Uno de los componentes fundamentales de un sistema fotovoltaico con almacenamiento es el controlador de carga. Hablamos de sistemas que producen electricidad a partir del sol y la “almacenan” en baterías. Estos sistemas también pueden ser utilizados “off grid” o no conectados a la red eléctrica pero autónomos en su funcionamiento. Así que nos referimos a pequeños sistemas para suministrar electricidad a barcos, campers, cabañas o apartamentos completos. En este último caso, ya no podemos depender de una empresa para el suministro de energía. Índice
- ¿Qué es el controlador de carga?
- Su uso en fotovoltaica
- Cómo elegirlo y dimensionarlo de la manera correcta
- Precios
¿Qué es el controlador de carga?
El controlador de carga es una herramienta que le permite cambiar el rango de corriente y voltaje aplicado a un dispositivo eléctrico o electrónico específico. Se utiliza porque, contrariamente a lo que se pueda pensar, muchas máquinas no necesitan un suministro constante de corriente, sino un caudal regulado según el nivel de carga y la potencia.
De hecho, si no usáramos controladores de carga, los tiempos de vida de algunas baterías que se usan para el funcionamiento de paneles fotovoltaicos por ejemplo, tendrían una vida mucho más corta. Los controladores de carga, aunque sean invisibles y miniaturizados, también están presentes en todos nuestros dispositivos portátiles, como smartphones, portátiles, tablets e incluso en las farolas solares LED. El procedimiento llevado a cabo por el regulador se puede dividir en tres fases:
- en el primero envía toda la corriente posible a la batería, hasta el momento en que alcanza un determinado nivel de tensión
- En la segunda fase, la corriente se reduce mientras el voltaje aún permanece constante; esta fase se define como “absorción”
- Al final está lo que se llama “periodo de espera”: se baja el voltaje y la corriente y se envía a las máquinas en una pequeña cantidad, luego de lo cual el regulador cortará el flujo de corriente una vez que se complete el ciclo, para evitar sobrecargas. .
En pocas palabras, por lo tanto, el controlador de carga actúa como un estabilizador real de la energía almacenada el cual se gestiona de forma óptima, todo ello para que toda la vida útil de un aparato eléctrico sea eficiente y funcional.
Su uso en fotovoltaica
El controlador de carga es muy utilizado en el sector fotovoltaico. El regulador debe estar conectado a las baterías del sistema fotovoltaico, entre la batería y el módulo fotovoltaico, y casi todos los modelos en el mercado actual están equipados con un LED de control para indicar el funcionamiento del dispositivo, generalmente de hecho un la luz amarilla indica la carga en curso, mientras que la verde indica la carga completa de la batería del panel. El único caso en el que el controlador de carga no se considera útil a efectos de mantenimiento de las baterías y del sistema en general es cuando el panel fotovoltaico es capaz de producir menos del 2% de la capacidad de la batería.
El voltaje de suministro para un paquete de baterías de 12V es de aproximadamente 16V. Esto te permite cargar las de plomo ácido a 14,40 V (6 x 2,40 V/celda) y las de ion litio, Li-ion a 12,60 (3 x 4,20 V/celda). Tenga en cuenta que 2,40 V/celda para ácido de plomo y 4,20 V/celda para iones de litio son los umbrales de voltaje de carga completa. Los controladores de carga también están disponibles para baterías de iones de litio para cargar paquetes de 10,8 V (3 celdas en serie). Al comprar un controlador de carga, debe observar los requisitos de voltaje. La familia estándar de iones de litio tiene un voltaje nominal de 3,6 V/celda; el fosfato de hierro y litio es de 3,20 V/celda. Conecte solo las baterías correctas para las que se diseñó el controlador de carga. No conecte una batería de plomo ácido a un controlador de carga diseñado para Li-ion y viceversa. Esto podría comprometer la seguridad y la longevidad de las baterías, ya que los algoritmos de carga y los ajustes de voltaje son diferentes.
Los paneles solares fotovoltaicos normalmente se conectan en serie, cada módulo proporciona alrededor de 20 V en un día soleado. El controlador lee el voltaje general de la cadena, pero si un panel está sombreado, el MPPT pierde su efectividad. Los sistemas avanzados procesan cada panel o grupo de cadenas individualmente. Esto permite el seguimiento de voltaje de paneles sombreados de hasta 5V. Usted podría preguntarse: “¿Por qué no puedo simplemente conectar un panel fotovoltaico de 12V directamente a mi computadora portátil o celular?Esto debería funcionar en principio, pero no se recomienda. El controlador de carga convierte el voltaje de CC entrante del panel solar al rango de voltaje correcto. A plena luz del sol, el voltaje de un panel solar de 12 V puede llegar a 40 V y esto podría dañar el dispositivo. Todavía necesitaría un INVERSOR, que es un dispositivo que transforma la corriente de directa a alterna.
Cómo elegirlo y dimensionarlo de la manera correcta
En general, identificar el controlador de carga adecuado para sus necesidades no es una operación compleja, pero si no se lleva a cabo con cuidado, podría conducir a una elección incorrecta que puede comprometer el funcionamiento de todo el sistema fotovoltaico a largo plazo.
Hay tres características principales que deben tenerse en cuenta al calcular el tamaño del regulador.
- El primero es el corriente de carga nominalesta cantidad depende de la potencia máxima que es absorbida por los usuarios eléctricos (aparatos conectados directamente a la corriente, que no son alimentados por batería).
- En segundo lugar está el corriente nominal solar, es decir, el dado por el panel fotovoltaico. (La corriente nominal solar total es la suma de las corrientes de todos los paneles en un sistema).
- Finalmente, está el voltaje del sistemaque se puede identificar con la potencia de 12, 24 o 48 V. Para elegir el regulador perfecto, por lo tanto, existen dos criterios fundamentales: cada una de las corrientes nominales (solar y de carga) debe ser inferior a la cantidad de corriente nominal controlador de carga, mientras que el voltaje del sistema debe coincidir entre todas las partes, es decir, debe ser el mismo para paneles, baterías y regulador (si elige un regulador de 24 V, será porque ese es el voltaje de los otros elementos también).
Precios
el costo de un controlador de carga está relacionado principalmente con el tipo de circuito electrónico y la carga que es capaz de soportar. Entonces, la corriente máxima de entrada y salida, la potencia máxima del panel fotovoltaico de entrada.
Un controlador de carga económico produce un voltaje de salida solo cuando hay suficiente energía solar disponible. Con una insolación decreciente, el controlador de carga simplemente se apaga y se reanuda cuando se restablecen los niveles de luz suficientes. La mayoría de estos dispositivos no pueden utilizar la energía marginal presente al amanecer y al atardecer, lo que limita su uso a aplicaciones con condiciones de iluminación ideales. Los controladores de carga más costosos rastrean la energía midiendo el voltaje y ajustando la corriente para lograr la máxima transferencia de energía en las condiciones de luz predominantes. Esto es posible gracias al seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT o rastreador de punto de máxima potencia). Es un sistema que permite que uno o más paneles entreguen la máxima potencia sin importar la carga.Cabe señalar que no todos los circuitos MPPT funcionan igual de bien. Algunos son gruesos y no responden de inmediato a los cambios de luz, lo que hace que la salida disminuya o se apague si cae una sombra sobre el panel. Otros sistemas caen demasiado pronto y no aprovechan al máximo las condiciones de poca luz.
Soy una apasionada de la energía renovable y de darle al planeta una oportunidad más.
El futuro ya está aquí y es verde... ¿a qué esperas para ser parte de él?
- Invernadero Fotovoltaico Cuánto ganas y precios - junio 2, 2022
- Precio fotovoltaico con almacenamiento - junio 1, 2022
- Bitcoin y el problema de la electricidad como solucionarlo con paneles fotovoltaicos - mayo 30, 2022