Controlador de carga solar mppt: cómo funciona y cómo elegir

En el entorno de la energía solar, uno de los elementos fundamentales para garantizar un funcionamiento óptimo y eficiente de los paneles solares es el controlador de carga MPPT (Maximum Power Point Tracking). Este dispositivo es esencial para maximizar la producción de energía y proteger las baterías solares al regular la carga proveniente de los paneles solares.

¿Cómo funciona un regulador de carga MPPT?

A diferencia de los reguladores de carga solar PWM, que solo requieren conocer la corriente de carga del conjunto de paneles solares para su selección, los reguladores MPPT necesitan información más detallada para su cálculo.

El regulador solar MPPT es capaz de separar la tensión de funcionamiento de los paneles solares de la tensión de la batería. Esto permite que el seguidor del punto de máxima potencia (MPPT) ajuste la tensión de trabajo del conjunto de paneles solares para obtener la máxima producción posible.

Por ejemplo, los paneles solares de 12V tienen su punto de máxima potencia a una tensión de trabajo Vmp de aproximadamente 18V, mientras que los paneles solares de 24V tienen su punto de máxima potencia a una tensión de trabajo Vmp de aproximadamente 37V.

En un regulador solar PWM, cuando se conecta un panel solar de 12V a una batería de 12V, la tensión de trabajo del conjunto estará determinada por la batería. Esto significa que el panel solar no operará en su punto de máxima potencia de 18V, lo que reduce su eficiencia.

En cambio, con un regulador solar MPPT, siempre que la tensión de los paneles solares sea al menos 2V superior a la de la batería, el seguidor del punto de máxima potencia buscará continuamente la tensión donde el panel solar produce más energía y luego la transformará a la tensión necesaria para cargar la batería mediante un convertidor DC/DC.

¿Qué datos se deben conocer para seleccionar un regulador solar MPPT?

Para seleccionar el regulador solar MPPT adecuado, es necesario conocer varios datos tanto del regulador como de los paneles solares y la instalación solar en general. Estos incluyen:

• Máxima corriente de carga del regulador solar MPPT.
• Tensión máxima de circuito abierto FV permitida por el regulador.
• Potencia del panel solar.
• Tensión de trabajo Vmp del panel solar.
• Tensión de circuito abierto Voc del panel solar.
• Máxima variación de Voc respecto a la temperatura.
• Potencia total de los paneles solares.
• Tensión de funcionamiento del sistema solar.

Limitaciones de configuración

Tener en cuenta algunas limitaciones de configuración al seleccionar y conectar los paneles solares y el regulador MPPT:

• No se pueden conectar en serie paneles solares con diferente número de células solares.
• Las cadenas de paneles solares deben tener la misma longitud.
• La tensión del grupo de paneles solares debe ser al menos 2V superior a la tensión de la batería en todo momento.
• No se puede exceder la máxima tensión máxima de circuito abierto FV del regulador bajo ninguna circunstancia.
• La máxima corriente de carga del regulador solar puede superarse, pero el regulador MPPT limitará la corriente al máximo permitido.

Cálculo del regulador solar MPPT

Para calcular el regulador solar MPPT necesario, se divide la potencia total de los paneles solares por la tensión de la batería. Esto nos dará la corriente máxima de carga requerida.

Por ejemplo, si tenemos un sistema solar con baterías de 24V y 6 paneles solares de 240W de 60 células, el cálculo sería el siguiente:

Potencia total instalada: 6 x 240W = 1440Wp

1440Wp / 24V = 60A

Por lo tanto, se necesitaría un regulador solar MPPT de 60 amperios.

Configuración del regulador solar MPPT

Una vez que se conoce la corriente requerida (en nuestro ejemplo, 60A), se consulta la ficha técnica del regulador para verificar la máxima tensión máxima de circuito abierto FV permitida. Esto es importante para determinar la configuración de los paneles solares en serie y en paralelo.

Tener en cuenta las limitaciones mencionadas anteriormente al configurar los paneles solares y seleccionar la tensión de circuito abierto de cada cadena. Por ejemplo, si la tensión máxima de circuito abierto FV permitida es de 100V, se deben configurar las cadenas de paneles solares de acuerdo con esa restricción.

Cálculo de los conductores

Al calcular la sección de los cables para la instalación del regulador solar MPPT, se debe tener en cuenta que la tensión de los paneles solares no es la misma que la tensión de la batería. Por lo tanto, se deben considerar diferentes tramos de cableado:

Tramos desde el campo fotovoltaico hasta el regulador solar MPPT: la tensión y la corriente dependerán de la configuración de los paneles solares.

Tramo desde el regulador hasta la batería solar: la tensión será la tensión de la batería y la corriente de carga será la potencia instalada dividida por la tensión de la batería.

Es importante seguir las recomendaciones del fabricante y las normas de seguridad al seleccionar los conductores adecuados para evitar pérdidas de energía y garantizar un funcionamiento seguro.

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Consultas habituales

¿Cuál es la diferencia entre un regulador solar MPPT y un regulador solar PWM?

La principal diferencia entre un regulador solar MPPT y un regulador solar PWM es la forma en que gestionan la carga proveniente de los paneles solares. Mientras que un regulador solar PWM ajusta la tensión de los paneles solares para que coincida con la tensión de la batería, un regulador solar MPPT busca constantemente el punto de máxima potencia de los paneles solares y ajusta la tensión para maximizar la producción de energía.

¿Cuál es la ventaja de utilizar un regulador solar MPPT?

La principal ventaja de utilizar un regulador solar MPPT es que permite aprovechar al máximo la energía generada por los paneles solares. Al ajustar la tensión de trabajo de los paneles solares para que coincida con el punto de máxima potencia, se obtiene una mayor producción de energía y se maximiza la eficiencia del sistema solar.

¿Qué pasa si la tensión de los paneles solares es inferior a la tensión de la batería?

Si la tensión de los paneles solares es inferior a la tensión de la batería, un regulador solar MPPT no podrá funcionar correctamente. Es importante asegurarse de que la tensión de los paneles solares sea al menos 2V superior a la tensión de la batería para garantizar un funcionamiento óptimo del regulador MPPT.

¿Es necesario utilizar un regulador solar MPPT en todos los sistemas solares?

No es necesario utilizar un regulador solar MPPT en todos los sistemas solares. Los reguladores MPPT son más adecuados para sistemas solares de mayor tamaño y mayor potencia, donde se busca maximizar la producción de energía. Para sistemas más pequeños, como sistemas de iluminación solar o cargadores solares portátiles, un regulador solar PWM puede ser suficiente.

¿Cuál es la vida útil de un regulador solar MPPT?

La vida útil de un regulador solar MPPT depende de varios factores, como la calidad del producto y las condiciones de uso. En general, se espera que un regulador solar MPPT de buena calidad tenga una vida útil de al menos 10 años. Sin embargo, con un mantenimiento adecuado y un uso adecuado, es posible que dure incluso más tiempo.