Regulador de carga

El regulador de carga es uno de los elementos principales en la instalación de una red eléctrica solar, este aparato es el encargado de controlar el flujo de energía que baja de los paneles solares. Existen reguladores tipo PWM y el tipo MPPT y se distinguen  de acuerdo a su sencillez y bajo costo PWM, mientras que los reguladores tipo MPPT su valor es más elevado gracias  a su versatilidad.

reguladores de carga

Es importante saber las dimensiones de tu red solar, ya que a partir de allí, va a depender el tipo de regulador que se va adaptar a tu necesidad. Pero si quieres saber todo acerca de los reguladores de carga ¡te invito a continuar leyendo!

¿Qué es un regulador de carga? 

Es un dispositivo electrónico que se ubica entre el campo fotovoltaico y el campo de baterías, su función es básicamente vigilar el flujo de energía que transita en ambos dispositivos. El regulador de carga también controla el estado de  carga de baterías, así como también  garantiza su capacidad plena de carga sin que esta se sobrecargue.

Tipos de reguladores de carga

Regulador de carga PWM

Es un regulador que por siglas en inglés y traducida al español significa modulación por ancho o pulso, este dispositivo es muy sencillo y práctico de instalar, debido a  que estos actúan como interruptores entre las placas fotovoltaicas y la batería, sin necesidad de instalar dispositivos extra.

Cabe destacar que estos reguladores son llamados reguladores estándar, debido a su reducido peso y sencillez, además de ser económicos  poseen una vida útil bastante larga, algunos modelos tienen incorporado un sistema de refrigeración de calor pasiva.

Regulador de carga  MPPT

Sus siglas traducidas al español significan seguimiento del punto máximo de potencia, este tipo de regulador  convierte la corriente de alta tensión a corriente continua de más baja tensión para alargar la carga de la batería.

Estos reguladores son versátiles y debido a esto, su precio es mayor pero su eficiencia y  funcionalidades sustituyen su valor.

Ventajas de un regulador de carga  PWM

Los beneficios de este tipo de regulador son las siguientes:

  • Disminuye los gases y calentamiento de la batería: su ventaja número uno es la recarga de batería en menor tiempo debido a esto este dispositivo evita el calentamiento  de baterías y emisión de gases de la misma.
  • Incremento de admisión de carga: esto ha sido todo un problema con las placas solares, pero gracias al algoritmo insertado en los dispositivos PWM esto es posible, la  admisión de carga de la batería para reservar más energía  generada por los paneles. 
  • Impide la formación de sulfato en la batería: la batería que está ubicada en los paneles solares, ha sido un gran problema debido al tema de la sulfatación, esto se debe a la poca carga que recibe la batería, la ventaja de los reguladores PWM es su capacidad de impedir la formación de sulfato en las placa positivas de la batería, ya que esta abarcan la capacidad máxima de la batería.
  • Son económicos: su práctico y sencillo diseño e instalación simple, hace del usuario una agradable experiencia, también está al alcance de todos debido a su económico precio.
  • Si presenta avería son fáciles de reparar: su reducido tamaño y peso ligero no da espacio para tantos elementos electrónicos, lo que hace posible y fácil su reparación en caso de algún desperfecto.

Ventajas de un regulador de carga  MPPT

Este tipo de regulador ofrece más funcionalidades, es más avanzado y posee más rendimiento PWM.

  • Tienen mejor eficiencia, sobre todo en climas con temperaturas bajas.
  • Armoniza con placas solares de amplio rango de tensión.
  • Facilita una mayor acople  con respecto al crecimiento del sistema.
  • Facilita la carga de batería  de una forma particular y en cuatro etapas, esto para un mayor aprovechamiento de la batería. 

Desventajas de los reguladores de carga PWM

  • Son menos eficaces que los reguladores de carga MPPT.
  • Mueve menos corriente y potencia, esto se debe a la simplicidad de componentes electrónicos.
  • Tienen una capacidad limitada, lo que impide extender el sistema energía.
  • Estos reguladores en su presentación más pequeña viene sin accesorios. 
  • El voltaje del regulador debe ser el mismo de la batería, de lo contrario no va a cumplir su función.

Desventajas de los reguladores de carga MPPT

  • Estos reguladores son más costosos, esto es gracias a su versatilidad y la construcción de su tecnología actualizada.
  • Debido a su versatilidad y tecnología de alta gama su valor es más costoso que un regulador PWM.
  • En caso de averías la reparación es bastante costosa.
  • Su configuración es más complicada, debido a su estructura de alta gama.
  • El tiempo de vida útil de estos reguladores, es corto debido  a la complejidad de sus componentes y la presión térmica a la que se somete.

Funcionamiento del regulador de carga  

reguladores de carga comparativa

Todos sabemos que los componentes necesarios para generar energía renovable son placas solares, el regulador de carga, inversor y baterías. Pero, ¿Cómo funcionan estos dispositivos? 

Los reguladores de carga son los que deciden cuánta energía y cómo va a caer en la batería, cuando las baterías están vacías, el regulador va a generar una corriente rápida  máxima, Por otra parte cuando la batería está completamente llena, la  corriente la va a pasar  un poco más lenta, al final de proceso esta llega un proceso llamado flotación donde el regulador de carga lo que va mantener un flujo mucho más reducido de energía hacia la batería según lo necesite. 

Finalmente,  si el inversor empieza a funcionar y demanda más energía el regulador funciona como una llave de paso, este aumenta la cantidad de energía que baja de la placa pero evitando sobrecargar la batería. 

Funcionamiento del regulador de carga PWM

Los reguladores de carga su principal función es la de administrar el flujo de corriente proveniente de la placas solares evitando una sobrecarga en la batería. ¿Pero cómo es este proceso? cuando la instalación está completamente conectada, de los paneles solares comienza a bajar el flujo eléctrico el regulador de carga es quien administra la cantidad de energía que va a pasar hasta la batería, esto mediante vibraciones de encendido y apagado es como controla la transferencia de energía.

Además las vibraciones de encendido y pagados de los reguladores PWM va a variar de velocidad según sea el caso, por ejemplo cuando la batería está  casi descargada las vibraciones pueden ser rápidas y continuas, a diferencia de cuando está cargada estas vibraciones son acortadas y lentos.

Funcionamiento del regulador de carga MPPT

Un regulador de carga solar MPPT es bastante simple, debido al grado variable de luz solar que llega a un panel solar a lo largo del día, el voltaje y la corriente del panel cambian continuamente, para generar la mayor cantidad de energía, el rastreador de punto de máxima potencia barre el voltaje del panel para encontrar el punto óptimo o la mejor combinación de voltaje y corriente para producir la máxima potencia.

El MPPT está diseñado para rastrear y ajustar continuamente el voltaje para generar la mayor cantidad de energía sin importar la hora del día o las condiciones climáticas (tenga en cuenta que solo los controladores MPPT de gama alta detectarán sombras parciales o podrán rastrear múltiples puntos de energía). Con esta tecnología inteligente, la eficiencia del panel solar aumenta y la cantidad de energía generada es hasta un 30% más que un controlador de carga solar PWM.

Funciones de los reguladores de carga modernos 

reguladores de carga

Bloquear corriente inversa

Esta función facilita un flujo unidireccional de corriente desde el panel solar a la batería y bloquea el flujo inverso durante la noche. Esto ayuda a evitar que las baterías se descarguen innecesariamente y aumenta el tiempo de actividad de la batería.

Protección bajo voltaje

El bajo voltaje ocurre cuando las baterías han perdido el 80% de su carga. Se aconseja sacar la batería del circuito y volver a conectarla solo durante la carga. Como el rango de carga es proporcional al nivel de voltaje, el regulador  de carga corta la batería a un cierto nivel de voltaje, evitando una situación de bajo voltaje.

Previene  la sobrecarga de la batería

La sobrecarga de las baterías podría reducir  la vida útil de estas .El administrador  de carga detiene el paso de energía a  las baterías una vez que están suficientemente cargadas.

Configurar sitios de ajuste de control

Se pueden editar y programar varios sitios de ajuste usando el regulador  de carga. Esto ayuda a ajustar los lapsos de carga y descarga de la batería para garantizar el rendimiento más eficiente y longevidad.

Soluciona  problemas  y  los registrados en la memoria

Este tipo de reguladores, cuentan con una memoria interna, que es capaz de registrar averías ocasionadas en otras oportunidades generando las debidas soluciones.

Visualización y medición 

Mediante el monitor  de pantalla, es posible dar seguimiento al nivel de porcentaje de carga, tiempo de descarga de corriente, nivel de voltaje de los paneles solares, etc.

Reguladores de carga según su tipo de funcionamiento

Existen dos tipos de reguladores de carga según su función

  • Reguladores de carga tipo paralelo. 
  • Reguladores de carga tipo serie.

El regulador de carga tipo paralelo: es aquel que cuyo funcionamiento se basa en un elemento que conduce la energía proveniente de las placas solares  hacia una carga resistiva donde la disipa impidiendo que está entre a las baterías cuando estas  están completamente cargadas, este proceso de desviación permite que el voltaje de las baterías les pase energía de manera intermitente cuando estas ya están cargadas,  a esto se le llama flotación. 

Este regulador tipo paralelo tiene una condición, es que el sistema de instalación se calienta, por tal motivo su nivel de amperaje es menor y su tiempo de trabajo es limitado, por lo tanto solo se puede instalar en sistema solares pequeños. 

Reguladores de carga tipo serie: Los reguladores en serie funcionan al abrir el circuito del panel solar cuando la batería alcanza un voltaje establecido. Cuando cae el voltaje de la batería, la matriz se vuelve a conectar y se permite que la corriente fluya a la batería nuevamente.

Los reguladores en serie generalmente usan un relé o transistor para conectar y desconectar el panel solar. Como el  transistor se puede colocar en la línea positiva o negativa, los reguladores en serie se pueden usar en sistemas de tierra positivos y negativos.

¿Cuáles son los terminales Sense de un regulador de carga?

Algunos reguladores de carga tienen un par de terminales de detección. Estos   terminales de detección transportan una corriente muy baja, alrededor de 1/10 de miliamperio como máximo, por lo que no hay caída de voltaje. Lo que hace es medir el voltaje de la batería y compararlo con lo que está emitiendo el regulador. Si hay una caída de voltaje entre el regulador de carga y la batería, esté aumentará ligeramente la salida del regulador para compensar.

¿Cómo elegir el regulador de carga apropiado?

Al elegir entre reguladores de carga PWM o MPPT esto es una tarea  sencilla. Si lo que tienes es  una batería para un gran sistema de paneles solares en tu hogar, RV o camioneta, lo más apropiado sería un regulador de carga MPPT  debido a su versatilidad de funciones. Aunque son más costosos vale la pena, estos reguladores dependen de la energía solar para alimentar las cosas que necesita.

 Cabe destacar que se  puede aumentar la eficiencia y la longevidad de su sistema solar mediante el uso de un regulador de carga MPPT. Además  es una  excelente  opción si su sistema está conectado a la red pública. 

En cuanto al regulador de carga PWM, se puede usar para proyectos e instalaciones pequeñas, en casos de bajo uso en los que la eficiencia de carga no es una gran preocupación.  

Dentro de cada categoría de reguladores de carga, hay muchas marcas y facultades  diferentes, disponibles para todos los presupuestos y requisitos del sistema. Ya que la  mayoría de los reguladores de carga solar de alta calidad, tendrán una pantalla que muestra varios detalles, como la temperatura de la batería, el estado de carga y el porcentaje de capacidad cargada.  

¿Cómo elegir el tamaño correcto de regulador de carga a tu sistema eléctrico solar?

Para elegir  el tamaño correcto del regulador a tu instalación de eléctrica solar, es muy sencillo, solo debes aplicar  una fórmula simple, en primer lugar debes dividir  el voltaje del panel solar por el voltaje de la batería, por ejemplo si tiene un sistema solar de 600 vatios, dividido por una batería de 12 voltios, eso lo deja con un regulador de carga de 50 amperios. 

Al extender  cualquier componente de su sistema solar,  por lo general se  recomienda aumentar el tamaño a un regulador  de carga de 60 amperios.

En definitiva los reguladores de carga son  unos de los elementos  más importantes del sistema eléctrico solar, sin el regulador de carga, las baterías se verían afectadas  e incapaces de mantenerse al día con los cambios dispuestos en la energía que provienen de los paneles solares. 

Al elegir el regulador  de carga correcto, es importante tener en cuenta los pormenores del proyecto en cuestión; cada regulador  es aplicable para varios escenarios y, como la mayoría de las cosas en la vida, requieren compensaciones.

Gracias a esta guía detallada acerca de reguladores de carga, puedes elegir con toda confianza el tipo de regulador de carga que necesitas en tu área trabajo ¿Qué esperas? ¡Compra un regulador de carga!

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