Funciones de un regulador solar PWM

La tecnología detrás del regulador solar PWM (Pulse-width modulation, modulación por ancho de pulsos), es una de las tecnologías de control de carga más populares en el mercado actual. Una tecnología probada con el tiempo que se ha utilizado durante muchos años en instalaciones con paneles fotovoltaicos y baterías.

Los reguladores solares PWM son más económicos (en comparación con otras variantes como MPPT, Maximum Power Point Tracking o seguidor punto de máxima potencia), y están disponibles en varios amperajes y son altamente duraderos. Los modelos más modernos de reguladores solares PWM, también ofrecen importantes ventajas, por lo que son una opción sólida en muchas instalaciones con paneles fotovoltaicos. 

Ejemplo de un regulador solar PWM

Ejemplo de regulador panel solar PWM

El propósito del regulador solar es asegurar la carga y descarga eficiente de la batería en la instalación. Los reguladores PWM ayudan a regular el voltaje procedente del panel o paneles fotovoltaicos, para proteger las baterías del sistema de las posibles sobrecargas. Cuando una matriz solar tiene conectada un regulador PWM, este maneja el trabajo de carga de la batería, al verificar constantemente el estado actual de la batería y autoajustarse, para así enviarle solo la cantidad correcta de carga.

En esencia, este tipo de regulador solar fotovoltaico funciona reduciendo la corriente de los fuentes eléctricas solares de acuerdo con la condición de la batería y los requisitos de recarga. El regulador solar PWM hace pulsos de encendido/apagado para controlar la transferencia de energía. También verifica el estado de la batería para determinar cuánto tiempo (ancho) deben estar los pulsos y qué tan rápido deben llegar.

Con esa información, el regulador PWM se ajusta automáticamente y envía el pulso apropiado para cargar la batería. Así varía la longitud y la velocidad de los impulsos enviados a la batería según sea necesario. Esto es esencialmente un interruptor rápido de encendido y apagado. Cuando la batería está casi descargada, los pulsos pueden ser largos y continuos, y cuando se carga, los pulsos se van acortando o se filtran.

Este modo de carga de tipo de goteo o acabado es importante para sistemas que pueden pasar días o semanas con exceso de energía durante períodos en los que se consume muy poca energía solar.

Pulso largo

Ancho de pulso largo cuando la batería está descargada

Pulso mediano

Ancho de pulso mediano cuando la batería está a más de media carga

Pulso corto

Ancho de pulso corto cuando la batería está cerca del 100% de su carga

Ventajas del uso de un regulador solar PWM

Los beneficios de este tipo regulador en las instalaciones solares aisladas de la red eléctrica son significativos. Un regulador solar PWM aumentará la eficiencia de carga, permitirá una recarga rápida y mantendrá la vida útil de la batería.

En general, un regulador fotovoltaico PWM tiene las siguientes ventajas:

  • Ajustes de envejecimiento de la batería: al ajustarse automáticamente a las necesidades de la batería, un regulador PWM superará los problemas tradicionales con la aceptación de carga que se observa en las baterías con más ciclos de carga/descarga.
  • Reducción de gases y calentamiento de la batería: Al recargar más rápido que otros reguladores de carga, un PWM evita problemas de gaseamiento y calentamiento que dañan la batería.
  • Aumento de aceptación de carga: la aceptación de carga es una necesidad con las baterías de la instalación solar, aunque esto ha sido un problema en las placas fotovoltaicas. El algoritmo de los reguladores PWM, sin embargo, aumenta la aceptación de carga de la batería para que se capture más energía generada por los paneles.
  • Ecualización de la celda de la batería a la deriva: muchos reguladores solares PWM mantienen las celdas de la batería en un mejor equilibrio mediante la ecualización, lo que iguala la aceptación de la carga para evitar el deterioro de la capacidad.
  • Mantenimiento de la capacidad de batería alta: el estado de carga debe mantenerse alto para mantener una instalación saludable y preservar la vida útil de la batería. Los algoritmos PWM brindan un mejor mantenimiento de la capacidad de la batería debido al mayor número de ciclos de carga / descarga.
  • Recuperación perdida de la batería: la sulfatación de las baterías de plomo en las instalaciones solares es un problema importante debido a la carga insuficiente, que da como resultado la corrosión de la rejilla y la formación de cristales de sulfato en las placas positivas de la batería. Se ha demostrado que los reguladores PWM recuperan la capacidad perdida a lo largo del tiempo al impedir la formación de depósitos de sulfato.
  • Autorregulación con caída de voltaje o temperatura: los reguladores de carga antiguos pueden verse afectados negativamente por el efecto de la temperatura o las caídas de tensión, creando problemas con la carga final de la batería. Pero un regulador PWM disminuirá la carga para minimizar estos impactos.

En conjunto, estas ventajas de los reguladores PWM pueden ser muy atractivas para los propietarios de paneles fotovoltaicos que buscan una forma más sencilla de administrar su carga solar. Sin embargo, se debe tener en cuenta unas desventajas de los reguladores solares PWM. Los pulsos agudos creados por el controlador pueden crear interferencias en radios y televisores si están muy cerca unos de otros. Otra desventaja en los reguladores de modulación por ancho de pulso (PWM) son las limitaciones que crean para el crecimiento del sistema.

Cometidos de los reguladores PWM

Bloquear la corriente inversa
Esta función facilita un flujo unidireccional de corriente desde el panel solar a la batería, y bloquea el flujo inverso durante la noche. Esto ayuda a evitar que las baterías se descarguen innecesariamente y aumenta el tiempo de actividad de la batería. También protege al panel o paneles fotovoltaicos. 

Protección al bajo voltaje
El bajo voltaje ocurre cuando las baterías han perdido el 80% de su carga. Se recomienda sacar la batería del circuito y volver a conectarla solo durante la carga. Como el nivel de carga es proporcional al nivel de voltaje, el regulador PWM desconecta la batería a un cierto nivel de voltaje, evitando la situación de bajo voltaje.

Prevenir la sobrecarga de la batería
La sobrecarga de las baterías podría reducir significativamente la vida útil de las baterías y, por lo tanto, no se recomienda. El regulador PWM detiene la carga de las baterías una vez que están suficientemente cargadas.

Configurar los puntos de ajuste de control
Se pueden editar y reprogramar varios puntos de ajuste utilizando los reguladores solares PWM. Esto ayuda a ajustar los ciclos de carga y descarga de la batería para garantizar un rendimiento más eficiente y una vida útil más larga.

Displays y medición
En los modelos con display, varios parámetros podrían ser monitoreados usando la pantalla de visualización de los reguladores. Algunos parámetros comúnmente monitoreados incluyen: nivel de voltaje, porcentaje de carga, tiempo de descarga de corriente en carga de llenado, etc.

Solución de problemas e historial de eventos
Algunos reguladores solares PWM tienen una memoria incorporada para guardar eventos y alarmas con un sello de fecha y hora. Este historial de eventos y alarmas ayuda a solucionar problemas rápidamente.

Esquema de instalación con regulador PWM

Esquema regulador PWM en una instalación solar

Muestra de un posible esquema de una instalación fotovoltaica con regulador solar PWM 

Los reguladores solares PWM llevan una regleta con seis orificios para conectar cables (consultar las indicaciones de cada fabricante para su identificación). De estos seis orificios, dos serán el positivo y negativo del panel o paneles solares; dos serán los positivos/negativos de la batería; y los dos restantes los positivos y negativos de la carga (lo que queramos alimentar con la instalación).

Conexiones regulador PWM

Detalle conexiones regulador solar PWM

Para la correcta conexión del regulador en la instalación, el orden será:

  1. Conectaremos la batería
  2. El panel o paneles fotovoltaicos
  3. Las cargas (dispositivos de consumo)

Siempre respetando las polaridades (positivo/negativo), de la batería, panel fotovoltaico y de la carga con respecto al regulador

Es muy importante no dejar el panel o paneles fotovoltaicos conectados al regulador sin una batería, esto podría quemar el regulador dejándolo inservible.

Para la desconexión del regulador lo haremos a la inversa, empezando por el panel o paneles y dejando por último la batería, para que no se quede el regulador conectado al panel sin batería.

A continuación puedes ver información relacionada que te pueden ayudar:

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24 comentarios

  • Francisco says:

    Tengo este mismo regulador pero desconozco para qué sirven los diferentes parámetros mi batería es de 22 amperios de gel mi placa solar es de 50 vatios y mis aparatos son de 22 vatios de consumo cómo tendría que poner los parámetros del regulador para que haya un consumo constante y la batería no baje más del 30%

  • Generatuluz says:

    Hola Francisco,
    si te refieres al regulador ejemplo de la foto del inicio (El ALLPOWERS controlador PWM 12-24v de 20A), puedes leer el análisis que hicimos en su día aquí.

    En cuanto a tu pregunta sobre el parámetro para un consumo constante, tienes que moverte por el menú hasta la quinta pantalla (Working mode) y ahí ajustar 24 horas.

    Para que el regulador te desconecte la batería, cuando esta se descarga, tienes que moverte hasta la cuarta pantalla del menú (discharge stop) y ajustar el voltaje a 12v. Dado que el porcentaje de carga de una batería se mide con el voltaje que tiene, las baterías de gel, en líneas generales, cuando están 100% cargadas tienen un voltaje de 12,7v y completamente descargadas de 11,6v con lo que una carga del 30% rondaría los 12v.

    Espero haberte podido ayudar

  • ESTEBAN PONSODA PRIEGO says:

    Hola, cuales son los más utilizados, los PWM serie o los PWM paralelo.
    Gracias.
    Salud!!!

    • Generatuluz says:

      Hola Esteban,
      ha qué te refieres diciendo PWM serie o PWM paralelo? En las conexiones de las placas solares? Si es así, en cuanto a aumentar el voltaje (conectando placas en serie), tienes que vigilar de no sobrepasar los 12v o 24v que aguantan los reguladores. Si aumentas la tensión (realizando conexiones en paralelo), tendrás que tener la precaución de no sobrepasar el límite que soporte el regulador más un margen de seguridad. Puedes encontrar más información sobre como dimensionar un regulador PWM aquí

      Espero haberte podido ayudar

  • carlos ortega says:

    los ultimos positivo y negativo van solo para conecciones de 12 voltios y no como indica dos veces paneles fotovoltaicos, vean esa situacion . deben corregir ello. gracias me refiero al regulador indicado mas arriba pwm.

  • Miguel Reina Martinez says:

    Buenas tardes mi regulador cuando esta a 14 no sale el símbolo de la placa no se que lo que significa gracias de antemano

    • Generatuluz says:

      Hola,

      sin saber el regulador del que hablas no puedo responderte con exactitud, pero usando un poco de lógica, si la batería que tienes es de 12v cuando está cargada suele tener alrededor de 14v. Quizás lo que te desaparezca el símbolo de la placa cuando llega a los 14v signifique que el regulador está cortado el paso de corriente de la placa a la batería para no sobrecargarla.

      Saludos y espero haberte podido ayudar

  • Tengo un Regulador PWM de marca desconocida y creo que de 20 Amps. Está alimentado por un panel de 60 w. y surte una batería de 38 amps. Se usa para alimentar a 12 voltios un motobomba de 12 voltios y 5.7 amp. Por alguna razón que desconozco, cuando el sol esta bien, el voltaje de labatería sube a 14 volts pero de noche se descarga a 5.4 v. Cuál será la razón?

    • Generatuluz says:

      Hola,
      ¿Tienes siempre la motobomba encendida? Si es así, el panel solar no tiene suficiente potencia para alimentar la motobomba y cargar la batería, con lo cual, cuando se va el sol te quedas sin energía

  • Christian says:

    Hola , tengo un regulador pwm igual al all power de las últimas fotos … Es de 30 amp , mi drama es q a pleno sol carga hasta llegar a los 14.4 ( tensión óptima para cargar la batería de 12 v 180 amp de camión ) , se mantiene ahí durante cierto tiempo ( asumo que hasta que se llena la batería ) y de ahí , a veces , se eleva la tensión hatas los 16.5 v aproximadamente ! Porq puede suceder eso ? Mi miedo es q afecte la batería , nose si cuado eleva el voltaje a esa medida corta el paso de amperaje manteniendo con ese voltaje la carga de la batería al 100 %

    A lo que entendí del manual , lo regule como si tuviera una batería de gel conectada para que maneje bajo voltaje pero lo mismo sube , también trae para open y agm , nose en cual lo debo dejar o que otra cosa regularle
    Desde ya gracias

    • Generatuluz says:

      Hola y gracias por comentar,
      la subida de tensión es debido a que la batería está cargada completamente. El regulador, en ese momento, abre el circuito entre la placa y la batería protegiéndola.
      En cuanto a la batería, debes de saber de que tipo es la que utilizas y configurar el regulador en consecuencia.
      Espero haberte podido ayudar, saludos!

  • Juan José says:

    Buenas tengo uno igual de 10A con su batería y su placa va todo genial pero no sé si estará bien configurado porque por las mañana está apagado sin señal y por la tarde vuelve a funcionar necesitaría unos consejos gracias

    • Generatuluz says:

      Hola,
      sin más detalles de la batería y la placa solar no sé si te podré ayudar, pero a priori, parece que tu batería por la mañana está descargada (de hay que el controlador este apagado). Por la tarde, como se ha podido cargar durante el día, vuelves a tener tensión y se te enciende.

      Espero haberte podido ayudar, saludos!

  • David says:

    hola, que quiere decir b01, b02 y b03?

    saludos

    • Generatuluz says:

      Hola,
      es el tipo de batería que puedes seleccionar. La correlación es:
      El parámetro b01 corresponde a las baterías selladas
      El parámetro b02 corresponde a las baterías de gel
      El parámetro b03 corresponde a las baterías abiertas
      Saludos!

  • Francisco says:

    Hola tengo un regulador isoler d 30 y una batería de plomo ácido de 250 a ..mi regulador me da 4 opciones de batería …años modificada. Tubular abierta .agm o tubular gel ..dónde debo ponerlo …gracias

    • Generatuluz says:

      Hola,
      sin más datos sobre la batería no puedo ayudarte, ya que tanto las abierta, como AGM, como gel son tipos de baterías de plomo ácido

      Saludos

  • Randy sanchez says:

    Buenas tardes tengo una duda de mi controlador de carga tengo un sistema hidrido, es decir mi aero generador conectado a las baterías con su respectivo controlador y tengo un panel solar de 320w con su controlador solar, y dos baterías de 12v, hace poco parece ser q alguien subió la llave de la red y tuve q decirle adiós a mi inversor de corriente de 1000w, ahora tengo una duda ya q no hay nada de eso en el manual del controlador solar, los últimos 2 conectores q muestran un foquito, allí q tipo de focos o cuantos focos puedo conectar o deben ser focos dc y no ac dice el controlador current 10A también dice máx pv input 150w supongo q eso es para el tercer icono de el foco no?

    • Generatuluz says:

      Hola,
      si se trata del controlador, los dos últimos conectores son para conectar luces o aparatos con la tensión de la batería (12v en tu caso).
      Si el controlador te indica 10A, estos son el máximo de consumo que es capaz de aguantar.
      El máx pv input es la potencia máxima de entrada, de los paneles solares, que soporta.

      Por otro lado, si dices que lo que se te ha roto es el inversor, en muchas ocasiones, este se conecta directamente a la batería sin pasar por los controladores.

      Espero haberte podido ayudar

  • Alicia garcía says:

    Hola, buenas! Mi problema es que no tengo nada claro los parámetros que tengo que poner al regulador…
    Tengo una placa doble ,70w x2 ,una batería de 95ah agm rolls…
    El problema es que mido lo que da la placa y da de 16 a 18 pero cuando lo conecto al regulador no sube de 12/ 12.5….creo que algun parámetro esta cortando la carga porque que baje tanto solo al enchufarla no me parece normal…me han mirado los 12v de la batería, y hasta la entrada al regulador todo marca bien…

  • jesus lopez says:

    Hola, !!! Con mi instalación de placas quiero cargar un banco de 4 baterías de 120 Ah cada una; pero necesito que la carga de cada una de las baterías sea independiente de las demás; de modo que no se comuniquen entre si.
    La cuestión es saber si necesitaría instalar diodos de separación en la salida de carga del regulador ; y en tal caso, si la caída tensión que se produce en cada diodo reduciría significativamente la carga final en cada batería.
    Gracias.

    • Generatuluz says:

      Hola,
      si, si quieres aislar cada batería tendrás que instalar diodos, la caída de tensión de estos no es muy grande por lo que no tendría que afectar a la carga de las baterías.

      Saludos

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