Componentes Clave de una Instalación Solar: Reguladores e Inversores

El Regulador de Carga en una Instalación Fotovoltaica

El regulador de carga es un sistema de control crucial que se sitúa entre los módulos fotovoltaicos y los acumuladores (baterías). Su función principal es gestionar el flujo de energía para proteger y prolongar la vida útil de las baterías, que son uno de los elementos más delicados de una instalación solar.

Tipos de Reguladores según sus Etapas de Carga

• Regulador de una etapa (On/Off): Funciona mediante un control "todo o nada". Interrumpe la carga cuando la batería alcanza un voltaje determinado (por ejemplo, 12,5 V) y la reanuda cuando baja de cierto umbral. Este método puede desaprovechar parte de la energía y limitar el estado de carga a aproximadamente un 60%.
• Regulador de dos etapas: Mejora el proceso de carga para evitar descargas excesivas. Incluye una fase de carga rápida y profunda (Bulk) hasta unos 14,5 V, permitiendo un gaseado controlado para mezclar el electrolito. Una vez alcanzado el nivel máximo, pasa a un estado de flotación a un voltaje de mantenimiento (15,5 V según el texto original) con una histéresis de 0,5 V. Con este sistema se pueden alcanzar estados de carga de hasta el 90%.
• Regulador de tres etapas: Añade una tercera fase, la de ecualización. Esta etapa aplica una sobrecarga controlada y periódica para revertir la sulfatación de las placas de la batería, equilibrar las celdas y estabilizar el sistema, previniendo los efectos negativos de las descargas profundas.

Características Clave de los Reguladores

Tensión Nominal

Es la tensión de trabajo del sistema fotovoltaico (FV), que debe coincidir con la del banco de acumuladores. Los reguladores están diseñados para operar con tensiones específicas, comúnmente 12 V, 24 V o 48 V.

Intensidad Nominal

Se refiere a la corriente máxima (en amperios) que puede gestionar el regulador, procedente de los módulos fotovoltaicos. Debe ser igual o superior a la corriente máxima disponible a la salida del regulador hacia la batería.

Autoconsumo

Es la cantidad de energía que el propio regulador consume para su funcionamiento, obteniéndola directamente de la batería. Es un factor importante en la eficiencia del sistema, por lo que conviene que este valor sea lo más bajo posible.

Tecnología MPPT (Seguimiento del Punto de Máxima Potencia)

Los reguladores con tecnología MPPT (Maximum Power Point Tracking) son más avanzados. Optimizan la transferencia de energía desde los paneles solares a las baterías, ajustando constantemente el voltaje para que el panel trabaje en su punto de máxima potencia (Wp = Vp x Ip), maximizando así la energía que el acumulador recibe.

El Inversor: Conversión de Corriente en Sistemas Fotovoltaicos

El inversor es el dispositivo encargado de transformar la corriente continua (CC) generada por los paneles solares y almacenada en las baterías en corriente alterna (CA), que es la que utilizan la mayoría de los electrodomésticos y equipos electrónicos. También existen convertidores CC-CC que se utilizan si las tensiones de las cargas no coinciden con la del sistema.

Tipos de Inversores Fotovoltaicos

• Inversores Autónomos (Off-Grid): Diseñados para instalaciones aisladas de la red eléctrica. Su función es alimentar todas las cargas de CA de la instalación fotovoltaica autónoma. Es fundamental que no se conecten a ninguna otra red de CA que no sea la que ellos mismos generan.
• Inversores-Cargadores (Reversibles): Son inversores autónomos que además permiten la conexión de una fuente de energía externa (como un generador o la propia red eléctrica). De esta forma, pueden cargar el banco de acumuladores y suministrar energía a las líneas de salida, tanto de CA como de CC.
• Inversores de Conexión a Red (On-Grid): Se alimentan directamente del campo fotovoltaico y su salida de CA se sincroniza y conecta directamente a una red externa. Toda la energía producida se vierte en dicha red.

Criterios de Selección para Inversores

Para Inversores Autónomos

La tensión nominal de entrada del inversor (en CC) debe coincidir con la del banco de acumuladores. Además, la potencia nominal de salida del inversor (en W o VA) debe ser superior a la suma de las potencias de todos los aparatos que se prevea que funcionarán simultáneamente.

Para Inversores de Conexión a Red

Para un rendimiento óptimo, se necesita que la potencia nominal del inversor esté comprendida entre el 80% y el 90% de la potencia máxima del generador fotovoltaico.