¿Qué es un controlador de carga solar?

A controlador de carga solar es un producto para regulador de voltaje y corriente alimentado por energía solar. Se utiliza en aplicaciones fuera de la red e híbridas fuera de la red para regular la entrada de energía de los conjuntos fotovoltaicos para ofrecer una salida de energía óptima para hacer funcionar cargas y cargar baterías. Entonces, el controlador de carga solar se ha llamado reguladores de carga solar.

La carga confiable para mantener la salud de la batería y prolongar su vida útil es muy importante. Los afectados sobre qué tan bien y qué tan rápido dependen de los controles de software del controlador solar y del hardware del componente electrónico. El voltaje y la corriente de la batería y de la energía fotovoltaica pueden cambiar en segundos y el componente de electrones en el controlador debe ser capaz de responder lo suficientemente rápido para adaptarse a los cambios.

Tal vez tenga las mejores baterías y los mejores módulos, como los paneles fotovoltaicos del mundo, pero solo son tan confiables como su controlador solar. Un controlador solar deficiente puede causar fallas en la batería, incluso en todo su sistema solar. El rendimiento confiable de los controladores de carga solar prolonga la vida útil de la batería durante muchos años más allá de su expectativa de vida normal

El controlador de carga generalmente representa alrededor del 10% de los costos totales del sistema de energía fuera de la red, sin embargo, las baterías pueden representar alrededor del 40% del costo del sistema y el 80% de los costos de vida útil del sistema. 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 perdido en el reemplazo de la batería. Puede usar los mejores módulos fotovoltaicos, baterías, cableado y cargas, pero sus capacidades estarán restringidas por la calidad del controlador de carga.

¿Cómo funciona un controlador de carga solar?

Diagrama fuera de la red con carga de CC (cómo se conecta un controlador de carga solar para alimentar una carga de corriente continua (CC))

Al instalar un controlador de carga solar, se recomienda conectar y desconectar en el siguiente orden:

1. Batería al controlador
2. matriz fotovoltaica al controlador
3. Carga eléctrica al controlador

Al desconectar, invierte ese orden. La batería proporciona energía al controlador, por lo que siempre asegúrese de que la energía solar y las cargas estén desconectadas antes de conectar o desconectar la batería del controlador. Las conexiones entre la batería, la carga, el conjunto fotovoltaico y el controlador deben tener interruptores de desconexión para mejorar la seguridad y facilitar la instalación y la avería.

En el diagrama esquemático anterior con carga de CC, la luz del sol entra en contacto con los módulos solares, que convierten la energía solar en energía eléctrica de CC que entrega a un controlador de carga. El controlador de carga regula el amperaje y el voltaje que se entrega a las cargas y cualquier exceso de energía se entrega al sistema de batería. Así las baterías pueden mantener su estado de carga sin sobrecargarse. La energía de la batería se utiliza para hacer funcionar la carga cuando no hay luz solar.

Diagrama fuera de la red con carga de CA (pertenece a una carga de corriente alterna (CA))

Nota la inversor está conectado y alimentado desde la batería, no desde los terminales de carga del controlador, como hicimos en el ejemplo de carga de CC. Esto se debe a que el inversor puede tener un pico de energía alto al arrancar, y este pico de corriente alta puede ser mayor que la capacidad nominal del controlador de carga solar, mientras que las baterías podrán cumplir con el requisito de pico de energía alto.

¿Cuántos tipos de controladores de carga solar?

Los dos tipos principales de controladores de carga solar son los siguientes:

1. Controladores de modulación de ancho de pulso (PWM)
2. Controladores de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT)

Controladores PWM tienden a ser más pequeños y funcionan con voltaje de batería, mientras que Controladores MPPT utilizar una tecnología más nueva para operar a la máxima tensión de alimentación. Esto maximiza la cantidad de energía que se produce, lo que se vuelve más significativo en condiciones más frías cuando el voltaje del conjunto es cada vez más alto que el voltaje de la batería. Los controladores MPPT también pueden operar con voltajes mucho más altos y corrientes de matriz más bajas, lo que puede significar menos cadenas en paralelo y tamaños de cable más pequeños ya que hay menos caída de voltaje.

Los controladores PWM deben usarse con arreglos que coincidan con el voltaje de la batería, lo que limita los módulos que se pueden usar. Hay muchos módulos de 60 celdas con un voltaje de alimentación máximo (Vmp) igual a aproximadamente 30 V, que se pueden usar con controladores MPPT, pero simplemente no son adecuados con controladores PWM.

Ahora responda la pregunta: ¿Cuál es mejor, PWM o MPPT? En igualdad de condiciones, MPPT es una tecnología más nueva que cosecha más energía. Sin embargo, las ventajas de los controladores MPPT sobre los PWM tienen un costo, por lo que a veces un controlador PWM menos costoso puede ser la elección correcta, especialmente con sistemas más pequeños y en climas cálidos donde el aumento de MPPT no es tan significativo.