PRACTICA 5.2 REGULADOR DE CARGA

CONCEPTOS TEÓRICOS

Funciones del Regulador de Carga

• Controla la carga y descarga de la batería:

• Cortando el aporte de corriente cuando está totalmente cargada para evitar sobrecargas.

• Evitando sobre-descargas profundas.

• Regula la intensidad de carga para alargar la vida útil de la bateria.

• Genera alarmas en función de la carga.

• Proteje contra cortocircuitos y polaridad inversa.

• Evita que la corriente de las baterías vuelva hacia los paneles solares (esto sucedería, por ejemplo, cuando no hay sol).

Tipos de reguladores

Atendiendo a los tipos de reguladores que nos podemos encontrar en el mercado, tenemos los "PWM" y los "MPPT". Veamos a continuación las características de cada uno de ellos y sus diferencias de uso.

 PWM 

Las siglas significan Pulse Width Modulation (Modulación de Anchura de Pulso). 

Este tipo de regulador funciona ajustando la corriente proveniente de las placas, en función de las condiciones de la batería y de las necesidades de carga. Otros reguladores más sencillos se basan simplemente en cortar o dejar pasar la corriente sin más. Con este regulador, la anchura del pulso y la velocidad de los impulsos enviados se adecuan al estado de carga de la batería y la tensión de las placas, para determinar cómo debe ser. En el fondo se comporta como un interruptor ON/OFF muy rápido.

Veamos sus pros y sus contras:

Pros de los reguladores PWM

Contras de los reguladores PWM

 MPPT 

Las siglas significan Maximum Power Point Tracking (Seguidor del Punto de Máxima Potencia):

El regulador analiza el flujo de energía proveniente de los paneles con su algoritmo interno y adecua la tensión de entrada óptima para sacarles todo el rendimiento posible. La tensión se convierte en C.A. en alta frecuencia para después volver a convertirla en C.C., esta vez con unos parámetros perfectos para la carga de los acumuladores.

Estos reguladores están muy indicados para instalaciones de venta a red, con tensiones no-convencionales para carga directa, e incluso establecer circuitos en serie hasta los 145Vcc. Esto a su vez permite reducir la sección de los conductores o aumentar la distancia para una misma sección.

Permite también el mejor aprovechamiento de los paneles ante bancos de batería descargados y de tensión baja, precisamente cuando más hace falta. Así mismo permite aprovechar los momentos de frío, cuando aumenta la tensión dado su amplio rango de entrada.

Veamos un resumen de sus pros y sus contras:

Pros de los reguladores MPPT

• Mejoran el rendimiento hasta un 30% frente a los PWM (típicamente podemos considerar al menos el 15%).

• Estos reguladores ofrecen la posibilidad de colocar paneles en serie a voltajes superiores al banco de baterías.

• Hay disponibles de hasta 80 A.

• En el caso de ampliación del sistema, existe la posibilidad de aprovecharlo en la nueva configuración.

Contras de los reguladores MPPT

• Los reguladores MPPT son más caros, pudiendo llegar a costar hasta el doble que los PWM.

• Generalmente más grandes y pesados que los PWM.

• El cálculo de la instalación puedes resultar complicado si no se dispone de las directrices del fabricante.

Por tanto, la elección de uno u otro regulador se hará según las características de la instalación. Como norma general se puede decir que a mayor potencia de la instalación, resulta más conveniente usar un regulador MPPT.

Funcionamiento típico de carga de tres estados

El regulador se configura para que durante el proceso de carga se pase por tres estados en los que la tensión y la corriente de la batería oscilan del modo que se indica a continuación en la figura:

1. TENSIÓN MÁXIMA (BULK)

   La tensión "BULK" es la máxima a la que vamos a permitir que se carguen las baterías. Este valor lo obtendremos de las características de las baterías de nuestra instalación. Durante este estado, las baterías se cargan con el ajuste de tensión máxima y la salida máxima de corriente del generador de CC. Cuando la tensión de la batería llega al ajuste de tensión BULK, el regulador activa el estado siguiente (absorción).
   
   

2. ABSORCIÓN (ABSORPTION)
   
   Durante este estado, la tensión de la batería se mantiene con el ajuste de tensión BULK hasta que un temporizador interno haya acumulado un determinado tiempo según el modelo de regulador; una hora puede ser un valor típico. La corriente va disminuyendo gradualmente a medida que se llega a la capacidad de la batería.
   
   

3. FLOTANTE (FLOAT)
   
   Durante este estado, la tensión de la batería se mantiene con el ajuste de tensión FLOAT. Durante el estado flotante, desde el conjunto de placas solares se puede proporcionar corriente al máximo nivel a las cargas conectadas a la batería.