 30 metros (¡o más!) de distancia del controlador de carga, por lo que mantener el costo del cableado al mínimo suele ser un objetivo importante para todo el proyecto.
Cuando duplicas el voltaje (por ejemplo, de 12 a 24 o 48 voltios), disminuirás la corriente que pasa a través de los cables a la mitad cada vez, lo que significa que usarás mucho menos cobre y ahorrarás dinero.
¿Qué sucede cuando usas un controlador estándar?
Un controlador estándar (es decir, todos excepto los tipos MPPT) a menudo funcionará con paneles de alto voltaje si no se excede el voltaje de entrada máximo del controlador de carga. Sin embargo, perderá mucha energía, entre el 20 y el 60% de la potencia nominal de su panel. EL
Los controladores de carga toman la salida de los paneles y suministran corriente a la batería hasta que está completamente cargada, generalmente entre 13,6 y 14,4 voltios.
Un panel solo puede producir una cantidad determinada de amperios, por lo que si bien el voltaje se reduce de 33 voltios a 13,6 voltios, los amperios del panel no pueden exceder los amperios nominales, por lo que con un panel de 175 vatios clasificado a 23 voltios/7,6 amperios, solo obtendrá aproximadamente 7,6 amperios a 12 voltios en la batería.
La ley de Ohm nos dice que los vatios son voltios x amperios, por lo que su panel de 175 vatios sólo pondrá unos 90 vatios en la batería.
Usando un controlador MPPT con paneles de alto voltaje
La única forma de obtener plena potencia de los paneles solares de alto voltaje es utilizar un controlador MPPT. Consulte el enlace de arriba para obtener información detallada sobre los controles de carga MPPT.
Dado que la mayoría de los controles MPPT pueden requerir hasta 150 VCC (algunos pueden aumentar, hasta 600 VCC) en el lado de entrada del panel solar, a menudo es posible conectar dos o más paneles de alto voltaje en serie para reducir la pérdida de cable o para Utilice cables más pequeños.
Por ejemplo, con el panel de 175 vatios mencionado anteriormente, 2 de ellos en serie le darían 46 voltios a 7,6 amperios en el controlador MPPT, pero el controlador lo convertiría a aproximadamente 29 amperios a 12 voltios.
¿Cuántos vatios manejará un controlador de carga de 30 amperios?
Las hojas de datos del controlador de carga normalmente no indican una potencia máxima en vatios. Después de todo, esto se puede calcular fácilmente usando voltios y amperios, ¿verdad?
Se vuelve complicado cuando se trata de dispositivos que pueden tener más de un voltaje de entrada y un voltaje de salida.
La salida de voltios de carga se puede configurar o variar según el controlador, lo que le permite cargar bancos de baterías a voltajes de 12 V, 24 V, 48 V o superiores.
El primer paso es considerar qué tipo de controlador de carga solar se debe utilizar, MPPT o PWM. La potencia nominal del controlador de carga solar en vatios está determinada por la corriente de salida y la tensión de carga de salida.
Un controlador de carga de 30 amperios con una potencia de 12 voltios puede manejar 360 vatios. El mismo controlador de carga que carga una batería con un voltaje nominal de 24 V puede manejar 720 vatios.
¿Cuál es la diferencia entre los controladores de carga MPPT y PWM?
Los controladores de carga PWM (modulación de ancho de pulso) son la opción más barata y definitivamente no son tan eficientes como el MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia), más caro.
Básicamente, los controladores MPPT igualan la resistencia interna de los paneles solares conectados, lo que crea las condiciones adecuadas para una máxima conversión de energía.
MPPT puede ser hasta un 40% más eficiente que los controladores PWM. La otra diferencia significativa son los voltajes de entrada permitidos para cada tipo. Un cargador PWM generalmente tiene un voltaje de entrada mucho más bajo que un MPPT.
Nota: Los voltios de circuito abierto (Voc) típicos para un panel nominal de 12 voltios pueden estar entre 18 y 22 voltios. El voltaje se reduce durante el funcionamiento.
Especificaciones típicas del controlador de carga PWM de 30 amperios
Los controladores PWM funcionan de forma sencilla y no son muy adaptables en términos de entrada fotovoltaica.
Si el perfil de carga de su batería requiere una corriente de carga de 30 amperios a 14 voltios, cualquier energía adicional proporcionada por los paneles solares simplemente se desperdiciará.
Si bien existe cierta variación en los voltios de entrada fotovoltaica en los modelos más caros, en general el nivel de voltaje de entrada es mucho más bajo que el de un MPPT.