¿Por qué utilizar un controlador de carga?
La luz del sol que llega a la superficie terrestre a menudo se ve afectada por los cambios climáticos. Soleado, equivale a pleno sol. Día lluvioso, igual que sin sol. Por lo tanto, la energía solar recibida en la Tierra será muy diferente de un día para otro y, a menudo, dentro del mismo día. Además, como la Tierra es una esfera y gira en ángulo oblicuo, la radiación solar recibida en diferentes latitudes es diferente.
La radiación solar en latitudes bajas es mayor que en latitudes altas. En la región ecuatorial, la luz del sol brilla casi verticalmente. En el Ártico y la Antártida, el sol está inclinado y las regiones polares tienen muy poco calor. La experiencia nos dice que el área iluminada por la luz oblicua será grande; el área iluminada por la luz vertical será pequeña. Para la misma cantidad de luz, si el área irradiada es grande, el calor se dispersará; si el área irradiada es pequeña, el calor se concentrará.
La distribución de la radiación global anual total que llega a la superficie de la Tierra tiene esencialmente forma de cinturón. En la región ecuatorial, la radiación total anual no es la más alta debido al tiempo nublado. En la zona subtropical de alta presión de los hemisferios norte y sur, especialmente en las zonas desérticas continentales, la radiación anual total es relativamente grande y el máximo se encuentra en el noreste de África.
Dado que la energía solar recibida del suelo es diferente, el controlador de carga fotovoltaica se utiliza para controlar el conjunto de células solares multicanal para cargar la batería. Para mejorar la eficiencia de carga y evitar daños debidos a la sobrecarga y descarga excesiva de la batería, es necesario utilizar las funciones de monitoreo y protección del controlador. Casi todos los sistemas de generación de energía solar que funcionan con baterías requieren un controlador de carga y descarga solar.
¿Cuáles son las funciones de un regulador 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.
El papel del regulador solar en un sistema fotovoltaico
El nombre completo del controlador solar es controlador de carga y descarga solar. Es un dispositivo de control automático utilizado en el sistema de generación de energía solar. La función del controlador de carga y descarga solar es regular la energía, especialmente la energía suministrada por el panel solar a la batería. La sobrecarga de la batería acortará al menos significativamente su vida útil y la dañará hasta que pueda usarse normalmente.
La función más básica del controlador de carga y descarga solar es controlar el voltaje de la batería y abrir el circuito, es decir, cuando el voltaje de la batería sube a un cierto nivel, deja de cargar la batería. La versión anterior del controlador completa mecánicamente la apertura o cierre del circuito de control deteniendo o iniciando la energía suministrada a la batería por la fuente de alimentación.
En la mayoría de los sistemas fotovoltaicos, se utiliza un controlador de carga para proteger la batería contra sobrecargas o descargas excesivas. La sobrecarga puede vaporizar el electrolito de la batería y provocar un mal funcionamiento, mientras que la descarga excesiva puede provocar que la batería falle prematuramente. Tanto la sobrecarga como la sobredescarga pueden dañar la carga.
Por tanto, el controlador es uno de los componentes principales del sistema de generación de energía fotovoltaica y la parte principal del BOS (Balance of System). En un sistema fotovoltaico pequeño, el controlador también se denomina controlador de carga y descarga, y desempeña principalmente un papel en la prevención de la sobrecarga y descarga excesiva de la batería.
En sistemas fotovoltaicos grandes y medianos, el controlador es responsable de gestionar el balance energético. Al mismo tiempo, protege el funcionamiento normal de las baterías y de todo el sistema fotovoltaico, además de mostrar el estado de funcionamiento del sistema. El controlador puede ser un dispositivo independiente o puede integrarse con el inversor.
Por tanto, las principales funciones de un controlador de carga fotovoltaico moderno son:
- Evita que la batería se sobrecargue o se descargue en exceso y prolonga su vida útil.
- Evite que se invierta la polaridad de los paneles solares y la batería.
- Prevenir cortocircuitos internos de cargas, controladores, inversores y otros equipos.
- Protección contra averías provocadas por rayos.
- Visualización del estado de funcionamiento del sistema fotovoltaico.
- Almacenamiento de información sobre el sistema fotovoltaico (registro de funcionamiento del sistema).
- Gestión optimizada de la energía del sistema.
- Alarma de fallo del sistema fotovoltaico.
- Telemetría del sistema fotovoltaico, telecontrol, funciones de teleseñalización, etc.
Importancia de un controlador de carga de calidad
La carga confiable para mantener la salud de la batería y extender su vida útil se ve afectada por qué tan bien y qué tan rápido el software del controlador controla el hardware de los componentes electrónicos. El voltaje y la corriente de la batería y del sistema fotovoltaico pueden cambiar en fracciones de segundo, y la electrónica de potencia del controlador debe poder responder con la suficiente rapidez para adaptarse a estos cambios.
La mayoría de las personas no ven ni reconocen estos dramáticos cambios de voltaje y corriente que ocurren dentro de sus controladores de carga, pero si tuvieran osciloscopios y monitores sofisticados que pudieran mostrar lo que realmente está sucediendo, podrían decir qué controladores tendrían el mejor efecto. duración de la batería.
Puede tener las mejores baterías y módulos del mundo, pero son tan confiables como su controlador. Un controlador deficiente puede provocar fallos en la batería y un fallo total de todo el sistema fotovoltaico. Los mejores controladores de carga solar prolongan la vida útil de la batería muchos años más allá de su esperanza de vida normal, mientras que los controladores inferiores provocan fallas prematuras de la batería y pueden dejar el sistema fotovoltaico inoperable.
El controlador de carga normalmente representa alrededor del 10% del costo total del sistema de energía fuera de la red, mientras que las baterías pueden representar alrededor del 40% del costo inicial y el 80% de los costos de vida útil. Por lo tanto, la pequeña cantidad de dinero que podría ahorrar al implementar un controlador de carga más económico palidecerá en comparación con el dinero y el tiempo perdidos en el reemplazo de la batería.
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