Escolhendo um controlador de carga solar: principais fatores e tipos explicados

Em sistemas ligados à rede, os controladores de carregamento não são necessários, uma vez que o inversor envia automaticamente o excesso de energia para a rede. O custo de um controlador de carregamento solar pode variar de cerca de US$ 20 a US$ 500, mas lembre-se de que um sistema fora da rede tem um custo total geral mais alto do que um sistema conectado à rede. Você será informado se precisa de um pelas melhores empresas de energia solar e tudo será configurado corretamente.

Não há nenhum dispositivo controlando o processo de carregamento se você conectar uma bateria diretamente aos painéis solares. Nesse caso, sua bateria provavelmente será danificada por tensão e corrente excessivas. Os controladores de carga solar e reguladores solares atendem a três propósitos principais:

Os controladores de carga são basicamente carregadores de bateria inteligentes. Eles são importantes ao carregar uma bateria usando painéis solares. Sua tensão e saída de corrente variam dependendo da quantidade de luz solar.

 

• Desligar a bateria quando esta atinge uma tensão excessivamente baixa
• Evitar a corrente reversa da bateria para os painéis solares quando eles não estão gerando energia
• Diminuindo a tensão de carga quando a temperatura da bateria aumenta

 

Quando preciso de um controlador de carga solar?

  O processo de carregamento não pode ser controlado se o seu sistema de painel solar não incluir baterias.

Num sistema de bateria solar, o inversor funciona como um controlador de carga. Assim que a bateria estiver totalmente carregada, o excesso de energia pode ser enviado para a rede.

Dependendo do tipo de inversor, um sistema de energia solar com banco de baterias pode ser configurado de forma diferente. Você pode usar um inversor híbrido, que se conecta a painéis solares e baterias simultaneamente, ou pode ter um inversor solar e um inversor de bateria separados. O inversor possui uma função de controlador de carga integrada, portanto, não é necessário um carregador separado em nenhum dos casos.

Existem dois tipos principais de controladores de carga solar: controladores de modulação por largura de pulso (PWM) e controladores de rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT).

Os controladores de carga solar com PWM são mais simples, mais acessíveis, mas menos eficientes. O controlador pode fornecer pequenas quantidades de energia para manter a bateria carregada, fornecendo pequenas quantidades de energia quando a bateria atinge 100% de carga. Quando a bateria atingir 100% de carga, o controlador poderá reduzir gradualmente sua saída de corrente.
Por exemplo, se você deseja carregar uma bateria de 12 V com um controlador de carregamento PWM, você precisa de módulos fotovoltaicos com capacidade de 12 volts.
Um controlador de carga solar PWM normalmente custa de US$ 15 a US$ 125, dependendo da potência e amperagem nominais.Controladores PWMtêm uma eficiência típica inferior a 80%.

UmControlador de carga solar MPPT, também conhecido como conversor CC-CC inteligente, pode combinar um sistema de bateria com painéis solares de tensão mais alta.
Para maximizar a energia gerada pelos seus painéis solares, você precisa de um controlador de carga MPPT.
Ao mesmo tempo, o controlador mantém uma tensão de carga adequada para o sistema de bateria.
De acordo com EnergySage, você pode esperar pagar entre US$ 28 e US$ 324 por um controlador de carga solar MPPT. Porém, os melhores controladores MPPT podem atingir um nível de eficiência superior a 95% dependendo do modelo.
Vou dar um exemplo de painel solar que opera a 36 volts e 10 amperes, o que equivale a 360 watts de potência. A saída desta potência de um controlador de carregamento PWM não pode ser usada para carregar uma bateria de 12V. Como resultado do controlador de carregamento MPPT, é possível diminuir a tensão para 12V e aumentar a corrente para 40 amperes, o que possibilita carregar a bateria.

Você precisa revisar cuidadosamente as especificações técnicas do seu controlador de carregamento solar antes de fazer sua compra. Se houver uma incompatibilidade entre o controlador de carregamento e o painel solar e a bateria, você não conseguirá operar o sistema e poderá até causar danos aos componentes.

O controlador de carregamento que você usa deve ser compatível com a tensão de saída fornecida pelos painéis solares e a tensão de entrada exigida pela bateria. Essas tensões são equivalentes quando você usa um controlador PWM, mas a tensão do painel solar pode ser maior quando você usa um controlador MPPT.

Também deve haver compatibilidade de corrente entre os componentes de qualquer sistema elétrico. Se o seu sistema de bateria tiver uma corrente máxima de 30 amperes, o controlador de carregamento não deve exceder essa corrente e o seu painel solar deve ser capaz de suportar a corrente máxima. Você não deve usar um controlador de carregamento de 40 A se o seu sistema de bateria tiver uma corrente máxima de 30 A.

Controle de carga de desvio

Uma carga de desvio é frequentemente usada com controladores de carga para sistemas de energia renovável, como painéis solares e turbinas eólicas, para descarregar o excesso de energia quando as baterias estiverem totalmente carregadas.

Se você procura um controlador de carregamento que possa exibir suas condições de funcionamento, deve procurar um que inclua um display LCD ou um módulo Bluetooth que permita o monitoramento via smartphone.

Compensação de temperatura

As baterias podem ser danificadas por altas temperaturas, mas os melhores controladores de carga estão equipados com um recurso de compensação de temperatura que reduz a tensão de carga conforme necessário para evitar o superaquecimento.

Eficiência

Para determinar quanta energia solar é convertida em carga da bateria, a eficiência do seu controlador de carregamento é uma métrica importante. Os controladores de carga PWM são geralmente menos eficientes que os controladores de carga MPPT, mas também são mais baratos. Os controladores de carregamento MPPT podem atingir uma eficiência de carregamento superior a 95%, mas são mais caros.

Custo
Um controlador de carregamento solar é um dos componentes mais baratos de um sistema solar fora da rede. Não é muito caro por si só. Um bom controlador MPPT pode custar apenas algumas centenas de dólares. Um sistema fora da rede, no entanto, normalmente custa muito mais do que um sistema conectado à rede, possivelmente dezenas de milhares de dólares.