¿Cuándo necesito un controlador de carga fotovoltaica?
¿Cuándo necesito un controlador de carga para cargar una batería con un panel solar fotovoltaico? Esta es una pregunta muy común y absolutamente crucial para cualquiera que quiera construir un sistema fotovoltaico. En la mayoría de los casos necesitará algún tipo de controlador de carga para cargar una batería de forma segura. Esto evita la sobrecarga y reduce la duración de la batería del sistema.
Las tecnologías de baterías como las de iones de litio, fosfato de hierro y litio, hidruro metálico de níquel o cadmio de níquel siempre requieren un controlador de carga para cargar la batería de forma segura. Las baterías de plomo-ácido son la excepción a la regla. Si está intentando cargar rápidamente una batería de plomo-ácido o está utilizando un módulo solar grande, necesita tener un controlador de carga (puede encontrar algunos excelentes aquí ) para evitar que la batería se sobrecargue y seque el electrolito de la batería. . batería.
¿Para qué se utiliza un regulador o controlador de carga?
Un controlador de carga se puede definir como un dispositivo colocado entre la batería y los paneles solares, para regular la cantidad de energía que entra y sale de la batería. Un controlador es útil para todo tipo de fuentes de energía, incluidas la fotovoltaica, hidroeléctrica, eólica y eléctrica de red. Para arrojar más luz sobre el tema, veamos las funciones básicas de un controlador de carga solar:
- Evita la sobrecarga de la batería : cuando la carga de la batería es muy baja, la unidad permite que fluya cualquier cantidad de energía. Sin embargo, tras alcanzar un determinado voltaje, comienza a regular la cantidad de energía que recibe la batería.
- Bloquea la corriente inversa , generalmente la corriente fluye desde áreas de alto voltaje a áreas de bajo voltaje. Entonces, por la noche, debido a que los paneles solares tienen un voltaje bajo, la energía tiende a salir de la batería. Un controlador de carga solar puede evitarlo.
- Control de carga : controla la cantidad de carga recibida de una corriente CC apagándola o encendiéndola automáticamente según las necesidades de la batería.
Cuándo necesitas un regulador de carga y cuándo no
Analiza si necesitas o no un controlador de carga fotovoltaica en tu caso concreto. ¿Utiliza un sistema de energía solar fuera de la red? ¿Su sistema de energía solar utiliza baterías? ¿Su batería produce más de 2 vatios por cada 50 amperios-hora? Si su respuesta es Sí a todas las preguntas anteriores, lo más probable es que necesite un controlador de carga solar.
Un controlador de carga no es necesario si el sistema de energía solar interactúa con la red eléctrica (como ocurre, por ejemplo, con los grandes sistemas fotovoltaicos domésticos bajo el régimen de "medición neta"), en cuyo caso el exceso de energía se redirigirá automáticamente a la red eléctrica. , que actúa como una especie de acumulador gigante.
Además, si utiliza un módulo solar para carga lenta de baja corriente, puede hacerlo de forma segura sin un controlador de carga siempre que la salida del panel solar sea <1% de la capacidad de la batería. Por ejemplo, si tiene una batería de 12 V y 100 Ah, podría cargarla de forma segura con un panel capaz de entregar hasta 1 A a 13,4 V.
Cómo calcular si necesitas o no un controlador
La forma más segura de saber si necesita un controlador de carga es tomar la capacidad de la batería en amperios hora y dividirla por la corriente máxima del panel solar. Si el cociente es superior a 200, no se necesita un controlador. Si el número es inferior a 200, se requiere un controlador. Por ejemplo, si tiene una batería de 100 amperios-hora y un panel de 10 vatios, tome 100 amperios y divídalos por 0,6 (es decir, 600 mA) y obtendrá 166,6. Como es menos de 200, se requiere un controlador de carga.
Si tiene un panel de cinco vatios en el ejemplo anterior, tome 100 y divídalo por 0,3 (300 mA) y obtendrá 333,3. Como es mayor que 200, no se necesita un controlador de carga. Sin embargo, aún se requiere un diodo de bloqueo para evitar que la batería se descargue en el panel durante la noche. Entonces, como regla general, no necesita un controlador de carga a menos que tenga más de cinco vatios de energía solar por cada 100 amperios de capacidad de la batería.
Cómo dimensionar el controlador de carga
Si necesita hacer algunos cálculos rápidos, necesitará la siguiente información para calcular manualmente el amperaje del controlador de carga que necesita. Primero debe elegir el voltaje del banco de baterías (12, 24 o 48) V. Este es un voltaje típico porque los inversores se ofrecen con estos voltajes. Ahora entra en juego la ley de Ohm: Amperios x Voltios = Watts
Ejemplo: un conjunto de paneles de 3000 vatios/un banco de baterías de 48 voltios = 62,5 amperios, por lo que necesitaría un controlador de carga capaz de soportar 62,5 amperios. La mayoría de los controladores del mercado son de 60, 80 o 96 amperios, así que elija el controlador de carga con la siguiente clasificación más alta. En este caso, ese sería el controlador de 80 amperios.
Ahora, si conoce el amperaje del controlador y desea comprender el vataje máximo de los paneles fotovoltaicos que pueden ingresar al controlador de carga, debe volver a utilizar la ley de Ohm. Ejemplo: controlador de 80 amperios x banco de baterías de 48 voltios = 3840 vatios de paneles solares. Tenga en cuenta que la mayoría de los controladores de carga permitirán que entren un poco más de vatios al controlador. Aquí es donde pueden resultar útiles las herramientas de dimensionamiento o una llamada telefónica al fabricante.
Lo siguiente que debe asegurarse es no exceder el voltaje de entrada que el controlador puede aceptar. Nuevamente, el fabricante determinará qué voltaje de entrada debe incluirse en el diseño. Se deben considerar la temperatura y los voltajes del circuito abierto.
Dado que el voltaje del circuito abierto fotovoltaico (Voc) aumenta a medida que disminuye la temperatura, deberá asegurarse de que las clasificaciones de voltaje de entrada de su controlador puedan soportarlo en el frío del invierno. Las herramientas de dimensionamiento del fabricante le brindarán el mejor diseño para su controlador de carga.
Los tres modos de carga posibles
El controlador de carga funcionará en uno de tres modos de carga; carga de refuerzo (o mejorada), carga flotante y carga de ecualización. La carga de energía es tal como su nombre parece sugerir. Este modo de carga permite la máxima potencia posible a las baterías sin dañarlas, para llevarlas a un estado de carga completa lo antes posible.
La carga flotante, por otro lado, ocurre cuando el banco de baterías está completamente cargado, pero el controlador reduce el voltaje y la corriente de carga a una pequeña carga lenta solo para compensar la descarga natural del banco y mantenerlo recargado.
La carga de ecualización finalmente se producirá durante un breve período una vez al mes y, en ocasiones, es programable en el controlador. Este modo sobrecargará ligeramente las baterías durante un breve período para desulfatar las placas y ayudar a equilibrar el estado completo de carga de cada batería del banco. Esto ayuda a mejorar la salud del banco de baterías y prolongar su vida útil.
Consulte aquí los controladores de carga fotovoltaicos de mejor relación calidad-precio .