Cuándo preferir un controlador de carga PWM o MPPT

Un controlador de carga fotovoltaica (a menudo llamado controlador) es similar a un cargador de batería normal, lo que significa que regula la corriente que fluye desde el panel solar hacia el banco de baterías para evitar sobrecargar las baterías. Al igual que con un cargador de calidad normal, hay disponibles varios tipos de baterías, pudiendo seleccionar la tensión de absorción, la tensión de flotación y en ocasiones incluso los periodos de tiempo, etc.

Hoy en día existen en el mercado tres tipos de controladores de carga:

• Controlador de carga en derivación (controles simples de encendido/apagado)
• Modulación de ancho de pulso (PWM)
• Seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT)

A menudo resulta difícil para el principiante elegir entre los dos últimos reguladores de carga, que son los más modernos y sofisticados. Entonces, intentemos aclarar esto, comenzando por comprender las diferencias fundamentales entre estos dos tipos diferentes de controladores.

Modulación de ancho de pulso (PWM)

Estos son controladores de tipo estándar diseñados para minimizar la cantidad de corriente que fluye hacia la batería a medida que se acerca a su punto de carga máximo establecido. Cuando la batería está cargada, el controlador utiliza el "efecto goteo", permitiendo que sólo pequeñas cantidades de corriente mantengan la batería cargada. Si el suministro de energía solar es constante, los controladores de carga PWM pueden mantener una carga completa de la batería de forma indefinida.

Para utilizar este tipo de controlador, las baterías y los paneles solares deben tener el mismo voltaje. Por ejemplo, se requiere una batería de 12 V para conectarse a un controlador de carga PWM de 12 V. Por lo general, es posible que la mayoría de los hogares que dependen de la energía solar para alimentar toda la estructura no se beneficien de este tipo de controlador, ya que el voltaje de la batería y del panel generalmente no son los mismos. Por tanto, el controlador se considera más adecuado para sistemas solares pequeños que utilizan voltajes bajos.

Seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT)

Son el tipo de controlador de carga más reciente, más caro y sofisticado (puede encontrar algunos excelentes, por ejemplo, aquí ) que se pueden usar para acoplar baterías y paneles con diferentes voltajes. Estos controladores regulan la corriente que fluye hacia las baterías permitiendo un voltaje mucho más alto en los cables de los paneles solares. También evitan el flujo inverso de energía de las baterías al panel cuando cesa el suministro de energía solar, permitiendo así que el sistema de energía fotovoltaica funcione de forma óptima en todo momento.

La diferencia entre los controladores de carga PWM y MPPT es que PWM no es tan eficiente como MPPT. MPPT es el más común hoy en día y puede brindarle hasta un 30% más de energía que los controladores PWM. Los controladores MPPT también permiten conectar cadenas de paneles en serie para voltajes más altos, manteniendo el amperaje más bajo y el tamaño de los cables más pequeños, especialmente para cables largos hasta el conjunto fotovoltaico.

Además, el controlador de carga MPPT generalmente reduce el tiempo necesario para cargar las baterías solares. Son especialmente aplicables si utiliza paneles de mayor voltaje para cargar baterías de menor voltaje. Comparando los tres tipos anteriores de controladores de carga, PWM y MPPT siguen siendo los más utilizados. Se consideran más avanzados tecnológicamente y tienen funciones adicionales más útiles.

¿Es mejor un controlador de carga PWM o MPPT?

Las ventajas de un controlador de carga PWM son:

• Precio más asequible.
• Fácil de instalar y configurar, ideal para bricolaje.
• Funciona muy bien entre 45°C y 75°C.
• Más duraderos, la mayoría tiene refrigeración pasiva por disipador de calor.

Las desventajas, sin embargo, son las siguientes:

• El rendimiento está limitado por el voltaje de la batería.
• Puede crear interferencias con las radios.
• No es eficiente a bajas temperaturas.
• Se deben conectar varios módulos solares en paralelo para mantener 12 V al controlador.
• No se puede utilizar si los voltajes del panel y de la batería son diferentes.

Las ventajas de un controlador de carga MPPT son:

• Alta eficiencia de carga (94% -98%)
• Se pueden conectar varios módulos solares en serie para aumentar el voltaje de salida.
• Permitir voltajes de matriz superiores a los voltajes de la batería.
• Capaz de recolectar energía solar por debajo de 45°C o por encima de 75°C.
• Optimiza la coincidencia entre paneles y voltajes de batería.

Las desventajas, sin embargo, son las siguientes:

• Más caro
• No es rentable para hogares con menores necesidades de energía solar.
• Necesita un experto para configurar funciones avanzadas.

Se recomienda utilizar controladores de carga PWM cuando tenga sistemas fotovoltaicos más pequeños. Los controladores de carga MPPT son más adecuados para matrices más grandes, a menos que tenga un presupuesto mayor. Como veremos ahora, hay un aumento en la recolección de energía con los controladores MPPT, pero el aumento porcentual de la recolección varía significativamente a lo largo del día.

Más potencia proporcionada por un controlador MPPT

Con un controlador PWM, la corriente se extrae del panel justo por encima del voltaje de la batería, mientras que con un controlador MPPT, la corriente se extrae del panel al "voltaje de suministro máximo" del panel (piense en un controlador MPPT como un controlador DC-DC inteligente). ), por lo que el dispositivo es más eficiente.

A menudo se ven lemas como "obtendrá un 20% o más de energía recolectada de un controlador MPPT". En realidad, este extra varía significativamente y la siguiente es una comparación suponiendo que el panel está a pleno sol y el controlador está en modo de carga masiva. Ignorando las caídas de voltaje y usando un panel simple y matemáticas simples como ejemplo:

• Corriente máxima de alimentación del panel (Imp) = 5,0 A.
• Tensión máxima de alimentación del panel (Vmp) = 18V
• Voltaje de la batería = 13 V (el voltaje de la batería puede variar entre 10,8 V completamente descargada y 14,4 V durante el modo de carga por absorción). A 13 V, los amperios entregados por el panel serán ligeramente superiores a los amperios máximos, digamos 5,2 A.

Con un controlador PWM, la potencia consumida por el panel es 5,2 A x 13 V = 67,6 vatios. Esta cantidad de energía será absorbida independientemente de la temperatura del panel, siempre y cuando el voltaje del panel se mantenga por encima del voltaje de la batería. Sin embargo, con un controlador MPPT, la potencia del panel es de 5,0 A x 18 V = 90 vatios, o un 25 % más.

Sin embargo, esto es demasiado optimista ya que el voltaje cae a medida que aumenta la temperatura; entonces, suponiendo que la temperatura del panel aumenta 30°C por encima de las condiciones de prueba estándar (STC), la temperatura 25°C y el voltaje cae un 4% cada 10°C, es decir, un total del 12%, la potencia absorbida por el MPPT será 5A x 15,84 V = 79,2 W, que es un 17,2% más de potencia que el controlador PWM.

Consulte los controladores de carga MPPT de mejor valor aquí .