Todo lo que necesita saber sobre el controlador de carga solar

26 de abril de 2023

Una función principal de un cargador de batería solar es proteger la batería de daños por sobrecarga. Lo hace controlando la cantidad de energía que se envía a la celda, convirtiéndola en pulsos de electricidad manejables que la batería puede manejar mejor.

Los controladores de carga de baterías solares se pueden usar para cargar baterías con una variedad de voltajes. Mientras que los modelos básicos admiten voltajes de entrada de 12 a 24 voltios, los modelos más caros suelen tener un límite superior de 72 voltios.

¿Qué es un controlador de carga solar?

A controlador de carga solar es un dispositivo electrónico que conecta la salida de CC de un panel solar a una batería. Regula el voltaje y la corriente para no sobrecargar o descargar la batería, detecta cuando está baja y desconecta la carga para evitar que la batería se agote por completo.

Al seleccionar un controlador de carga para sus paneles solares, se debe tener en cuenta el tamaño y el voltaje. Dos tipos principales son PWM y MPPT, siendo PWM la opción más rentable.

Seleccionar el controlador de carga solar ideal es esencial para el rendimiento del sistema, pero puede ser intimidante con tantas opciones disponibles en el mercado. Los tipos más populares de controladores de carga incluyen 1 o 2 etapas, PWM (modulación de PowerPoint) y MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia).

Tipos de controladores de carga solar

Los controladores de carga solar son componentes esenciales de cualquier sistema solar fuera de la red. Protegen la batería para que no se sobrecargue o descargue, lo que podría provocar daños graves en sus componentes internos y eléctricos.

Los diferentes controladores de carga solar vienen con sus propias características, por lo que es importante identificar qué tipo tiene antes de intentar solucionar el problema o comprender su funcionamiento. Conocer su tipo de cargador permite un diagnóstico más rápido de los problemas y una mejor comprensión de sus capacidades.

  • Tipo de derivación

Los controladores de carga tipo derivación, comúnmente utilizados en sistemas solares más pequeños, permiten que la energía de la matriz pase a las baterías. Funciona como un interruptor de ENCENDIDO/APAGADO que activa o desactiva la carga cuando se alcanzan ciertos niveles de voltaje.

Otro controlador de derivación popular es un diseño de dos etapas, que permite la corriente de matriz completa hasta que el voltaje de la batería cae por debajo de su punto de ajuste de regulación. Después de eso, solo puede fluir una corriente constante limitada durante un período prolongado o hasta que la demanda de carga devuelva el voltaje a su punto de reconexión, momento en el cual el controlador comienza a cargar nuevamente.

  • Modulación de ancho de pulso (PWM)

Los controladores de carga solar utilizan tecnología de modulación de ancho de pulso (PWM) para regular la cantidad de corriente que fluye desde un panel solar a la batería. Es como encender y apagar un interruptor extremadamente rápido.

El proceso PWM puede mejorar la eficiencia de la carga de la batería, especialmente con voltajes bajos. También puede ayudar a combatir la sulfatación dentro de las células.

  • Seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT)

MPPT (Maximum Power Point Tracking) es una tecnología innovadora diseñada para maximizar la extracción de energía en diversas circunstancias. Lo hace detectando el voltaje y la corriente óptimos a los que los paneles solares producen la máxima potencia de salida.

Los controladores de carga MPPT son convertidores de CC a CC que combinan con precisión el voltaje y la corriente entre un panel solar fotovoltaico y la batería. Optimizan la salida del panel solar al mismo tiempo que aumentan la eficiencia del sistema, particularmente en condiciones climáticas variables o tendidos largos de cables.

Usos del controlador de carga solar

Los controladores de carga solar vienen en dos variedades principales: PWM y MPPT. En términos generales, el primero es más rentable y sencillo, mientras que el segundo proporciona una mayor eficiencia.

Los controladores PWM (modulación de ancho de pulso) simples utilizan una conexión directa desde el panel solar a la batería y utilizan un interruptor electrónico rápido para controlar la carga. El interruptor se abre y cierra rápidamente (cientos de veces por segundo) para modular el flujo de corriente mientras se mantiene constante el voltaje de la batería.

Este método puede funcionar, pero reduce el voltaje del panel solar para que coincida con el voltaje de la batería, lo que reduce drásticamente la potencia de salida. Para obtener resultados óptimos, utilice un controlador de carga solar MPPT (Maximum Power Point Tracking), que se esfuerza por mantener el voltaje del panel solar lo más alto posible para que pueda generar más energía.

Algunos controladores de carga también tienen la capacidad de monitorear el voltaje de la batería, el estado de carga y los amperios provenientes de los paneles solares para que puedan detectar cualquier problema con el sistema y tomar las medidas apropiadas. Esta característica es especialmente beneficiosa para configuraciones fuera de la red.

Principios de funcionamiento del controlador de carga solar

Los controladores de carga solar optimizan el proceso de carga de los paneles solares y los sistemas de baterías para evitar la sobrecarga o descarga, lo que podría dañar permanentemente las baterías. También monitorean el voltaje y ajustan la corriente en consecuencia, manteniéndola en un nivel ideal.

Los controladores de carga solar vienen en dos formas principales: PWM (modulación de ancho de pulso) y MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia). Si bien los controladores PWM tienden a ser más económicos, su rendimiento puede verse limitado debido al desperdicio de electricidad.

Los controladores de carga MPPT son más eficientes y adecuados para sistemas de energía solar más grandes. Utilizan tecnología de seguimiento del punto de máxima potencia para medir la salida de un panel solar y convertirla en corrientes y voltaje que se adaptan de manera óptima a las necesidades de una batería.

Ventajas e importancia del controlador de carga solar

Un controlador de carga solar es un elemento esencial de cualquier sistema solar. Controlan el flujo de corriente desde un panel o matriz a su batería, y también brindan protección contra sobrecargas eléctricas.

  • Desconexión por bajo voltaje

La desconexión por bajo voltaje (LVD) es una característica de seguridad de la batería diseñada para evitar que las baterías se descarguen por completo y se dañen. Las baterías de litio de Battle Born vienen equipadas con este LVD integrado en su sistema de gestión, programado para desconectar la batería cuando su voltaje cae por debajo de los 10 voltios para protegerla de daños.

Un controlador de carga solar es un elemento esencial de un sistema solar doméstico. Controla la corriente y el voltaje que va desde su sistema fotovoltaico a las baterías, protegiéndolas de sobrecargas o descargas.

  • Protección de sobrecarga

Los controladores de carga solar son componentes esenciales de un sistema de energía renovable basado en baterías. Supervisan el voltaje y la corriente en la batería, proporcionando energía según sea necesario y evitando el drenaje.

También evitan que se produzcan sobretensiones, que pueden dañar las baterías y acelerar su deterioro. El sobrevoltaje ocurre cuando los cables entre el panel y las baterías se sobrecargan o cortocircuitan, lo que permite que el alto voltaje fluya libremente entre ellos.

  • Bloqueo de corriente inversa

Los controladores de carga solar ayudan a mantener la energía de la batería mediante el uso de un regulador de voltaje para regular la corriente que fluye de los paneles solares a las baterías. Sin uno, parte de esta corriente puede pasar a la inversa y provocar una ligera descarga de la batería.

Los diodos de derivación de polarización inversa también se utilizan en sistemas solares para minimizar la pérdida de energía cuando las celdas sombreadas producen menos corriente o ninguna. Estos diodos están conectados en paralelo a través de las células fotovoltaicas para mejorar la eficiencia.

  • MPPT

MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia) es una técnica esencial utilizada por los controladores de carga solar. Esto regula el voltaje entrante de un panel solar a un nivel más constante y utilizable que puede ser aceptado por su batería.

El MPPT también puede monitorear el flujo de corriente inversa, lo que ayuda a prevenir la sobrecarga y el daño a las baterías. Las baterías tienen capacidades nominales para su capacidad de voltaje; sobrecargarlos podría resultar en daños permanentes así como en una reducción de la eficiencia.

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