Reguladores

¿Qué es un regulador solar de carga fotovoltaico?

Un regulador solar fotovoltaico es un dispositivo que, como su propio nombre indica, regula la carga de una batería a partir de la corriente generada por uno o varios paneles solares.

Los reguladores solares fotovoltaicos son necesarios para una correcta carga de las baterías, ya que la carga óptima de una batería se realiza proporcionando diferentes niveles de tensión y corriente a lo largo de tres fases. Si conectaramos un panel directamente a la batería, aunque fuera un panel solar de 12V, la carga de la misma no sería óptima, ya que estaríamos introduciendo energía con unas características sólo recomendables en una de las fases de carga.

Tipos de reguladores solares

Fundamentalmente hay dos tipos de reguladores solares fotovoltaicos: los reguladores PWM, basados en la técnica de modulación de ancho de pulso (PWM en sus siglas en ingles) y los reguladores MPPT, basados en algoritmos de maximización y optimización de la potencia entregada por el campo solar (MPPT en sus siglas en ingles).

Regulador solar PWM

Los reguladores PWM son reguladores solares económicos que "trocean" la onda eléctrica proveniente de los paneles y la modulan para obtener la tensión y corriente necesarias en cada momento. Trabajan a la perfección con todo tipo de paneles de 12V, y regulan la carga de bancos de baterías en diversas tensiones, generalmente en tensiones de 12V, 24V o 48V, que son las tensiones más habituales.

Regulador solar MPPT

Los reguladores MPPT están pensados para trabajar con paneles solares de 24V, paneles de conexión a red, y pueden conseguir mejoras en la energía generada de hasta un 30% a igualdad de potencia pico solar instalada. Lo que hacen los algoritmos maximizadores en recorrer la curva tensión-corriente de un panel o grupo de paneles para encontrar en todo momento la combinación de estos dos parámetros que proporcionen la máxima potencia de salida.

Los fabricantes que destacan en la producción de reguladores solares para fotovoltaica y que recomendamos son Victron, Xantrex, Steca, Outback, etc.

Beneficios de un regulador solar de carga

Los mayores beneficios queproporcionan los reguladores solares de carga son las protecciones que ofrecen a las baterías de nuestro sistema solar.

1. Protección frente a sobrecargas. Cuando la batería está llena, el regulador reduce y limita la potencia que le llega de los paneles solares hasta el nivel conocido como de flotación, en el que solo se proporciona energía para combatir la autodescarga de la batería.

2. Protección frente a sobre-descargas. Si una batería está trabajando ya por debajo de una capacidad del 50%, el regulador nos avisará primero mediante una señal acústica o luminosa, y si además estamos extrayendo la energía en corriente contínua a traves de la salida del regulador, éste cortará la salida para evitar descargar la batería más allá de ese 50% establecido como batería vacía.

3. Protección polaridad inversa. Cuando estamos intentando conectar paneles solares a un regulador que ya está conectado a la batería, si nos equivocamos e intercambiamos los polos positivo y negativo, el regulador protegerá la batería del cortocircuito, mediante un fusible interno.

¿Qué regulador de carga utilizar?

Vamos a poner varios ejemplos en los que vermos claramente qué regulador solar utilizar en cada caso:

Si disponemos de: Panel solar 12V + Batería de 12V -->Regulador de carga PWM

Si disponemos de: Panel solar 24V + Batería de 24V -->Regulador de carga PWM

Si disponemos de: Panel solar 48V + Batería de 48V -->Regulador de carga PWM

Si disponemos de: Panel de conexión a red (30V) + Batería de 12V -->Regulador de carga MPPT

Si disponemos de: Panel solar 24V + Batería de 12V -->Regulador de carga MPPT

En cuanto al amperaje que hay que utilizar en función del número y potencia de paneles solares, hay que tener cuidado para seleccionar correctamente el regulador solar idóneo para nuestra instalación.

En el caso de un regulador PWM, si disponemos de paneles solares de 12V y una batería de 12V, la corriente máxima del regulador debe ser superior a la suma de las las corrientes de cada panel. SI por ejemplo vamos a usar 3 paneles de 12V y 8A, debemos usar un regulador solar de 30A. Lo mismo ocurre en un sistema con batería de 24V y paneles de 24V.

Sin embargo el asunto cambia con los reguladores MPPT. En un regulador MPPT, el voltaje y la corriente de salida pueden ser totalmente distintos del voltaje y corriente de entrada porporcionado por los paneles solares.

Generalmente, los reguladores MPPT nos permiten trabajar a mayores voltajes, lo cual incrementa la eficiencia y la facilidad de instalación, ya que mientras para conectar 3 paneles de 12V a una batería de 12V, debemos conectarlos en paralelo, si usamos un regulador MPPT con un voltaje de entrada fotovoltaica de 100V, podríamos conectar esos 3 paneles en serie, alcanzando un voltaje en abierto de hasta 54V (18x3), y reduciendo la corriente a la un único panel.

Esto tiene ventajas muy importantes en la ejecución de la instalación, permitiendo por ejemplo reducir la sección del cableado de forma muy importante, reduciendo así las pérdidas y el calentamiento, por ejemplo.

Secciones de cableado en Reguladores de Carga PWM

En un sistema con batería de 12V, usando paneles solares de 12V y un regulador solar PWM, la sección del cableado una vez hacemos los paralelos de los diferentes paneles debe ser suficiente para la suma de las corrientes. Esa sección debe continuarse entre regulador y batería, ya que la misma corriente pasará entre paneles y regulador que entre regulador y batería.

En los sistemas de 24V y 48V con reguladores PWM de ese voltaje, ocurrirá lo mismo y habrá que tener en cuenta las mismas condiciones, con la ventaja de que al incrementarse el voltaje, se reducirá la corriente y por tanto la sección del cableado.

Secciones de cableado en Reguladores de Carga MPPT

En el caso particular de los reguladores MPPT, el voltaje entre paneles solares y regulador y el voltaje entre regulador y baterías es totalmente diferente. El voltaje entre regulador y baterías será el voltaje del sistema: 12V, 24V o 48V.

Mientras que el voltaje entre paneles y regulador, será determinado por el regulador. Existen reguladores MPPT con diversos voltajes de entrada, destacando los de la gama Victron, que pueden ser de 100V, 150V, 250V o incluso 450V en los nuevos Victron MPPT RS Smartsolar.

Estos elevados voltajes nos permiten trabajar con secciones de cableado entre paneles y regulador mucho menores que usando reguladores PWM.