Reguladores solares

Los reguladores solares o reguladores de tensión son unos dispositivos esenciales en cualquier instalación con placas fotovoltaicas (campo fotovoltaico).  La función de un regulador solar es la de controlar el flujo eléctrico 

entre las placas, la batería y la línea de consumo. Además, nos dará información de la instalación de autoconsumo, como la producción eléctrica de las placas o el estado de las baterías, entre otros.

Reguladores solares

Ejemplo de conexiones al regulador, hay que mirar las instrucciones del fabricante porque puede variar la posición de las conexiones de los distintos elementos, pero en todos encontraremos una regleta para poder introducir los cables de las placas, las baterías y el consumo en CC (corriente continua).

Un regulador solar o regulador de carga tiene el trabajo de distribuir la corriente eléctrica generada en los paneles solares entre la batería y el consumo en CC (corriente continua). También son los encargados de proteger a las baterías de sobrecargas o sobretensiones, así por ejemplo, cuando la batería está por debajo del 95% de su carga, el regulador hace pasar el total de la corriente generada hacía la batería; si la batería se encuentra entre el 95-99%, regula la corriente para impedir la sobrecarga (a este tipo de carga se le dice carga de flotación), y así llenar al máximo la batería; y cuando la batería a llegado al 100% de su carga, corta por completo la corriente.

Otra de las funciones de los reguladores solares, es la de impedir que el flujo eléctrico vaya de las baterías hacía las placas, cuando estas no están generando electricidad (cuando no hay luz suficiente para que las placas generen electricidad). De esta modo se protege a las placas solares de sobretensiones, alargando al máximo su vida útil. Con esta función, también evitaremos que las baterías se nos descarguen por la noche.

Por último, el regulador solar se encarga de controlar y estabilizar la corriente eléctrica, combinando la electricidad procedente de las placas con la de las baterías, hacia el consumo ya sea directo (con corriente continua) o usando un convertidor de tensión. En este último caso, el regulador corta la corriente hacia el consumo si detecta que la batería está a punto de descargarse. Otro sistema de seguridad para proteger a la batería de las descargas profundas.

Si queremos proteger los elementos de nuestra instalación eléctrica solar y alargar al máximo su vida útil, hay que colocar un regulador de tensión solar 

En la tabla siguiente, puedes ver una recopilación de los reguladores solares en Amazon

Tipos de reguladores

Existen dos tipos diferentes de reguladores solares, los PWM (Modulación por anchura de pulsos) y los MPPT (Seguidor del Punto de Máxima Potencia). Dependiendo del tipo de instalación solar que tengamos, escogeremos unos o otros. Dentro de cada tipo de regulador, los encontraremos clasificados según los amperios máximos que son capaces de soportar (5A, 10A, 20A...).

Hay que escoger el regulador teniendo en cuenta la intensidad, en amperios, de las placas fotovoltaicas; el número de células que componen nuestros paneles solares; y las distancias que tenemos entre los distintos elementos de nuestra instalación  

Los reguladores más comunes y los más utilizados, son los PWM, también son los más baratos y fiables por su sencillez de materiales. Por contra, son menos eficientes y necesitan obligatoriamente que los paneles solares y las baterías tienen que trabajar con el mismo voltaje.

Por otro lado, tenemos los reguladores MPPT que son más versátiles y eficientes pero también más caros. Estos reguladores se utilizan, mayoritariamente, en instalaciones con placas solares de las que se conectan a la red eléctrica (placas de 60 células), y en sistemas donde no tenemos el mismo voltaje en los paneles solares que en las baterías.  

El factor decisivo que hará decantarnos por un regulador o otro lo determinará el campo fotovoltaico, la dimensión/potencia y el uso que le queramos dar a la instalación.

¿Cómo elegir un regulador solar?


- Eligiéremos un regulador PWM en  instalaciones aisladas de la red eléctrica que no se usen a diario (como caravanas o autocaravanas, barcos, casas de campo, etc.), o que no tengan mucho consumo eléctrico en el día a día, y siempre con voltajes de 12v o 24v (tanto los paneles como las baterías)


- Escogeremos un regulador MPPT en instalaciones donde se produzca un consumo diario de electricidad, donde haya mucha distancia entre los paneles fotovoltaicos y las baterías y en instalaciones con distintos voltajes entre los paneles y las baterías  

Reguladores PWM

Los reguladores PWM (Pulse-width modulation, modulación por ancho de pulsos), son los más comunes en instalaciones solares aisladas tanto de 12v (placas de 36 células), como de 24v (placas de 72 células). Debido a su sencillez de componentes estos reguladores llegan a tener una gran vida útil con unos precios muy reducidos. Esto los hace perfectos para pequeñas y medianas instalaciones solares independientes.

Esquema regulador PWM

Esquema con regulador PWM

Normalmente vienen con una configuración pre-programada que nos permite conectar varios tipo de baterías (plomo-ácido abiertas, selladas de  tipo AGM o VRLA de clase gel), de 12v o 24v. Si se usan otro tipo de baterías con otros voltajes, es aconsejable buscar un regulador programable y ajustarlo a los valores que nos indique el fabricante. 

Es recomendable aunque no imprescindible, escoger un regulador con un display digital para que nos de el máximo de información posible sobre la instalación. Aún así, la gran mayoría llevan algún tipo de indicador, como leds, que nos dirán cuando se esta produciendo electricidad en las placas, el nivel de la batería o cuando se está consumiendo. 

¿Cómo funciona un regulador PWM?

 Su funcionamiento se vasa en una serie de diodos que permiten la carga de las baterías en tres fases:


  • 1
    Fase Bulk: La batería se encuentra descargada y toda la corriente eléctrica generada en el campo fotovoltaico es va hacia ella para hacer subir su tensión rápidamente.   
  • 2
    Fase de absorción: La batería esta casi cargada (90-95% de su capacidad), y el regulador mantiene el voltaje un poco por debajo de la su tensión y lo va reduciendo hasta que la batería se encuentra llena 
  • 3
    Fase de flotación: La batería esta llena y solo se le inyectan pulsos de corriente para mantenerla cargada, el resto de corriente generada se pierde en forma de calor en el regulador (efecto Joule)

Controlando el flujo de la corriente eléctrica hacia la batería, la protegeremos ante sobrecargas y daños  

Otra función de los diodos de un regulador solar está en impedir el flujo eléctrico de la batería hacia el campo fotovoltaico (placa o placas solares), cuando estas no generan electricidad, no reciben luz.   

Por último, los reguladores, llevan un interruptor interno que desenchufa la batería antes de que quede completamente vacía (descarga profunda). 

Entre los inconvenientes que encontramos con los reguladores PWM, está el hecho de que todo en nuestra instalación debe de ser de la misma tensión. La tensión que entra al regulador es también la de salida. Esta característica hace que el campo fotovoltaico no trabaje al máximo de su capacidad (potencia), sino el que dictamine la batería según el estado de carga a la que se encuentre, esto produce una perdida de potencia que puede llegar a alcanzar el 25-30%.

¿Qué regulador solar PWM necesito?

Los reguladores PWM se clasifican según la intensidad máxima, en Amperios, que son capaces de soportar. Para saber de que intensidad hay que escogerlos, calcularemos los amperios máximos del regulador teniendo en cuenta las amperios de los paneles solares. Esta información nos la dará el fabricante del panel solar, en la ficha de especificaciones es el campo que pone Im (Máxima potencia), estos son los amperios máximos de nuestro panel solar.

Características panel solar

A esta intensidad de máxima potencia (Im, por sus siglas en inglés), le sumaremos un 20%. El regulador que nos tendremos que comprar, será el que tenga una intensidad inmediatamente superior a la del resultado del cálculo anterior.


Así por ejemplo:

Panel fotovoltaico = 5.55A

Sobredimencionamiento = 20%

Resultado = 6.66A 


En este caso, escogeríamos un regulador de 10A


Hay que recordar, que si tenemos más de un panel fotovoltaico, si estos los tenemos conectados en serie, la intensidad será la misma (en serie sumamos voltajes); pero si los tenemos conectados en paralelo si que tendremos que sumar las intensidades (Im comentado anteriormente), en este caso tendríamos el mismo voltaje.

Es aconsejable si tenemos una pequeña instalación solar o estamos empezando una, con la intención de ir haciéndola crecer en el futuro, ya de entrada nos planteemos un regulador de una intensidad más elevada que nos permita conectar varios paneles fotovoltaicos simultáneamente. 

No hay que  sobrepasar nunca la intensidad de corriente máxima de trabajo en un regulador PWM, ya que esto podría provocar que se dañaran para siempre y/o que se produjera algún accidente 

A continuación, encontrarás análisis de los mejores reguladores PWM:

¿Dónde comprar un regulador de carga solar PWM?

Si quieres obtener un regulador de carga tipo PWM a través de internet, la mejor opción es Amazon. Podrás escoger entre una gran variedad, con una excelente relación calidad-precio, desde tu casa, sin incómodos desplazamientos y con la posibilidad de recibirlo en la dirección que tu quieras. 

Aquí tienes una selección de productos de las mejores marcas basándonos en la relación calidad-precio:

  • ❤ Corriente de descarga nominal: 20A; Voltaje de salida del USB: 5V / 3A; Voltaje de la batería: 12V / 24V automático...
  • ❤ Funcionalidad: Equipado con microprocesador de grado industrial STM 8 para controlar el cargador y proceso de descarga y ...
  • ❤ Protección eléctrica múltiple: protección de la sobreintensidad y del cortocircuito, protección de la conexión inversa,...
  • ❤ Buena disipación de calor: Protección contra corriente inversa doble mosfet, baja producción de calor
  • ❤ Fácil de usar: Viene con una pantalla que puede indicar claramente el estado y los datos, puede ser cómodamente cambiado modos y ...

  • ☀ Corriente de descarga clasificada: 30A; Voltaje de salida del USB: 5V / 2A; Voltaje de la batería: 12V / 24V automático. Tasa de potencia ajustable con..
  • ☀ Protección de seguridad, con protección contra sobrecarga y protección contra rayos y protección de bajo voltaje y ...
  • ☀ De uso durable, el controlador tiene una baja tasa de fallas y durará mucho tiempo y se protegerá con un revestimiento hermético...
  • ☀ Fácil instalación, viene con una pantalla que puede indicar claramente el estado y los datos, se puede cambiar cómodamente los modos y ...
  • ☀ Atención, conectar primero la batería, luego conectar el panel solar y finalmente cargar. La secuencia de desmontaje es contraria a la orden de cableado.

  • ☀ Modo de Voltaje Dual: el controlador de carga 12V / 24V identificará automáticamente el nivel de voltaje del dispositivo para...
  • ☀ Diseño de carga PWM (Modulación de ancho de pulso) para bajas pérdidas y mayor eficiencia de carga y mayor duración de la batería
  • ☀ Parámetros Ajustables: parámetros de control de carga / descarga ajustables, modos de funcionamiento ajustables de cargas.
  • ☀ Protección de Circuito Múltiple: protección contra cortocircuitos, protección de circuito abierto, protección inversa, ...
  • ☀ Pantalla LCD: tiempo, voltaje se mostrará en la pantalla si conectó su dispositivo

Reguladores MPPT

Los reguladores MPPT (Maximum Power Point Tracking, seguidor punto de máxima potencia), son los que se emplean, más comúnmente, en instalaciones con paneles solares de 60 células (Los que se emplean en instalaciones conectadas a la red eléctrica). También son empleados en instalaciones grandes, con más de 5 paneles, e instalaciones donde existe mucha distancia entre el campo fotovoltaico y el grupo de baterías. Estos reguladores permiten trabajar con distintos voltajes entre las placas solares y las baterías, de echo, es una de sus grandes ventajas.

Esquema regulador MPPT

Esquema con regulador MPPT

¿Cómo funciona un regulador MPPT?

Al igual que los reguladores PWM, llevan unos diodos para cargar y proteger las baterías y los paneles solares, y además, llevan un convertidor de corriente continua y un seguidor del punto de máxima potencia. Este convertidor es el encargado de regular y modificar, si es necesario, el voltaje de los paneles solares y lo ajusta al de las baterías. Por otro lado, el seguidor del punto de máxima potencia regula la tensión de los paneles para que proporcionen la máxima potencia.

Con el seguidor de máxima potencia que llevan estos reguladores, conseguiremos obtener de nuestros paneles solares hasta un 30% más de eficiencia, ya que no dependen de la tensión de las baterías y siempre trabajarán en su punto óptimo de funcionamiento 

Los reguladores MPPT son capaces de corregir y rectificar la corriente de los paneles solares adaptándola a la de las baterías incluso en días nublados, cuando la electricidad producida en las placas es irregular   

Estos reguladores los podremos conectar a baterías de plomo-ácido abiertas, o selladas (VRLA), de 12v, 24v o 48v. Normalmente son capaces de regular este voltaje automáticamente y ajustar el voltaje del campo fotovoltaico en consecuencia.

También son los más empleados en instalaciones con un inversor de corriente a 220v (tanto de onda senoidad modificada como de onda senoidal pura), ya sea para conectar aparatos a este voltaje directamente o para volcarla a la red eléctrica (siendo en este último caso, los inversores de onda pura los más recomendados).

Otra de las ventajas de poder trabajar con voltajes distintos entre los paneles y las baterías, es que podemos configurar el campo fotovoltaico para que funcione con una tensión de 60v o 90v. Con esto conseguimos reducir la sección de cable a utilizar y podremos abaratar los costes en las instalaciones con mucha distancia.

Por contra, el inconveniente más grande que podemos encontrar con estos reguladores es su precio, que puede llegar a ser varias veces más elevado que el de los reguladores PWM. 

¿Qué regulador solar MPPT necesito?

Para calcular el regulador MPPT necesario, nos harán falta datos sobre el campo fotovoltaico, igual que para los cálculos de un regulador PWM, así como también necesitamos datos de las baterías:

  1. Del campo fotovoltaico tenemos que saber el número total de paneles, su potencia (W) y su tensión (v) de cada uno. Recordar que siempre que se conecten paneles solares, ya sea en serie, paralelo o una combinación de ambas, estos deberán de tener las mismas características de tensión y potencia.
  2. De las baterías solo necesitaremos saber el voltaje (tensión).

Para empezar con los cálculos, nos fijaremos en las conexiones entre los paneles solares de nuestra instalación. En las conexiones en paralelo, sumaremos potencias (W) y en las conexiones en serie sumaremos tensión (v).

Primero sumaremos las potencias (W) de los paneles  y a ese resultado lo dividiremos por el voltaje de la batería o baterías. Esto nos dirá los amperios que deberá tener nuestro regulador. 

En los reguladores MPPT no es tan necesario hacer un sobredimensionamiento  ya que son capaces de ajustar la potencia de la instalación, aun así, no está de más redondear al alza el resultado obtenido en los cálculos para no quedarnos cortos.  

Por ejemplo:

Si tenemos 6 paneles de 24v y 150W con unas baterías de 24v


Potencia campo fotovoltaico = 6 x 150 = 900Wp

                

900/24 = 37.5A

                                             

            En este caso, escogeríamos un regulador de 40A 

En el segundo paso, sumaremos las tensiones (v) de los paneles o grupos de paneles conectados en serie. El voltaje resultante será el máximo que soportará nuestro regulador. En este caso es muy importante, no sobrepasar nunca esa tensión máxima.

En este caso, solo será necesario un sobredimensionamiento si tenemos pensado hacer algún tipo de ampliación de paneles fotovoltaicos en un futuro, pero de entrada solo con no sobrepasar el voltaje máximo del campo fotovoltaico será suficiente.

Encuentra análisis de los mejores reguladores de carga MPPT aquí debajo:

Dónde comprar un regulador de tensión solar MPPT

Puedes adquirir un regulador solar MPPT con total comodidad desde casa en Amazon, vía online. Allí, encontrarás una amplia gama de reguladores MPPT y con la mejor relación calidad/precio.

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