¿Qué es un regulador solar MPPT?

Un regulador solar MPPT (Maximum Power Point Tracking, seguidor punto de máxima potencia), es un convertidor electrónico de corriente corriente continua (CC) a corriente continua (CC) que optimiza el flujo eléctrico entre la matriz solar (paneles fotovoltaicos) y el banco de baterías. En pocas palabras, convierten una salida de corriente continua (CC) de mayor voltaje de los paneles solares a la tensión necesaria para cargar las baterías.

La tecnología que incorporan los reguladores solares MPPT es más compleja que la de otros tipos de regulador (como los PWM Pulse-width modulation o modulación por ancho de pulsos). Esto hace encarecer un poco su precio, pero lo compensan con una mayor eficiencia y versatilidad para instalaciones solares.

Ejemplo regulador solar MPPT

Ejemplo de regulador solar MPPT

El seguimiento del punto de máxima potencia de energía es un seguimiento electrónico, generalmente digital. El regulador solar lee la salida de voltaje del panel o paneles fotovoltaicos y la compara con el voltaje de la batería. Luego se da cuenta de cuál es la mejor potencia que el panel puede suministrar para cargar la batería. Con esta información, convierte a la mejor la tensión de los paneles para obtener el máximo amperaje en la batería.

Hay que recordar que lo que cuenta son los amperios de la batería


La mayoría de los reguladores solares MPPT modernos tienen una eficiencia del 93-97% en la conversión. Por lo general, se obtiene una ganancia de potencia de 20 a 45% en invierno y 10-15% en verano. La ganancia real puede variar ampliamente según el clima, la temperatura, el estado de carga de la batería y otros factores.

Un seguidor de punto de potencia (y todos los convertidores de corriente continua (CC)), funciona cambiando la corriente continua (CC) de entrada de los paneles, en corriente alterna (CA). Este paso es realizado por un transformador (generalmente un toroide, un transformador de rosca). Luego, esta corriente alterna (CA) vuelve a ser rectificada a corriente continua (CC), con la tensión que necesite la batería. Por último, la corriente, pasa por un regulador de salida antes de ser volcada la batería.

En la mayoría de los convertidores de CC a CC, este es estrictamente un proceso electrónico; no se requiere de procesadores, excepto por alguna regulación del voltaje de salida. Por contra, los reguladores solares MPPT para paneles solares necesitan mucha más electrónica y complejidad, ya que las condiciones de luz y temperatura varían continuamente durante todo el día y el voltaje de la batería cambia.

Toroide MPPT, transformador de corriente

Esquema interno regulador MPPT

Resumiendo, un regulador solar MPPT es un convertidor corriente continua (CC) a corriente continua (CC) de alta frecuencia.

  1. Primero, toma la entrada de corriente continua (CC) de los paneles solares, la cambian a corriente alterna (CA) de alta frecuencia.
  2. Segundo, varía la tensión de la corriente alterna (CA), para que coincida exactamente con la batería.
  3. Tercero, vuelve a convertir la corriente alterna (CA) a corriente continua (CC) para la batería. 

Los reguladores MPPT operan a frecuencias de corriente muy altas, generalmente en el rango de 20-80 kHz. La ventaja de los circuitos de alta frecuencia es que pueden diseñarse con transformadores de muy alta eficiencia y con componentes pequeños.

Ejemplo de funcionamiento de un regulador solar MPPT

Supongamos que tenemos un panel fotovoltaico de 130W como podría ser el JWS-panel solar 130W 12v policristalino. Este panel solar tiene una potencia de 7,39A (IPm) y una tensión de 17,6v (VPm), bajo condiciones estándares de temperatura STC por sus siglas en inglés (standard Test Conditions).


7.39A x 17.6v = 130W


Ahora supongamos también que tenemos una batería baja de carga, a 12 voltios. Un regulador solar MPPT toma esos 17.6 voltios a 7.39 amperios y lo convierte de manera que lo que le llegue a la batería sean 10.8 amperios a 12 voltios. De esta manera seguimos teniendo la totalidad de los 130 vatios del panel en la salida del regulador y no perdemos potencia por el camino.

Idealmente, para una conversión de potencia del 100% obtendrías alrededor de 11.3 amperios a 11.5 voltios en la salida del regulador, pero en los procesos de carga, se tiene que alimentar a la batería con un voltaje más alto para forzar los amperios.

Esta es una explicación simplificada, en realidad, el control de la carga que hace un regulador solar MPPT puede variar continuamente para ajustarse y obtener los amperios máximos en la batería

En el siguiente gráfico, puedes ver la curva de potencia de un panel fotovoltaico

Curva potencia panel fotovoltaico

Si miras la línea azul, verás que tiene un pico agudo en la esquina superior derecha, este representa el punto de máxima potencia. Lo que un regulador MPPT hace es "buscar" ese punto exacto, luego realiza la conversión de voltaje/corriente para cambiarlo exactamente a lo que necesita la batería. En la práctica, ese pico se mueve continuamente durante el día, con los cambios en las condiciones de luz y el clima (temperatura).

Un regulador solar MPPT rastrea el punto de máxima potencia, que será diferente de la clasificación STC (Condiciones de prueba estándar), en casi todas las ocasiones. En condiciones muy frías, un panel de 130W es capaz de generar más de 130W porque la salida de potencia aumenta a medida que baja la temperatura del panel, pero si no tienes forma de rastrear ese punto de energía, perderás ese incremento. Por otro lado, en condiciones de mucho calor, la energía disminuye, dicho de otra manera, pierde potencia a medida que aumenta la temperatura. Es por eso que obtienes menos ganancias en verano (ganancia entre 10-15% en verano frente un 20 a 45% en invierno).

Esquema de instalación con regulador MPPT

Esquema regulador MPPT

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

Al igual que los reguladores PWM, los reguladores MPPT llevan una regleta con seis orificios para conectar cables (consultar las indicaciones de cada fabricante para su identificación).

El orden a seguir para realizar las conexiones con los distintos componentes de la instalación será: 

  1. Empezaremos por conectar la batería
  2. En segundo lugar el panel o los paneles fotovoltaicos
  3. Por último la carga

Siempre respetando las polaridades positivo/negativo

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.

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