Se encuentra en: :Inicio|Equipos solares: Regulador (controlador) de carga

Equipos solares: Regulador-Controlador de Carga

Ejemplo de regulador - controlador de carga Victron

La función del regulador de carga es proteger a la batería para que no entre en situaciones de comportamiento extremo que puedan llegar a dañarla. Su funcionamiento consiste en tomar información del estado de carga del sistema, por ejemplo usando el voltaje de la batería, y compararlo con los valores mínimos y máximos admisibles para que la batería solar no entre en procesos de sobrecarga o descarga extrema que puedan dañarla.

Los primeros reguladores de carga que aparecieron en el mercado realizaban el control de carga de la batería según un sistema “todo-nada”, mediante la conmutación de elementos electromecánicos (relés), y se les podría denominar reguladores de una etapa. El regulador permitía el paso de toda la corriente disponible en el generador FV hasta que la tensión en la batería alcanzaba un valor predeterminado (~ 14,5 V), momento en el cual se interrumpía el paso de corriente hacia la misma. Con el transcurso del tiempo y el consumo de la instalación, la tensión de la batería disminuía progresivamente y, cuando se alcanzaba otro valor prefijado (~ 12,5 V), se volvía a permitir el paso de toda la corriente disponible, repitiéndose el ciclo. Con estos reguladores, la batería mantenía un estado de carga promedio entre el 55 y el 60 %.

El siguiente avance fue reducir la diferencia entre los dos valores de desconexión y reconexión antes mencionados, llamada histéresis del regulador. Con esto se consiguió elevar el estado de carga promedio de la batería hasta un 70 %.

El estado de carga promedio de la batería entre cada ciclo, es un aspecto fundamental en el tiempo de vida de la misma, hasta el punto que se ha comprobado que una batería con un estado de carga promedio del 90% puede proporcionar dos o tres veces más ciclos de carga-descarga que otra en la que se permita alcanzar un estado de carga del 50 % antes de iniciar la recarga.

Podemos dividir los reguladores de carga en dos grupos:

Regulador de carga Paralelo

Para pequeñas potencias la solución que suele adoptarse es poner en paralelo un diodo zener. Actualmente esta bastante en desuso, el incremento de potencia en los sistemas actuales, haría que los reguladores fueran extremadamente grandes por las dimensiones de sus disipadores.

Esquema eléctrico de regulador de carga paralelo

Regulador de carga Serie

Este tipo de reguladores disponen de dos interruptores, uno de generación y otro de consumo. El interruptor de generación actúa desconectando el generador fotovoltaico de la batería cuando ésta alcanza un valor a partir del cual entraría en sobrecarga.

Los voltajes característicos de este tipo de regulación son:

Voltaje umbral de sobrecarga Vsc, que es la tensión máxima que el regulador permite alcanzar a la batería. Cuando V es mayor que Vsc la batería queda desconectada del generador.

Voltaje de rearme de carga Vrc, que es el valor de la tensión del acumulador que permite reconectar el generador para volver a cargarlo.

El interruptor de consumo colocado entre la batería y el consumo como se puede ver en la figura posterior, corta el suministro de energía cuando el voltaje de la batería llega a un umbral mínimo.

Esquema regulador carga serie

Los voltajes característicos son:

Voltaje umbral de sobredescarga Vsd, es el valor mínimo permitido al voltaje de la batería antes de desconectar el consumo.

Voltaje de rearme para la descarga Vrd, que es el valor del voltaje que reconecta el consumo al acumulador.

 

Curva de regulación de un regulador de carga:

curva regulación de regulador de carga

La carga rápida inicial es, de hecho, una sobrecarga controlada. Sin embargo, para que la carga resulte completa y eficiente, es decir, para eliminar el sulfato depositado en las placas de la batería durante la descarga anterior, debería permitirse el paso de corriente durante un cierto tiempo (manteniendo la tensión constante). Esto supone la aparición de otra etapa, entre la carga rápida inicial y la de flotación, llamada de absorción, y en consecuencia la aparición de los reguladores de tres etapas. Podemos ver la curva del ciclo de carga de un regulador de tres etapas.

 

ciclo carga regulador 3 etapas

Por último, comentar los reguladores de carga MPPT, o de seguimiento del punto de máxima potencia, MPPT (Maximun Power Point Tracking), que cada vez son más habituales su uso.

esquema regulador carga mppt

Mediante el uso de un regulador de carga MPPT se puede aumentar la potencia entregada por el generador FV en un 30% y usar paneles solares que eran de uso típicamente para conexión a red.

Artículo elaborado por el departamento técnico de SunFields Europe: www.sfe-solar.com

Utilizamos cookies propias y de terceros para realizar análisis de uso y de medición de nuestra web para mejorar nuestros servicios. Si continúa navegando, consideramos que acepta su uso. Puede cambiar la configuración u obtener más información aquí política de cookies.

ACEPTAR
Aviso de cookies