Controlador de carga de batería solar: por qué es necesario y cómo funciona. Controladores solares

La transición hacia fuentes de energía alternativas se viene produciendo desde hace bastantes años y abarca diversos ámbitos. Aunque el concepto de generar energía gratuita es atractivo, no es fácil de implementar en la práctica. Surgen dificultades tanto técnicas como financieras. Sin embargo, en el caso de proyectos de pequeña escala, el suministro de energía alternativa está justificado. Por ejemplo, el controlador le permite utilizar energía gratuita para aparatos eléctricos incluso en casa. Este componente regula el funcionamiento de la batería, permitiendo un aprovechamiento óptimo de la carga generada.

¿Qué parámetros del controlador deben tenerse en cuenta?

En primer lugar, se debe partir de la potencia total y el voltaje de entrada del sistema para el cual se selecciona el controlador. Es decir, la potencia de la batería o del complejo de baterías no debe exceder el producto del voltaje del sistema por la corriente de salida del dispositivo de control. Además, el controlador se selecciona en función del voltaje de la batería descargada. Además, debería preverse una reserva de tensión del 20 por ciento en caso de un aumento de la actividad solar.

El controlador también se calcula en términos de cumplimiento del voltaje de entrada. Este valor está estrictamente regulado para los mismos casos de actividad radiactiva anómala. En el mercado, el controlador para batería solar se presenta en diferentes tipos, cada uno de los cuales requiere su propia evaluación específica de las características descritas.

Características de elegir controladores PWM

La elección de este tipo de dispositivo de control tiene un enfoque simple: el futuro usuario solo necesita determinar los indicadores óptimos de corriente de cortocircuito en el módulo utilizado. También debería dejarse cierto margen. Por ejemplo, si la corriente de un generador solar de 100 W funciona de manera estable a 6,7 ​​A, entonces el controlador debería tener un valor de corriente nominal de aproximadamente 7,5 A.

A veces también se tiene en cuenta la corriente de descarga. Es especialmente importante tener esto en cuenta al operar controladores con función de control de carga. En este caso, la elección del controlador para una batería solar se realiza de tal manera que la corriente de descarga no exceda el mismo valor nominal en el dispositivo de control.

Características de elegir controladores MPPT

Este tipo de controladores se selecciona según el criterio de potencia. Entonces, si la corriente máxima del dispositivo es de 50 A y el sistema funciona de manera óptima con un voltaje de 48 V, entonces la potencia máxima del controlador será de aproximadamente 2900 W, teniendo en cuenta la suma del potencial de seguro. Y aquí es importante un aspecto más. El hecho es que el voltaje de los generadores solares puede disminuir cuando se descargan. En consecuencia, la potencia puede caer en una fracción significativa de un porcentaje. Pero esto no significa que se puedan tener en cuenta el rendimiento del propio controlador: su potencial de potencia debe cubrir exactamente los valores máximos.

Además, a la hora de elegir un controlador para paneles solares MPPT también se deben tener en cuenta las características de la radiación emitida. En la superficie de la Tierra, la intensidad de la luz solar añade otro 20% a la capacidad de la infraestructura de baterías. Estos fenómenos no pueden considerarse una regla, pero incluso como accidente deberían incluirse en el cálculo de la potencia del controlador.

¿Cómo hacer un controlador tú mismo?

Una versión típica de un controlador casero implica el uso de un modesto conjunto de elementos. Entre ellos se encontrará un transistor que puede soportar corrientes de hasta 49 A, un regulador de relé de automóvil, una resistencia de 120 kOhm y un elemento de diodo. A continuación, el relé se conecta a la batería y luego el cable a través de la resistencia pasa a la puerta del transistor. Durante el funcionamiento del relé-regulador, la señal positiva debería desbloquear la puerta y la corriente del módulo de luz solar pasará a través de las patas del transistor hacia la batería.

Si se fabrica un controlador universal con la expectativa de eliminar el consumo espontáneo de energía acumulada, entonces será obligatoria la integración de un diodo en el sistema. Por la noche, creará iluminación, eliminando el consumo de energía adicional por parte del módulo.

¿Es posible prescindir de un controlador de paneles solares?

Antes de responder a esta pregunta, es necesario recordar cuál es la función general del controlador como parte del módulo solar. Con su ayuda, el propietario puede controlar de forma autónoma el proceso de carga de la batería utilizando energía luminosa. Si no hay un controlador, el proceso de llenado de energía puede ocurrir hasta que el electrolito se evapora. Es decir, es absolutamente imposible prescindir de un medio para controlar la interacción entre el panel solar y la batería. Otra cosa es que el controlador de una batería solar se puede sustituir por un voltímetro. Si se detectan valores máximos de carga y voltaje, el usuario puede detener el proceso de forma independiente desconectando la batería. Este enfoque, por supuesto, es inconveniente en comparación con el control automático, pero en el caso de un uso poco frecuente del sistema, puede justificarse.

Conclusión

Hoy en día, muchas empresas fabrican controladores solares y otros componentes para este tipo de módulos. Este segmento ya no se considera separado y específico. En el mercado, estos componentes se pueden comprar por 10-15 mil rublos y son de buena calidad. Por supuesto, un controlador casero para una batería solar que utilice resistencias económicas y piezas eléctricas de automóviles costará varias veces menos, pero difícilmente puede garantizar el nivel adecuado de confiabilidad. Y la cuestión de la estabilidad operativa y la seguridad es especialmente importante en el funcionamiento de los paneles solares, por no hablar de la batería. Si el módulo solar está equipado con éxito con un controlador de alta calidad, el propietario puede contar con la acumulación automática de electricidad sin necesidad de intervenir en el proceso de generación.

En los sistemas de centrales eléctricas alimentadas por paneles solares se utilizan diversos esquemas de conexión para suministrar la energía recibida, los cuales se realizan mediante diferentes algoritmos basados ​​en tecnología electrónica de microprocesadores. A partir de dichos circuitos se han creado dispositivos llamados controladores de paneles solares.

Principio de funcionamiento

Existen varios métodos para transferir electricidad de las células solares a una batería:

• Sin el uso de dispositivos de conmutación y ajuste, directamente.
• A través de controladores para

El primer método provoca que el paso de corriente eléctrica desde la fuente a las baterías aumente su voltaje. En primer lugar, el voltaje aumentará hasta un cierto valor límite, que depende del tipo y diseño de la batería y de la temperatura ambiente. Superará aún más este nivel.

Durante el período inicial, las baterías se cargan normalmente. Luego comienzan los procesos que se caracterizan por aspectos negativos: la corriente de carga continúa fluyendo, provoca un aumento de voltaje por encima del valor permitido, se produce una sobrecarga y, como resultado, aumenta la temperatura del electrolito. Esto hace que hierva y libere vapor de agua con una intensidad significativa de las celdas de la batería individuales. Este proceso puede continuar hasta que las latas se sequen. Está claro que la duración de las baterías no aumenta debido a este fenómeno.

Para limitar la corriente de carga, utilizan dispositivos especiales: controladores de carga, o lo hacen manualmente. Casi nadie usa este último método, ya que es inconveniente monitorear el nivel de voltaje en los dispositivos, hacer interruptores a mano y es necesario asignar un trabajador especial para que dé servicio a los controladores de paneles solares.

Operación del controlador durante la carga

Los controladores para paneles solares se fabrican con diversas modificaciones según los principios y la complejidad del método de limitación de voltaje:

• Fácil de apagar y encender. El controlador conmuta el cargador a la batería dependiendo del valor de voltaje en los terminales.
• Transformaciones.
• Control de potencia máxima.

Primer principio de conmutación simple

Este es el tipo de trabajo más sencillo, pero menos fiable. La principal desventaja del método es que cuando el voltaje en los terminales de la batería aumenta al valor máximo, no se produce la carga final. El cargo alcanza el 90% del valor nominal. Las baterías están constantemente en estado de baja carga. Esto tiene un efecto perjudicial en su vida útil.

Principio de ancho de pulso

Estos dispositivos se fabrican a base de microcircuitos. Controlan la unidad de potencia para mantener el voltaje de entrada dentro de un cierto rango mediante señales de retroalimentación.

Los controladores con control de ancho de pulso tienen las siguientes capacidades:

• Mida la temperatura del electrolito en una batería remota o incorporada.
• Compense la temperatura con el voltaje de carga.
• Ajustar a las propiedades de un tipo específico de batería con diferentes valores según la gráfica de voltaje.

Cuantas más funciones estén integradas en los controladores de paneles solares, mayor será su confiabilidad y costo.

Horario de funcionamiento de la batería solar.

Limitación de voltaje basada en el punto de máxima potencia

Estos dispositivos también pueden funcionar utilizando el método de ancho de pulso. Su precisión es alta, ya que se tiene en cuenta el valor máximo de potencia suministrada por la batería solar. El valor de potencia se calcula y almacena.

Para baterías solares con un voltaje de 12 voltios, la potencia máxima es de 17,5 voltios. Un controlador simple apagará la carga de la batería ya a 14 V, y un controlador con tecnología especial le permite utilizar una reserva de batería solar de hasta 17,5 voltios.

Cuanto más se descarga la batería, mayor es la pérdida de energía de las células solares; los controladores para paneles solares reducen estas pérdidas. Como resultado, los controladores, utilizando transformaciones de ancho de pulso, aumentan la producción de energía de la batería solar durante todos los ciclos de carga. El porcentaje de ahorro puede llegar hasta el 30%, dependiendo de varios factores. La corriente de salida de la batería será mayor que la corriente de entrada.

Propiedades

Al elegir el tipo de controlador, es necesario prestar atención no solo a los principios de funcionamiento, sino también a las condiciones previstas para su funcionamiento. Estos indicadores de dispositivo son:

• Valor del voltaje de entrada.
• El valor de la potencia total de las células solares.
• Tipo de carga.

Voltaje

El circuito controlador puede recibir voltaje de varias baterías que están conectadas de diferentes maneras. Para que el dispositivo funcione correctamente, es necesario que el valor de voltaje total, incluido el voltaje sin carga, no exceda el límite especificado por el fabricante en las instrucciones.

Mencionemos algunos factores por los cuales es necesario realizar una reserva de voltaje del 20%:

• Es necesario tener en cuenta el factor de sobreestimación publicitaria de los datos del responsable del tratamiento.
• Los procesos que ocurren en las fotocélulas son inestables; con excesivas llamaradas de luz solar, se puede exceder la energía que crea el voltaje sin carga de la batería.

energía solar

Este valor es importante en el funcionamiento del controlador, ya que el dispositivo debe tener suficiente energía para transferirla a las baterías, si no hay suficiente energía, el circuito del dispositivo fallará;

Para calcular la potencia se multiplica el valor de la corriente de salida del controlador por la tensión que se genera, sin olvidar la reserva del 20%.

tipo de carga

El controlador debe utilizarse para el fin previsto. No es necesario utilizarlo como fuente de voltaje normal ni conectarle varios dispositivos domésticos. Quizás algunos de ellos funcionen normalmente y no dañen el controlador.

Otra pregunta es cuánto durará esto. El dispositivo funciona según el principio de transformaciones del tipo de ancho de pulso y utiliza tecnologías de producción por microprocesador. Estas tecnologías tienen en cuenta la carga inherente a las propiedades de la batería, y no varios tipos de consumidores que tienen propiedades de comportamiento peculiares cuando cambia la carga.

Cómo hacer un controlador con tus propias manos.

Para fabricar un dispositivo de este tipo, basta con tener algunos conocimientos de ingeniería eléctrica y electrónica. Un dispositivo casero será inferior a un modelo industrial en términos de funcionalidad y eficiencia, pero para redes simples con baja potencia, un controlador casero de este tipo es bastante adecuado.

Un controlador casero debe tener los siguientes parámetros:

• 1,2 P ≤ I × U. En esta expresión, las designaciones utilizadas son la potencia total de las fuentes (P), la corriente de salida del controlador (I) y el voltaje cuando la batería está descargada (U).
• El voltaje de entrada más alto del controlador debe corresponder al voltaje total de las baterías en ralentí sin carga.

  Un diagrama simple de un módulo controlador casero:

Los controladores de paneles solares autoensamblados tienen las siguientes propiedades:

• El voltaje de carga es de 13,8 voltios, varía según la corriente nominal.
• El voltaje de conmutación es de 11 voltios y se puede ajustar.
• El voltaje de conmutación es de 12,5 voltios.
• La caída de voltaje en las teclas es de 20 milivoltios con una corriente de 0,5 A.

Los controladores para paneles solares están incluidos en cualquier sistema solar, así como en sistemas basados ​​en paneles solares y generadores eólicos. Permiten crear un modo de carga normal para las baterías, aumentar la eficiencia y reducir el desgaste, y pueden montarse de forma independiente.

Análisis del circuito controlador para potencia híbrida.

Por ejemplo, consideraremos una fuente de iluminación de emergencia o una alarma de seguridad que funcione las 24 horas del día.

El uso de energía de baterías solares le permite reducir el consumo de energía eléctrica de la red de suministro de energía central, así como proteger los dispositivos eléctricos de la posibilidad de cortes de energía continuos.

En la oscuridad, cuando no hay luz solar, el sistema cambia a la red eléctrica de 220 voltios. La fuente de respaldo era una batería de 12 voltios. Este sistema funciona en cualquier clima.

Circuito del controlador más simple.

El fotorresistor controla los transistores T1 y T2.

Durante el día, cuando hay luz solar, los transistores se apagan. Se suministra un voltaje de 12 voltios a la batería desde el panel a través del diodo D2. Evita que la batería se descargue a través del panel. Cuando hay suficiente iluminación, el panel produce una corriente de 15 vatios, 1 amperio.

Cuando las baterías están completamente cargadas a 11,6 voltios, el diodo zener se abre y se enciende el LED rojo. Cuando el voltaje en los contactos de la batería cae a 11 voltios, el LED rojo se apaga. Esto indica que es necesario cargar la batería. Las resistencias R1 y R3 limitan la corriente del LED y del diodo zener.

Por la noche, o en la oscuridad, cuando no hay luz del sol, la resistencia de la fotocélula disminuye, los transistores T1 y T2 están conectados. La batería recibe carga de la fuente de alimentación. La corriente de carga de la línea eléctrica de 220 voltios se suministra a la batería a través de un transformador, rectificador, resistencia y transistores. La capacitancia C2 suaviza las ondulaciones del voltaje de la red.

El límite del flujo luminoso en el que se enciende el fotosensor se ajusta con una resistencia variable.

Un criterio importante para elegir un controlador es el costo del controlador. Cuando surge la duda de qué controlador comprar, más caro o más barato, en el caso de pequeñas centrales solares, surge una decisión: es más fácil y barato comprar un controlador, y aprovechar la diferencia de precio para comprar otros dos paneles solares. .

Si desea instalar uno simple, debe elegir un controlador PWM económico pero de alta calidad, con una reserva de energía del 20-30%.

Si es muy crítico con la planta, todos los parámetros de la estación son importantes para usted, alta eficiencia, control de parámetros, capacidades de control remoto, así como conmutación entre la planta de energía y la red eléctrica, o el encendido automático del generador. , entonces vale la pena comprar un controlador MPPT moderno y avanzado, con muchas funciones, protecciones integradas, la capacidad de controlar dispositivos externos y redistribuir cargas.

Selección del fabricante

Un aspecto importante es la elección del fabricante del controlador. Al elegir un fabricante de controladores, considere los siguientes factores:

1) Especialización del fabricante. ¿Qué produce esta empresa? ¿Se especializa en la producción de componentes para centrales eléctricas autónomas o el controlador se fabrica además entre otros componentes electrónicos no serios? También sucede que una empresa especializada en dispositivos eléctricos y electrónicos ha decidido producir un controlador de carga adicional para baterías solares, y aunque tienen un enfoque serio y una buena base de componentes, sus dispositivos muchas veces pueden estar mal concebidos y tener pocas funciones. Esto se debe al hecho de que para el lanzamiento del controlador no se abrió un departamento especial que se ocuparía del desarrollo del producto, pruebas, modificaciones, mantenimiento y soporte del controlador en funcionamiento. Lo más probable es que la empresa haya adquirido una patente para la fabricación de un controlador de una empresa externa para cargar la capacidad no utilizada. Además, este controlador quedará obsoleto; es poco probable que alguien de la generación anterior venda una patente para un dispositivo completamente nuevo y tecnológicamente avanzado.

2) País de fabricación. Si es importante para usted, los controladores se pueden seleccionar por país de fabricación. La división principal es en:

Europeo. La más alta calidad, pensada y cara.

Americano. Similares a los europeos.

Ruso. El mercado para nuestros controladores apenas se está desarrollando. Pero ya existen controladores bastante bien pensados ​​que pueden competir con los controladores europeos. Una de las ventajas es la posibilidad de reparación o sustitución en garantía en poco tiempo.

Chino. Estos controladores se pueden dividir en dos categorías:

1) De fabricantes de marca especializados en la producción de componentes para plantas de energía solar.

2 ) Otros fabricantes chinos de marcas desconocidas. Estos controladores se distinguen por su bajo precio, mala calidad y la ausencia de instrucciones, garantías o soporte del fabricante.

¿Para qué sirven los controladores de carga de baterías solares y para qué sirven?

Entre los sistemas solares modernos se han vuelto muy populares aquellos que funcionan de forma autónoma y no están conectados a la red eléctrica. Es decir, funcionan en modo cerrado. Por ejemplo, en el marco del suministro de energía a una casa. Dichos sistemas incluyen paneles solares (y/o un generador eólico), un controlador de carga, un inversor, un relé, una batería y cables. El controlador en este circuito es el elemento clave. En este artículo hablaremos sobre para qué se necesita un controlador de panel solar, qué tipos existen y cómo elegir dicho dispositivo.

Como ya se mencionó, el controlador de carga es un elemento clave del sistema solar. Se trata de un dispositivo electrónico alimentado por un chip que controla el funcionamiento del sistema y gestiona la carga de la batería. Los controladores solares evitan que la batería se descargue o se sobrecargue por completo. Cuando la carga de la batería está en su nivel máximo, la corriente de las fotocélulas disminuye. Como resultado, se suministra la corriente necesaria para compensar la autodescarga. Si la batería está excesivamente descargada, el controlador desconectará la carga de la misma.

Entonces, podemos resumir las funciones que realiza el controlador del panel solar:

• carga de batería en varias etapas;
• apagar la carga o cargar en carga o descarga máxima, respectivamente;
• encender la carga cuando se restablece la carga de la batería;
• Encendido automático de corriente de las fotocélulas para cargar la batería.

Podemos concluir que un dispositivo de este tipo prolonga la vida útil de las baterías y su avería.

Opciones de selección

¿A qué debes prestar atención al elegir un controlador para paneles solares? Las principales características se describen a continuación:

• Tensión de entrada. El voltaje máximo especificado en la ficha técnica debe ser un 20 por ciento mayor que el voltaje "sin carga" de la batería de la fotocélula. Este requisito surgió debido al hecho de que los fabricantes a menudo establecen parámetros de controlador inflados en las especificaciones.
• Además, con alta actividad solar, el voltaje puede ser superior al indicado en la documentación;

Corriente nominal. Para un controlador tipo PWM, la corriente nominal debe ser un 10 por ciento mayor que la corriente de cortocircuito de la batería. Se debe seleccionar un controlador tipo MPPT según la potencia. Su potencia debe ser igual o superior al voltaje del sistema solar multiplicado por la corriente de salida del regulador. La tensión del sistema se toma para baterías descargadas. Durante los períodos de alta actividad solar, se debe agregar un 20 por ciento a la energía recibida en reserva.

No es necesario escatimar en este stock. Después de todo, el ahorro puede tener un efecto perjudicial durante los períodos de alta insolación solar. El sistema puede fallar y las pérdidas serán mucho mayores.

Tipos de controladores

Controladores encendido/apagado

Estos modelos son los más sencillos de toda la clase de controladores de carga para paneles solares.

El uso de controladores de encendido/apagado no garantizará que la batería esté completamente cargada. Después de todo, aquí el apagado se produce en el momento en que se alcanza la corriente máxima. Y el proceso de carga a plena capacidad aún debe mantenerse durante varias horas. El nivel de carga en el momento del cierre ronda el 70 por ciento de la capacidad nominal. Naturalmente, esto afecta negativamente al estado de la batería y reduce su vida útil.

Controladores PWM

En busca de una solución a la carga incompleta de la batería en un sistema con dispositivos On/Off, se desarrollaron unidades de control basadas en el principio de modulación de ancho de pulso (abreviado PWM) de la corriente de carga. El objetivo de dicho controlador es que reduce la corriente de carga cuando se alcanza el valor máximo de voltaje. Con este enfoque, la carga de la batería alcanza casi el 100 por ciento. La eficiencia del proceso aumenta hasta un 30 por ciento.

Existen modelos PWM que pueden regular la corriente en función de la temperatura de funcionamiento. Esto tiene un buen efecto sobre el estado de la batería, se reduce el calentamiento y se acepta mejor la carga. El proceso se regula automáticamente.

Los expertos recomiendan utilizar controladores de carga PWM para baterías solares en regiones donde hay alta actividad solar. A menudo se pueden encontrar en sistemas solares de baja potencia (menos de dos kilovatios). Como regla general, funcionan con baterías de pequeña capacidad.

Reguladores tipo MPPT

Los controladores de carga MPPT son hoy en día los dispositivos más avanzados para regular el proceso de carga de baterías en sistemas solares. Estos modelos aumentan la eficiencia de generar electricidad a partir de los mismos paneles solares. El principio de funcionamiento de los dispositivos MPPT se basa en determinar el punto de máxima potencia.

MPPT monitorea continuamente la corriente y el voltaje en el sistema. Basándose en estos datos, el microprocesador calcula la relación óptima de parámetros para lograr la máxima potencia de salida. Al ajustar el voltaje, se tiene en cuenta incluso la etapa del proceso de carga. Los controladores de paneles solares MPPT incluso le permiten eliminar el alto voltaje de los módulos y luego convertirlo al óptimo. Por óptimo nos referimos a aquel que asegura que la batería esté completamente cargada.

Si comparamos el rendimiento del MPPT con el PWM, la eficiencia del sistema solar aumentará del 20 al 35 por ciento.

Otra ventaja es la posibilidad de trabajar con paneles solares con una protección de hasta el 40 por ciento. Debido a la capacidad de mantener un valor de voltaje alto en la salida del controlador, se puede utilizar cableado de sección transversal pequeña. También puedes colocar los paneles solares y la unidad a una distancia mayor que en el caso de PWM.

Controladores de carga híbridos

En algunos países, por ejemplo, Estados Unidos, Alemania, Suecia, Dinamarca, una parte importante de la electricidad se genera mediante generadores eólicos. En algunos países pequeños, las energías alternativas ocupan una gran parte de las redes energéticas de estos estados. Los sistemas eólicos también incluyen dispositivos para controlar el proceso de carga. Si la central eléctrica es una combinación de generador eólico y paneles solares, se utilizan controladores híbridos.

¿Qué te interesa?

Gracias a que el hombre ha aprendido a convertir la radiación solar en electricidad, podemos abastecer de electricidad a nuestros hogares utilizando el sol sin dañar el medio ambiente. Una casa privada con muchos dispositivos y sistemas diferentes que consumen electricidad requiere la construcción de una planta de energía solar completa. Está equipado con dispositivos como un controlador y, por supuesto, paneles solares. Nos familiarizaremos con información detallada sobre por qué se necesita un controlador en este sistema, el principio de su funcionamiento, así como los tipos de este dispositivo, y aprenderemos cómo elegir un controlador de carga para una batería solar.

Objeto y principio de funcionamiento. Un controlador es un dispositivo electrónico que, como su nombre indica, controla los niveles de carga y descarga de las baterías solares.

La luz del sol incide en la superficie de la batería, donde comienza el proceso de convertirla en corriente eléctrica mediante fotocélulas. Una corriente constante fluye hacia la batería. El inversor cambia la corriente continua a corriente alterna antes de distribuir esta última entre los consumidores de electricidad. El controlador de carga de la batería solar evita que las baterías se descarguen por completo y se sobrecarguen.

Controlar su nivel de carga es muy importante por varias razones.

En primer lugar, Se deben respetar los valores de carga máximos y mínimos, que varían y dependen del tipo de batería. . Esto prolongará significativamente la vida útil de la batería y, en algunos casos, ayudará a evitar su avería. Recarga de algunos tipos de baterías podría provocar la liberación de sustancias nocivas o incluso la explosión del dispositivo.

En segundo lugar, numerosos modelos de baterías funcionan con diferentes voltajes. El controlador del panel solar establece el nivel requerido al que puede funcionar un dispositivo en particular.

Además, la batería corta el suministro de corriente desde la batería solar al dispositivo de almacenamiento con carga máxima y desconecta el dispositivo con descarga máxima de los consumidores de electricidad.

En general, este dispositivo realiza una amplia gama de funciones:

1. Proporcionar carga de batería en varias etapas.
2. Desconexión y conexión de dispositivos de forma automática de fuentes de energía o de consumidores, según el nivel de carga.

Así, el controlador de carga monitorea las condiciones de funcionamiento de las baterías, asegurándolas contra tiempos de inactividad, sobrecargas y cargas excesivas. Estas funciones prolongan la vida útil de los dispositivos.

tipos de dispositivos

Los controladores para paneles solares están disponibles en varios tipos:

• Dispositivos encendidos/apagados.
• Controladores PWM.
• Controladores MPPT.
• Dispositivos híbridos.
• Controladores caseros.

Conozcamos cada uno de estos tipos. Hoy en día, los más populares son el controlador PWM y el controlador MPPT.

Dispositivos encendidos/apagados

Estos controladores de carga de baterías son los más sencillos de todos los modelos que existen actualmente en el mercado. Su funcionalidad es muy limitada. Los dispositivos de este tipo apagan el proceso de carga de la batería cuando se alcanza el valor máximo de voltaje. Esto evita el sobrecalentamiento y la sobrecarga de la batería.

Es importante recalcar que Este tipo de controlador no podrá proporcionar un nivel de carga de batería del 100%. . Este matiz se explica por el hecho de que el apagado se produce cuando se alcanza el valor máximo de corriente. En el momento del apagón, el nivel de carga puede oscilar entre el 70 y el 90%. Se necesitarán varias horas más para cargar completamente la batería. Una carga incompleta afecta negativamente al funcionamiento del dispositivo y reduce su vida útil.

Controladores tipo PWM

El controlador de nivel de carga PWM (modulación de ancho de pulso) también se llama PWM. El controlador PWM es un dispositivo cuyo principio de funcionamiento se basa en la modulación de corriente por ancho de pulso. El dispositivo está diseñado para eliminar el problema de la carga incompleta. El nivel del 100% se consigue gracias a que el mecanismo, al detectar el valor máximo de corriente, lo reduce, prolongando así la carga de la batería.

El dispositivo descrito evita el sobrecalentamiento de la batería y ayuda a aumentar la aceptación de la carga. En general, tiene un buen efecto sobre su condición. Un dispositivo de este tipo se considera muy eficaz, pero el controlador MPPT, al comparar su principio de funcionamiento con el PWM, es una opción más preferible en términos de funcionalidad.

Controladores MPPT

El controlador MPPT (Seguimiento del punto de máxima potencia) es un dispositivo que monitorea el límite máximo de potencia de carga. Mediante un complejo algoritmo, este tipo de dispositivo monitorea las lecturas de corriente y voltaje del sistema de suministro de energía, determinando el equilibrio óptimo de parámetros para garantizar la máxima productividad de toda la planta de energía solar.

Sin exagerar, podemos decir que el controlador MPPT es el modelo más avanzado y eficiente respecto a otros. A modo de comparación: El controlador MPPT aumenta la productividad del sistema de energía hasta en un 35 % en relación con el PWM .

Hoy en día, el controlador MPPT se considera más adecuado para sistemas en los que los paneles solares ocupan grandes superficies. Pero el elevado coste de los dispositivos de este tipo introduce ciertas restricciones en su uso. Por lo tanto, el modelo PWM está disponible para su uso en sistemas de suministro de energía de casas privadas.

Dispositivos híbridos

Se utiliza en el caso del suministro de energía combinando fuentes de energía, por ejemplo, eólica y solar. EN El desarrollo de un dispositivo híbrido se basa enprincipio de funcionamiento de MRRT y controladores PWM . Lo único que lo diferencia de otros modelos son los parámetros de corriente-voltaje.

El objetivo principal de los modelos híbridos es nivelar de alguna manera la carga de las baterías. Este problema surge como consecuencia del funcionamiento de los generadores eólicos, que producen una corriente de magnitud variable. Al mismo tiempo, las baterías funcionan en modo mejorado, lo que reduce significativamente su vida útil.

Dispositivos caseros

En algunos casos, si tiene la experiencia y las habilidades adecuadas, usted mismo podrá montar el controlador de batería del panel solar. Pero lo más probable es que dicho dispositivo sea significativamente inferior en términos de funcionalidad y eficiencia. Los dispositivos de este tipo sólo son adecuados para un sistema de alimentación muy pequeño que funcione con baja potencia.

Para hacer un controlador de carga de batería, necesitará su diagrama de circuito. El error de funcionamiento de un controlador casero debería permitir registrar diferencias en los valores medidos con una precisión de una décima.

Métodos de conexión del dispositivo

Un controlador para paneles solares puede integrarse en un inversor o fuente de alimentación, o ser un dispositivo independiente.

Al elegir un método para conectar todos los componentes del sistema, se debe tener en cuenta la relación de valores. Por ejemplo, el voltaje de los paneles solares no debe exceder el valor máximo con el que puede funcionar el controlador. Antes de conectar el dispositivo al circuito, debe elegir un lugar seco para ello, respetando las normas de seguridad contra incendios. A continuación se muestra una descripción de cómo conectar los tipos de controladores más comunes: PWM y MPPT.

PWM

Al conectar controladores PWM, se debe seguir una secuencia claramente definida:

1. Conecte los cables de la batería a los terminales del controlador de carga solar.
2. Encienda el fusible protector cerca del cable positivo.
3. Conecte las salidas del panel solar a los contactos del controlador.
4. Conexión de una lámpara del voltaje requerido de 12 voltios (valor normal estándar) a los terminales de carga del controlador.

Durante estas acciones, es importante conectar dispositivos respetando estrictamente las marcas y la polaridad de los terminales. La violación de la secuencia de conexión de dispositivos puede provocar su avería. El inversor no se puede conectar a los terminales del controlador. Debe estar conectado a los terminales de la batería.

MPPT

El controlador MPPT, al ser un dispositivo más potente, está conectado tecnológicamente de forma un poco diferente. Aunque se siguen los requisitos generales en cuanto a la instalación física como se describe anteriormente.

Los cables que conectan el controlador MPPT a otros dispositivos están equipados con terminales de engarzado de cobre. Los terminales de polaridad negativa conectados al controlador deben estar equipados con adaptadores con interruptores y fusibles. Esto le ayudará a evitar la pérdida de energía y también garantizará un uso seguro del sistema. Es importante comprobar que los valores de voltaje de los paneles solares coincidan con los mismos valores del dispositivo.

Antes de conectar dispositivos al sistema, es necesario apagar los interruptores de terminales y quitar los fusibles. El proceso se produce en varias etapas:

1. Conecte los terminales del controlador y la batería.
2. Conecte los paneles solares al controlador.
3. Conecte el suelo.
4. Instale un sensor de temperatura en el controlador.

Todo esto debe hacerse de acuerdo con las marcas de los terminales y la polaridad. Una vez completada la instalación, gire el interruptor al estado "encendido" e inserte los fusibles. Si la instalación se completa correctamente, los indicadores de carga de la batería deberían aparecer en la pantalla.

Criterios de selección del controlador

El controlador de carga de baterías para paneles solares es un elemento muy importante del sistema de suministro de energía. La variada gama de modelos puede hacer que resulte un poco confuso a la hora de elegir un dispositivo.

Es más fácil elegir el modelo correcto si se tienen en cuenta los siguientes criterios a la hora de comprar:

1. Indicador de voltaje de entrada. Este valor del dispositivo seleccionado debe ser superior en aproximadamente un 20% al voltaje de las baterías que generan convertidores de luz solar en corriente.
2. Valor de energía total de la batería. No debe ser mayor que la corriente de salida.

Los modelos modernos tienen una serie de características adicionales diseñadas para aumentar la seguridad al utilizar reguladores del proceso de carga. Los dispositivos que controlan los procesos de carga y descarga pueden estar protegidos de las condiciones climáticas, carga excesiva, cortocircuitos, sobrecalentamiento y también de conexiones incorrectas (esto se refiere al incumplimiento de la polaridad). Por lo tanto, debe seleccionar un dispositivo no solo según los criterios descritos, sino también teniendo en cuenta las funciones de protección que mejor garantizarán el funcionamiento seguro del dispositivo.