¿Qué son los reguladores solares y cuál elijo según mi instalación?
Si tienes una instalación fotovoltaica con baterías, es imprescindible que conozcas la importancia del regulador de carga y cómo influye en el rendimiento completo de tu sistema fotovoltaico.
La elección de uno u otro dependerá de cómo sea tu instalación por lo que debes estudiar diversos aspectos antes de efectuar tu decisión.
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¿Qué es un regulador de carga y cuáles son sus funciones?
El regulador de carga es una pieza muy importante en las instalaciones fotovoltaicas. Se trata del dispositivo encargado de controlar continuamente el estado de carga de las baterías, así como de regular su intensidad de carga. Por tanto, este componente de las instalaciones de paneles solares mejora el rendimiento del sistema fotovoltaico y alarga la vida útil de las baterías, resultando imprescindible en las instalaciones aisladas.
Los reguladores de carga cuentan con una tecnología muy avanzada que permite que se adapten automáticamente a las directrices que marca la batería, aunque se pueden regular manualmente distintos parámetros. Este dispositivo cumple con 3 funciones principales en el autoconsumo fotovoltaico:
- Protege a las baterías solares frente a sobrecargas y/o sobredescargas profundas: si se da el caso de que la batería esté cargada al 100%, el regulador la desconectará evitando sobrecargas. Por el contrario, si su nivel de carga se encuentra por debajo de cierto límite, se desconecta de la red de consumo y se deja de utilizar evitando que esta se descargue por un punto inferior de la red de consumo y se deja de utilizar evitando que esta se encuentre en un punto inferior de la profundidad marcada en el diseño de la instalación por lo que, el regulador se encarga de que la batería se encuentre en su punto óptimo.
- Protege a la batería frente a sobretensiones: Cuando las placas solares no reciben luz (noche o días lluviosos), las baterías cuentan con más tensión que los paneles. Por tanto, el regulador se encarga de protegerlas para bloquear el paso de corriente inversa y prevenir que sufran daños por sobretensiones.
- Evita que las baterías se descarguen durante la noche: el regulador detecta la oscuridad y desconecta la entrada para prevenir que la circulación de corriente de la batería a los paneles.
Además, algunos reguladores pueden realizar el proceso de ecualización, ya que determinados acumuladores solares necesitan cargas periódicas para mantener el dispositivo en un estado óptimo.
¿Qué tipos de reguladores de carga existen? PWM Y MPPT
Existen dos tipos de reguladores solares: PMW y MPPT. A continuación, vemos las peculiaridades entre uno y otro:
Reguladores PWM
Sus siglas corresponden a “Pulse-Width Modulation”, es decir, modulación por ancho de pulsos. Se trata de la modalidad más común para instalaciones aisladas de 12V y 24V. Además, su vida útil es bastante larga ya que están fabricados con componentes muy sencillos, lo que los hace idóneos para pequeñas y medianas instalaciones.
Estos reguladores utilizan el voltaje que necesita la batería para su carga y descarga, lo que se traduce en que si el módulo produce 16V y la tensión es de 12V para su carga, el regulador proporcionará dicha cantidad (12V) y los 4V restantes serán desechados, ocasionando que no se aproveche su rendimiento completo.
Durante la carga, el regulador PWM pasa la corriente de la placa a la batería fotovoltaica hasta que la carga se complete y, en ese momento, se conecta y desconecta la batería de la placa hasta que esta se encuentre al 100% y se desconecte totalmente. Estos reguladores suelen venir con una configuración programada que posibilita conectar distintos tipos de baterías de 12 ó 24V.
Aunque no es obligatorio, es aconsejable que el regulador cuente con display digital para que nos pueda proporcionar toda la información posible de nuestra instalación fotovoltaica. No obstante, casi todos cuentan con algún tipo de indicador que permite conocer cuánta electricidad producen las placas, cuánta se está consumiendo y el nivel de las baterías.
Este tipo de reguladores se utilizan en instalaciones donde la estructura sea más compleja y exista cierta distancia entre el regulador y las placas solares.
Funcionamiento de los reguladores PWM
El funcionamiento de estos reguladores se basa en diodos y es muy sencillo. La placa solar se encuentra conectada a la batería y el regulador PWM actuaría como si fuera un interruptor que se va abriendo y cerrando en función de la tensión que haya en la batería. ¿Cómo?
- Si la batería está descargada, el interruptor estará cerrado.
- Por el contrario, si la batería se está cargando, el interruptor se abrirá.
Los diodos son unos componentes que permiten el flujo de la corriente en una sola dirección. En una instalación fotovoltaica existen dos tipos: de bloqueo (evitan que las baterías se descarguen a través de las placas cuando no hay suficiente luz y por tanto, no generan electricidad) y de by-pass (protegen a las placas de posibles averías por las sombras parciales en los módulos fotovoltaicos).
Al controlar el flujo de la corriente eléctrica hacia la batería, se le protege de sobredescargas y se evitan daños.
Por último, los reguladores cuentan con un interruptor que se desconecta de la batería antes de que esta se quede vacía, evitando la descarga profunda.
Inconvenientes reguladores PWM
- La tensión de trabajo debe ser la misma en la baterías solares que en los paneles, esto se traduce en que si el panel tiene más voltaje que la batería se reduce para ajustarse y por tanto su producción será menor, pudiendo generar unas pérdidas de potencia de hasta un 30%.
Reguladores MPPT
Sus siglas corresponden a Maximum Power Tracking, es decir, seguidor punto de máxima potencia. Estos reguladores se caracterizan por utilizar toda la potencia de las placas solares, independientemente de las diferencias de voltaje que existan entre el panel y la batería. De este modo, tal y como indica su nombre “maximizador”, siempre permanece la tensión en su punto óptimo.
Por ejemplo, si tu instalación produce 1 kWp con un voltaje de 100V y una intensidad de 10A, para adaptarse a tus baterías de 48V, se reducirá el voltaje a 48V y se aumenta la intensidad a 20.8A, lo cual te permite que mantengas la potencia producida. De este modo, se utilizará parte para el suministro y la energía sobrante para cargar las baterías.
Este tipo de reguladores se utilizan en instalaciones donde la estructura sea más compleja y exista cierta distancia entre el regulador y las placas solares.
Funcionamiento de los reguladores MPPT
Para comprender su funcionamiento, pensemos en un regulador tradicional. Cuando este se encuentra cargando una batería descargada, cierra el circuito que conecta a los módulos con la batería. Esto se traduce en que las placas solares se ven obligadas a trabajar a la misma tensión que la de las baterías, la cual no suele coincidir con la tensión nominal del panel.
Sin embargo, los reguladores de carga MPPT se encargan de calcular constantemente la tensión a la que la placa puede producir la máxima potencia para unas condiciones específicas. Por ejemplo, si la tensión de máxima potencia es 17V, permitirá que el módulo trabaje a 17V sin importar la tensión del acumulador solar, es decir, consiguiendo que se aumente la intensidad de carga de la batería.
Al no depender de la tensión de las baterías solares, los reguladores MPPT se encuentran siempre en este punto óptimo. De este modo, el seguidor de máxima potencia permite que las placas solares obtengan hasta un 30% más de rendimiento que los reguladores PWM.
Por tanto, con estos reguladores es posible utilizar módulos que no estén exclusivamente diseñados para trabajar con esa tensión, ¿qué quiere decir?
En las instalaciones de 12V se suelen utilizar placas solares de 36 células, para las de 24V son de 72 células. Sin embargo, existe un tipo de placas solares que tiene 60 células (se quedarían cortos para 24V y demasiado grandes para 12V). Con los reguladores MPPT es posible utilizar los módulos de 60 células para cargar las baterías en instalaciones de 12V, evitando que se ocasionen pérdidas de potencia.
La gran mayoría de los reguladores MPPT cuentan con una eficiencia de aproximadamente un 95% (lo cual podría variar por condiciones climatológicas adversas u otros factores).
Inconvenientes reguladores MPPT
- Precio mucho más elevado que los PWM (una media de 150 euros más).
Comparativa entre los tipos de reguladores: PWM y MPPT
PWM
- Sencillos
- Bajo peso
- Económicos
- Adaptan el voltaje del panel al de la batería
- Aumentan las pérdidas al cargar la instalación
- Si no hay suficiente irradiación, pueden no cargar adecuadamente
MPPT
- Se pueden instalar varias placas en serie optimizando el voltaje de entrada y el flujo de energía
- Precio más elevado
¿Qué regulador solar elegir según mi instalación fotovoltaica?
La elección de un tipo u otro dependerá de tu instalación solar y el uso que vayas a darle a la misma. Según sea tu instalación, te recomendamos:
PWM
Si tienes una instalación aislada que no uses diariamente (placas solares en autocaravanas, casas de campo, barcos, etc) con baterías y voltajes de 12 o 24V. Ideal para instalaciones pequeñas con 4 o menos placas solares.
| Tensión baterías | Células en serie |
|---|---|
| 12V | 36 |
| 24V | 72 |
| 48V | 144 |
▷ Si la batería de la instalación es de 12V, la placa solar debe ser también de 12V y 36 células solares. La única manera de conectar las placas con baterías de 12V es en paralelo. De este modo, las placas trabajarán con una tensión lo más cercana posible al punto de máxima potencia.
▷ Por otra parte, si la batería es de 24V puedes poner 2 placas fotovoltaicas de 12V y 36 células o, utilizar paneles de 24V y 72 células (en paralelo para trabajar lo más cerca posible al punto de máxima potencia de los paneles).
▷ Por último, podrías conectar 2 placas de 72 células o 4 de 36 (en serie) para 48V.
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MPPT
En aquellas instalaciones con grandes consumos eléctricos a diario y que exista un distancia considerable entre las placas y baterías, así como diferentes voltajes entre estas. Recomendada en instalaciones con más de 4 paneles solares.
Las placas solares de 60 células deberán utilizan siempre acompañados de un regulador MPPT.
¿Cuánto cuestan los reguladores solares y cuáles son los mejores?
Los reguladores solares son uno de los dispositivos más baratos de las instalaciones fotovoltaicas. Los PWM tienen un valor que oscilan aproximadamente entre los 25 y 250 euros dependiendo del modelo y marca.
| Fabricantes | Descripción |
|---|---|
| Morningstar | Muy atractivo por su excelente relación calidad/precio. Su uso es muy popular en caravanas, campings, farolas, etc. |
| Must Solar | Son muy versátiles, con gran durabilidad y muy buena relación calidad/precio. Todos ellos cuentan con una garantía de fabricante de dos años. |
| Schneider Xantrex | Son unos de los más populares en las instalaciones fotovoltaicas por las características que presentan y un precio moderado, además cuentan con gran durabilidad. |
| Steca Solar | El uso de estos reguladores también está muy extendido en el sector fotovoltaico ya que tienen un funcionamiento óptimo y vida útil muy larga. Además, si el usuario lo desea puede obtener la garantía de funcionamiento e instalación. |
A continuación, mostramos el precio orientativo de algunos modelos PWM.
| Modelo | Precio |
|---|---|
| Regulador Carga Steca 10A 12V/24V Solsum | 52,13 € |
| Regulador 12V/24V 30A PWM MustSolar | 41,60 € |
| Regulador PWM BlueSolar 12/24V 30A LCD USB Victron | 67,41 € |
| Regulador Solar Fotovoltaico 30A 12/24V Display | 246,54 € |
¿Cuántas placas solares quieres?
Los reguladores MPPT cuestan entre 100 y 700 euros, dependiendo del tipo y del modelo. Algunas de las mejores marcas son:
| Fabricantes | Descripción |
|---|---|
| Atersa | Cuenta con reguladores de carga MPPT muy reconocidos por su larga vida útil, eficiencia y tecnología avanzada. Además, estos reguladores cuentan con garantía de fabricante. |
| Morningstar | Morningstar destaca por sus características técnicas, larga vida útil y eficacia . |
| SRNE | Amplia gama para cubrir cualquier necesidad. El fabricante tiene diferentes accesorios compatibles con el objetivo de ampliar el funcionamiento de los reguladores y ajustarse a las necesidades de los usuarios. |
| Victron Energy | Cuenta con una gama de productos muy reconocidos a nivel internacional y sus reguladores se pueden complementar con accesorios de reguladores. |
A continuación, mostramos el precio orientativo de algunos modelos MPPT.
| Modelo | Precio |
|---|---|
| Regulador MPPT 100V 30A Victron Smart Solar | 233,77 € |
| Regulador MPPT 150V 60A LCD 12/24/48V | 270,23 € |
| Regulador MPPT-15A Morningstar | 314,82 € |
| Regulador MMPT 100V 40A LCD 12/24V | 167,94 € |
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