Reguladores de Carga PWM y MPPT
¿Qué tipos de reguladores de carga existen? PWM Y MPPT
Existen dos tipos de reguladores solares: PMW y MPPT.
A continuación, vemos las peculiaridades entre uno y otro:
Reguladores PWM
Sus siglas corresponden a “Pulse-Width Modulation”, es decir, modulación por ancho de pulsos. Se trata de la modalidad más común para instalaciones aisladas de 12V y 24V. Además, su vida útil es bastante larga ya que están fabricados con componentes muy sencillos, lo que los hace idóneos para pequeñas y medianas instalaciones.
Estos reguladores utilizan el voltaje que necesita la batería para su carga y descarga, lo que se traduce en que si el módulo produce 16V y la tensión es de 12V para su carga, el regulador proporcionará dicha cantidad (12V) y los 4V restantes serán desechados, ocasionando que no se aproveche su rendimiento completo.
Durante la carga, el regulador PWM pasa la corriente de la placa a la batería fotovoltaica hasta que la carga se complete y, en ese momento, se conecta y desconecta la batería de la placa hasta que esta se encuentre al 100% y se desconecte totalmente. Estos reguladores suelen venir con una configuración programada que posibilita conectar distintos tipos de baterías de 12 ó 24V.
Aunque no es obligatorio, es aconsejable que el regulador cuente con display digital para que nos pueda proporcionar toda la información posible de nuestra instalación fotovoltaica. No obstante, casi todos cuentan con algún tipo de indicador que permite conocer cuánta electricidad producen las placas, cuánta se está consumiendo y el nivel de las baterías.
Este tipo de reguladores se utilizan en instalaciones donde la estructura sea más compleja y exista cierta distancia entre el regulador y las placas solares.
Funcionamiento de los reguladores PWM
El funcionamiento de estos reguladores se basa en diodos y es muy sencillo. La placa solar se encuentra conectada a la batería y el regulador PWM actuaría como si fuera un interruptor que se va abriendo y cerrando en función de la tensión que haya en la batería. ¿Cómo?
- Si la batería está descargada, el interruptor estará cerrado.
- Por el contrario, si la batería se está cargando, el interruptor se abrirá.
Los diodos son unos componentes que permiten el flujo de la corriente en una sola dirección. En una instalación fotovoltaica existen dos tipos: de bloqueo (evitan que las baterías se descarguen a través de las placas cuando no hay suficiente luz y por tanto, no generan electricidad) y de by-pass (protegen a las placas de posibles averías por las sombras parciales en los módulos fotovoltaicos).
Al controlar el flujo de la corriente eléctrica hacia la batería, se le protege de sobredescargas y se evitan daños.
Por último, los reguladores cuentan con un interruptor que se desconecta de la batería antes de que esta se quede vacía, evitando la descarga profunda
Inconvenientes reguladores PWM
- La tensión de trabajo debe ser la misma en la baterías solares que en los paneles, esto se traduce en que si el panel tiene más voltaje que la batería se reduce para ajustarse y por tanto su producción será menor, pudiendo generar unas pérdidas de potencia de hasta un 30%.
Reguladores MPPT
Sus siglas corresponden a Maximum Power Tracking, es decir, seguidor punto de máxima potencia. Estos reguladores se caracterizan por utilizar toda la potencia de las placas solares, independientemente de las diferencias de voltaje que existan entre el panel y la batería. De este modo, tal y como indica su nombre “maximizador”, siempre permanece la tensión en su punto óptimo.
Por ejemplo, si tu instalación produce 1 kWp con un voltaje de 100V y una intensidad de 10A, para adaptarse a tus baterías de 48V, se reducirá el voltaje a 48V y se aumenta la intensidad a 20.8A, lo cual te permite que mantengas la potencia producida. De este modo, se utilizará parte para el suministro y la energía sobrante para cargar las baterías.
Este tipo de reguladores se utilizan en instalaciones donde la estructura sea más compleja y exista cierta distancia entre el regulador y las placas solares.
Funcionamiento de los reguladores MPPT
Para comprender su funcionamiento, pensemos en un regulador tradicional. Cuando este se encuentra cargando una batería descargada, cierra el circuito que conecta a los módulos con la batería. Esto se traduce en que las placas solares se ven obligadas a trabajar a la misma tensión que la de las baterías, la cual no suele coincidir con la tensión nominal del panel.
Sin embargo, los reguladores de carga MPPT se encargan de calcular constantemente la tensión a la que la placa puede producir la máxima potencia para unas condiciones específicas. Por ejemplo, si la tensión de máxima potencia es 17V, permitirá que el módulo trabaje a 17V sin importar la tensión del acumulador solar, es decir, consiguiendo que se aumente la intensidad de carga de la batería.
Al no depender de la tensión de las baterías solares, los reguladores MPPT se encuentran siempre en este punto óptimo. De este modo, el seguidor de máxima potencia permite que las placas solares obtengan hasta un 30% más de rendimiento que los reguladores PWM.
Por tanto, con estos reguladores es posible utilizar módulos que no estén exclusivamente diseñados para trabajar con esa tensión, ¿qué quiere decir?
En las instalaciones de 12V se suelen utilizar placas solares de 36 células, para las de 24V son de 72 células. Sin embargo, existe un tipo de placas solares que tiene 60 células (se quedarían cortos para 24V y demasiado grandes para 12V). Con los reguladores MPPT es posible utilizar los módulos de 60 células para cargar las baterías en instalaciones de 12V, evitando que se ocasionen pérdidas de potencia.
La gran mayoría de los reguladores MPPT cuentan con una eficiencia de aproximadamente un 95% (lo cual podría variar por condiciones climatológicas adversas u otros factores).
Inconvenientes reguladores MPPT
- Precio mucho más elevado que los PWM (una media de 150 euros más).
Comparativa entre los tipos de reguladores: PWM y MPPT
¿Qué regulador solar elegir según mi instalación fotovoltaica?
La elección de un tipo u otro dependerá de tu instalación solar y el uso que vayas a darle a la misma. Según sea tu instalación, te recomendamos:
PWM
Si tienes una instalación aislada que no uses diariamente (placas solares en autocaravanas, casas de campo, barcos, etc) con baterías y voltajes de 12 o 24V. Ideal para instalaciones pequeñas con 4 o menos placas solares.
| Tensión baterías | Células en serie |
|---|---|
| 12V | 36 |
| 24V | 72 |
| 48V | 144 |
▷ Si la batería de la instalación es de 12V, la placa solar debe ser también de 12V y 36 células solares. La única manera de conectar las placas con baterías de 12V es en paralelo. De este modo, las placas trabajarán con una tensión lo más cercana posible al punto de máxima potencia.
▷ Por otra parte, si la batería es de 24V puedes poner 2 placas fotovoltaicas de 12V y 36 células o, utilizar paneles de 24V y 72 células (en paralelo para trabajar lo más cerca posible al punto de máxima potencia de los paneles).
▷ Por último, podrías conectar 2 placas de 72 células o 4 de 36 (en serie) para 48V.
MPPT
En aquellas instalaciones con grandes consumos eléctricos a diario y que exista un distancia considerable entre las placas y baterías, así como diferentes voltajes entre estas. Recomendada en instalaciones con más de 4 paneles solares.
Esperamos que esta información le sea de utilidad, para aprender más sobre componentes de instalación Fotovoltaica lea nuestro articulo completo aqui.
