Model de regulador de càrrega solar

Model de regulador de càrrega solar

Què és un regulador de càrrega solar

El regulador de càrrega solar és un component electrònic essencial, situat entre els mòduls fotovoltaics i les bateries, encarregat de gestionar eficientment l’energia generada pels panells solars. Aquest dispositiu supervisa i ajusta la intensitat i el voltatge de la corrent elèctrica provinent dels panells, garantint una càrrega adequada i segura de les bateries. La seva principal missió és prolongar la vida útil de les bateries, protegint-les de sobrecàrregues i descàrregues excessives, optimitzant així el rendiment del sistema fotovoltaic.

Funcions del regulador de càrrega solar

L’excés d’energia generada que no pot ser injectada a la bateria es perd a través de l’efecte Joule (calor) en el regulador. Per tant, el regulador de càrrega solar és un dispositiu que resguarda la bateria contra sobrecàrregues, carregant-la de manera adequada en cada situació. Normalment, els reguladors solars requereixen una configuració per especificar el tipus de bateries, la seva capacitat i tensions de funcionament.

La gestió eficient del flux energètic s’aconsegueix mitjançant la supervisió i ajust dels valors d’Intensitat (I) i Voltatge (V) que s’apliquen a la bateria. Aquest flux energètic es veu influït pel nivell de càrrega de les bateries i l’energia produïda pel sistema fotovoltaic. El regulador de càrrega solar monitoritza contínuament l’estat de càrrega de les bateries per garantir un càrrega òptima i prolongar la seva vida útil. Es poden identificar tres etapes de càrrega diferents:

  • Etapa BULK: amb la bateria descarregada, tota la corrent generada pel sistema fotovoltaic s’injecta a les bateries, augmentant el voltatge de la bateria a mesura que es va carregant.
  • Etapa ABSORCIÓ: en arribar a la tensió d’absorció (en bateries de plom-àcid obertes 14,4V i en bateries AGM i GEL 14,1V), el regulador de càrrega solar manté la tensió lleugerament per sota d’aquest valor i disminueix la corrent fins que la bateria estigui pràcticament plena.
  • Etapa de FLOTACIÓ: en aquesta etapa, la tensió es disminueix a la tensió de flotació (normalment 13,5 V) i la corrent injectada es redueix fins que la bateria estigui completament plena.

Addicionalment, el regulador té funcions secundàries com:
– Prevenir la descàrrega de la bateria durant la nit en el sistema fotovoltaic mitjançant la inversió de corrent a través d’un diode de tipus D.
– Oferir informació rellevant del sistema: voltatge de les bateries, corrent generada, registres històrics, estat de càrrega, etc. (només en aquells amb reguladors amb DISPLAY).

Tipus de reguladors de càrrega solar

Hi ha dues categories principals: el regulador de càrrega PWM i el MPPT.

Regulador de càrrega PWM (modulació per amplada de polsos)

Aquest tipus de regulador funciona mitjançant la modulació de polsos, interrompent el pas d’energia dels panells a les bateries quan aquestes últimes estan completament carregades. Per a un funcionament òptim, és necessari que el voltatge nominal dels panells solars i les bateries coincideixi. Els reguladors PWM no extreuen tota l’energia disponible dels panells solars, però solen ser més econòmics. Si es requereix una major capacitat de càrrega, es poden afegir més panells de 12V en paral·lel, mantenint el voltatge constant.

Malgrat ser més assequibles i lleugers, els reguladors PWM pateixen pèrdues d’energia degut a que els mòduls funcionen al voltatge de la bateria en càrrega, la qual cosa redueix la seva eficiència energètica.

Càlculs per a un regulador de càrrega PWM

Has de tenir en compte que els controladors PWM són compatibles únicament amb mòduls solars de 12 volts i 36 cèl·lules, així com amb mòduls de 24 volts i 72 cèl·lules.

Per a triar el controlador PWM adequat, és necessari conèixer la potència màxima del mòdul solar, coneguda com a IMP, la qual es troba a la fitxa tècnica o a la placa de característiques del panell. Multiplica el valor d’IMP per la quantitat de panells en la instal·lació per obtenir l’IMP total.

Per exemple, si tens dos mòduls solars amb IMP=5 A, és apropiat adquirir un controlador amb IMP=10 A.

Regulador de càrrega MPPT (seguiment del punt de màxima potència)

Els reguladors MPPT, també coneguts com a maximitzadors, aprofiten al màxim l’energia generada pels panells solars durant la càrrega de la bateria. Aquests reguladors operen en el punt de màxima potència dels panells solars i ajusten internament el voltatge, aconseguint una alta eficiència en la conversió d’energia. Tot i que el seu cost inicial és més elevat, la major capacitat de producció compensa aquest cost addicional.

La principal diferència entre els reguladors MPPT i PWM és la inclusió d’un regulador de seguiment del punt de màxima potència i un convertidor CC-CC en el regulador MPPT. Això permet que els mòduls funcionin al voltatge òptim, extreient la màxima potència i evitant sobrecàrregues o descàrregues en les diferents fases del procés de càrrega.

En conclusió, els reguladors MPPT són una opció més eficient i versàtil, especialment per a sistemes fotovoltaics de major potència. No obstant això, per a instal·lacions de menor envergadura, el regulador de càrrega PWM pot ser suficient.

Càlculs per a un regulador de càrrega MPPT

Per als controladors MPPT, divideix la potència total dels mòduls solars per la tensió de la bateria, obtenint així la intensitat màxima de càrrega.

La fórmula és la següent:
Potència total / Tensió (V) de la bateria = Imax

Així, suposa que tens un sistema de bateries de 24 volts i 8 mòduls solars de 220 watts, llavors el càlcul del controlador seria:

Potència total = 8 x 220 = 1760 W.

En dividir 1760 W entre 24V, el resultat seria 73,3 amperis.

Consum en corrent continu

A més de la càrrega de la bateria, aquests dispositius també ofereixen protecció contra descàrregues profundes quan s’utilitza un consum en corrent continu. Els reguladors disposen d’un interruptor de tipus A que talla el corrent subministrat per la bateria al consum només quan s’utilitza en continu, permetent una gestió més eficient i segura de l’energia. Tot i que els reguladors amb pantalla de visualització mostren un valor de “0 A” quan no hi ha consum en corrent continu, alguns models permeten el control de càrregues mitjançant la programació d’encesos i apagaments, la qual cosa resulta especialment útil per a equips que requereixen engegada i apagada automatitzada segons la radiació solar. Amb l’energia emmagatzemada durant el dia, és possible utilitzar-la durant la nit, la qual cosa garanteix una gestió més eficient i sostenible de l’energia.

Este sitio web utiliza cookies para que usted tenga la mejor experiencia de usuario. Si continúa navegando está dando su consentimiento para la aceptación de las mencionadas cookies y la aceptación de nuestra política de cookies, pinche el enlace para mayor información.plugin cookies

ACEPTAR
Aviso de cookies