Reguladores de Carga Solar: Funciones, Tipos y MPPT

Reguladores de Carga Fotovoltaicos

Los reguladores de carga controlan el proceso de carga y descarga de las baterías en un sistema fotovoltaico.

Funciones Principales

• Proteger a la batería de acumuladores contra la sobredescarga o descarga profunda.
• Proteger contra la sobrecarga, limitando la tensión de fin de carga.
• Evitar la descarga nocturna de la batería de acumuladores sobre el generador fotovoltaico.

Otras Funciones y Protecciones

• Ajustes del procedimiento de carga según el tipo de batería (plomo-ácido, electrolito líquido) para adecuar los valores de tensión de carga y los tiempos de aplicación.
• Protección contra la inversión de polaridad (P.C.), impidiendo el funcionamiento y emitiendo una alarma sonora (el sistema no se pone en marcha y mantiene abiertos todos los circuitos).
• Protección contra cortocircuito (P.C.).
• Medición de la temperatura de la batería de acumuladores.
• Protección contra sobretensiones (P.C.) en la entrada del generador fotovoltaico (utilización de varistores).
• Protección contra sobreintensidades (P.C.).
• Protección contra descargas excesivas (P.C.).
• Monitorización del proceso de carga/descarga con indicación de los valores.

Indicaciones y Alarmas

• Indicación de baja tensión de la batería de acumuladores.
• Desconexión del circuito de utilización por baja tensión de la batería de acumuladores (BdA).
• Indicación de tensión alta en la BdA.
• Indicación de exceso de corriente.
• Indicación de cortocircuito.

Estrategias de Regulación de Carga

La estrategia de regulación puede incluir varias etapas:

Carga Profunda

Entrada de corriente sin interrupción hasta alcanzar la tensión final. Banda de regulación de tensión llamada Mantenimiento de Carga Profunda (MCP).

Flotación Alta (Igualación o Ecualización)

Mantiene la tensión de la batería constante para igualar la carga de todas las celdas.

Flotación Baja

Se inyecta una pequeña corriente de mantenimiento para compensar el efecto de autodescarga.

Modo Noche

El regulador detecta el anochecer midiendo la tensión en la entrada de los módulos fotovoltaicos.

Tipos de Reguladores

• Serie: Pequeña disipación de energía, pero la caída de tensión por autoconsumo es mayor.
• Paralelo: Más económicos, con menor autoconsumo.

Clasificación Según la Regulación

Según la regulación de la carga se clasifican en:

• Todo-Nada: Utilizan la estrategia MCP y paso de corriente constante.
• PWM (Pulse Width Modulation): Utilizan la estrategia MCP y variación gradual de la corriente de carga mediante modulación por ancho de pulso.

Características Técnicas

• Tn: Tensión nominal del sistema fotovoltaico (SFT) para la que se ha diseñado el regulador. Coincide con la tensión nominal del sistema de acumulación (Vn Sistema de acumulación).
• In: Corriente nominal, igual a la corriente máxima que puede manejar el regulador.
• Vmax en la entrada: Tensión máxima permitida en la entrada desde el generador fotovoltaico.
• Iconsumo propio: Corriente que consume el propio regulador para su funcionamiento.

Instalación y Mantenimiento

El orden de conexión es siempre: 1º la batería, 2º el generador fotovoltaico, 3º la conexión del circuito de utilización. Se recomienda una revisión anual.

Seguidor del Punto de Máxima Potencia (MPPT)

El Seguidor del Punto de Máxima Potencia (MPPT) es un adaptador eléctrico que hace trabajar al generador fotovoltaico en la zona de su curva característica donde entrega la máxima potencia (Wmax). Esta zona depende de la temperatura (Cº), la irradiancia y la resistencia eléctrica del circuito.

Principio de Funcionamiento

La resistencia eléctrica del circuito se puede variar a voluntad utilizando un convertidor CC/CC que funciona como adaptador de impedancias, situado entre la salida del generador fotovoltaico (GFT) y el resto del sistema.

Aplicación

Los MPPT son principalmente utilizados para sistemas fotovoltaicos conectados a la red. En los sistemas autónomos, encarecen el regulador sin aportar ventajas significativas en todos los casos.