¿Cuántos paneles puedo conectar a un controlador de carga?
Saber cuántos paneles solares fotovoltaicos puedes utilizar con un controlador de carga es fundamental. Si el controlador está sobrecargado, es muy probable que sufra daños permanentes. Si planeas comprar un controlador de carga, esta guía puede ayudarte. Las capacidades de los controladores de carga oscilan entre 5 y 100 amperios. Puede conectar dos o más controladores de carga para bancos de baterías grandes. Pero ¿cómo se calcula prácticamente cuántos paneles fotovoltaicos puedo conectar al controlador de carga?
Calcule cuántos paneles solares por controlador de carga
El voltaje de un panel solar no debe ser mayor que el voltaje de entrada máximo (VOC) de un controlador de carga. Si el VOC del controlador es de 100 voltios y se conectan en serie 3 paneles solares con un VOC de 22 voltios cada uno, el controlador puede manejarlo porque el total es de 66 voltios.
En estos ejemplos usaremos un controlador de carga MPPT porque proporciona un mejor rendimiento con paneles solares de alta potencia que un controlador de carga PWM. Es mejor dejar los controladores PWM para sistemas fotovoltaicos de pequeña escala.
La mayoría de los controladores de carga MPPT pueden manejar 3 paneles solares en serie por cadena. El voltaje fotovoltaico total en una serie no puede exceder el voltaje de entrada máximo del controlador de carga o el voltaje de circuito abierto (VOC).
Algunos ejemplos concretos
Tienes tres paneles solares de 24V con un VOC de 46V cada uno y un controlador MPPT de 60A y 150 VOC. Los paneles están conectados en serie, lo que combina el voltaje de cada módulo solar. Ahora, 46 x 3 = 138.
El panel solar requiere 138 voltios. Su controlador de carga de 60 A tiene una capacidad máxima de 150 VOC para que pueda hacer funcionar su panel solar.
Aquí hay otro ejemplo. Tienes tres paneles solares de 48V 300W con un voltaje de circuito abierto de 44V cada uno y un controlador MPPT de 50A 100VOC.
Si conecta uno de estos paneles solares al controlador, el COV está dentro de los límites del controlador. Pero si conectas los tres paneles en serie: 44 x 3 = 132.
El VOC aumenta a 132 voltios, lo que excede la capacidad del controlador. Necesita reducir los paneles a solo dos u obtener un controlador de carga más potente. Por lo tanto, el voltaje máximo de entrada/voltaje de circuito abierto de sus paneles fotovoltaicos es importante.
Estas cifras, por supuesto, son sólo para fines informativos. Siempre revisa las especificaciones del controlador de carga y paneles solares.
Algunos controladores de carga de alta gama pueden funcionar con hasta 5 paneles solares en serie por cadena. También tienen un límite de VOC más alto y son ideales para sistemas solares a gran escala.
Cómo agregar un margen de seguridad
Los cálculos anteriores funcionan bien, pero si quieres ser más conservador, añade un margen de seguridad a los números. Suele ser el 25%, pero puede ser cualquier número que desee.
La fórmula es similar excepto que agregas un 25% a los resultados. Entonces, si tiene 3 paneles solares en una matriz con 38 COV cada uno, eso sería 114 voltios en total.
Según los cálculos mostrados, un panel solar de 114 V requerirá un controlador de carga con una capacidad de 120 VOC (el tamaño más cercano disponible para igualar 114).
Pero si agrega un margen de seguridad del 25%, necesita un controlador de 150 VOC: 114 + 25% = 152
Nuevamente, el 25% es arbitrario y puede ser cualquier número que elijas. Y para muchos usuarios de energía solar, un margen de seguridad no es necesario. De hecho, muchos optan por sobredimensionar su panel solar.
¿Qué es el sobredimensionamiento de los paneles solares?
En otro artículo expliqué por qué la potencia de los paneles solares suele ser inferior a su clasificación. Un panel de 300 vatios sólo puede producir 270 vatios debido a la suciedad, las sombras, el cielo nublado y otros factores.
Por eso algunos controladores solares pueden ser demasiado grandes. Es decir, puedes utilizar un panel solar de mayor capacidad que la recomendada por el fabricante.
Por ejemplo, se podría diseñar una batería de 12 V y un controlador MPPT de 20 A para un panel solar de 275 W. Pero también se puede utilizar para cargar un panel solar de 300-330 W. ¿Cómo?
Debido a las diversas formas en que se pierde la energía solar, un panel de 275 W solo puede producir 250 W, desperdiciando capacidad del controlador y de la batería. Con un panel de 300 W, la salida estará más cerca de la capacidad máxima del controlador.
Atención: no todos los controladores de carga aceptan sobredimensionamiento. La matriz de VOC no debe exceder el voltaje de entrada máximo del controlador.
Si se sobredimensiona, se le permite exceder la potencia máxima de operación, pero no el voltaje de entrada máximo o VOC que dañaría el controlador. .
Si el manual de su controlador dice que se permite sobredimensionar, puede hacerlo. El sobredimensionamiento puede ser del 25% o hasta el 150% dependiendo del controlador.
No sobredimensione la matriz a menos que el fabricante indique específicamente que puede hacerlo. Esto anulará la garantía y puede dañar el controlador y los paneles solares.
¿Cuántos paneles solares puede manejar un controlador de carga?
El voltaje de la batería determina cuántos paneles solares se pueden utilizar con el controlador. Cuanto mayor sea el voltaje de la batería, más paneles solares podrás utilizar.
Amperios del controlador de carga x voltaje de la batería = potencia del sistema solar en vatios
Por ejemplo, 30A x 12V = 360W o 30A x 24V = 720W.
Nuevamente, esto sólo debe hacerse si no se excede el VOC del controlador. Y si vives en un clima frío, añade al menos 5 V al panel solar VOC.
Guía de tamaños del controlador de carga
Además de asegurarse de que el controlador de COV sea lo suficientemente grande para su panel solar, también debe asegurarse de que el amperaje nominal del controlador sea adecuado para sus paneles solares y su batería.
El cálculo es simple: vatios del panel solar/voltaje del sistema + 20% de margen de seguridad = tamaño del controlador de carga
Tienes paneles solares conectados en serie a 41V cada uno. Multiplica por 3 y eso es 123V. Agrega 20% y obtienes 153.
Un panel solar de 123 V requiere un controlador solar con una capacidad de 150 o 160 VOC. La mayoría de los controladores de carga MPPT de 60 A pueden manejar esta salida.
La capacidad del controlador de carga está determinada por la corriente de carga máxima y el voltaje de entrada máximo.
La corriente de carga máxima indica el tamaño de la batería que se puede cargar. La corriente de voltaje máxima indica cuántos paneles solares se pueden conectar en serie.