Como escolher o controlador de carga solar certo

2023.09.06

Para garantir a longevidade e a eficiência do seu sistema fotovoltaico (PV) baseado em bateria, você deve selecionar um controlador de carregamento eficiente. Se você maximizar a energia proveniente de seus painéis solares, poderá compensar sua dependência da energia da rede ou de outra fonte de energia. Além disso, você evitará custos de substituição desnecessários e imprevistos, protegendo seu banco de baterias. O controlador de carregamento solar é um item que vale a pena pesquisar e investir ao projetar seu sistema. Você precisa escolher uma opção que seja escalonável e apropriada às suas necessidades de energia, além de garantir que os módulos solares que você escolher instalar tenham bastante armazenamento de bateria.Energia Solar Héliospode ajudá-lo a otimizar seu sistema atual, instalar seus painéis solares e escolher o equipamento certo, adaptado às suas necessidades.
Existem muitos tipos diferentes de controladores de carga solar, mas os mais comuns são controladores para sistemas de 12, 24 e 48 volts. A classificação de amperagem normalmente varia de 1 a 80 amperes e a tensão varia de 6 a 600 volts.
Se você usar duas sequências paralelas de módulos em seu sistema de 48 volts, poderá produzir 16,1 amperes a 48 volts se um módulo produzir 8,05 amperes. É bastante comum que os níveis de corrente aumentem devido a reflexos de luz ou nuvens em intervalos irregulares. Portanto, aumentamos a amperagem do controlador de carregamento em 25%, reduzindo-a para 20,13 amperes, no mínimo. Após migrar para nosso catálogo, encontramos umcontrolador de carga solar 30a mpptisso corresponde muito de perto. Não seria um problema atualizar para um controlador maior, além do custo. Também permitiria que você atualizasse seu sistema posteriormente, se as demandas de carga mudarem ou se você achar que precisa de mais energia.

Antigamente, presumia-se que o painel solar e a bateria teriam a mesma tensão nominal e você também selecionaria a mesma tensão para o controlador de carregamento. Devido à ampla disponibilidade de tecnologia de carregamento mais eficiente, conhecida como Maximum Power Point Tracking (MPPT), muitos modelos de controladores de carregamento são agora compatíveis com esta escola de pensamento. Por design, os controladores de carga MPPT convertem a tensão mais alta do conjunto de painéis solares na tensão mais baixa do seu banco de baterias. Este é um dos principais benefícios desta tecnologia.
O controlador de carga MPPT também ajuda você a economizar algum dinheiro em custos de fiação. Você pode usar fiação de bitola menor no controlador de carregamento quando tiver um conjunto de módulos solares com alta tensão. Como os módulos solares podem estar a até 30 metros de distância de um controlador de carga (ou mais!), geralmente é uma meta importante para o projeto manter os custos de fiação no mínimo. Se você dobrar a tensão (por exemplo, de 12 para 24 ou 48 volts), a corrente que flui através dos fios será reduzida pela metade a cada vez, portanto você usará muito menos cobre.

Exemplo de dimensionamento de um controlador de carga MPPT

Por exemplo, seu painel solar pode ter 3.000 watts com um banco de baterias de 48 volts DC e operar a 93,3 volts DC. Os controladores de carga MPPT são classificados com base na quantidade de corrente de saída que podem suportar, não na quantidade de corrente de entrada que podem suportar dos painéis solares. Para calcular a corrente de saída que o controlador de carregamento terá que suportar, usamos a seguinte fórmula:

Potência = Volts x Ampères

Aqui sabemos que a potência é de 3.000 Watts, o banco de baterias é de 48 volts, então:

3.000 Watts = 48 volts x Ampères

o que nos dá:

Ampères = 3.000 Watts/48 volts

Ampères = 62,5A

Para levar em conta quaisquer condições especiais que possam fazer com que um conjunto de módulos solares produza mais energia do que normalmente é classificado (como luz solar refletida na neve, água, condições excepcionalmente brilhantes, etc.), ainda queremos ajustar esse valor em 25 %. 62,5A multiplicado por 25% agora é 78,13A. Provavelmente escolheríamos um controlador de carga MPPT de 80 Amp, como o FlexMax 80 da Outback Power, neste caso.
Outro benefício dos controladores de carga MPPT
Com controladores de carregamento MPPT, você também pode usá-los com módulos solares cujas tensões não correspondem à tensão típica do sistema (por exemplo, 12, 24 ou 48 V), pois eles podem suportar uma tensão de entrada mais alta do conjunto de módulos solares do que a tensão do banco de baterias. Com um controlador de carregamento MPPT, você pode carregar com eficiência um módulo solar com tensão nominal de 31,1 volts e um banco de baterias com tensão de 48 volts.
Você deve ter em mente que os controladores de carregamento MPPT têm uma tensão máxima de sistema que podem suportar a partir de módulos solares. Para evitar danos ao controlador, é necessário certificar-se de que a tensão do conjunto de módulos solares não exceda esse limite. Se a tensão de circuito aberto do conjunto de módulos solares exceder esse valor, você deverá tomar medidas para corrigi-la. Uma margem de erro de 25% será suficiente para cobrir a possibilidade de que a tensão de um conjunto aumente à medida que esfria. Se você tiver uma margem de erro de 20%, ficará bem.

Aqui está um exemplo:
Para uma tensão nominal de 93,3 volts, usaremos 12 módulos solares SolarWorld de 250 Watts com quatro cadeias paralelas de três em série e um banco de baterias de 48 volts. Schneider Conext MPPT 60 150 será usado como controlador de carregamento. Encontramos na página de especificações do módulo que cada módulo possui uma tensão de circuito aberto de 37,8V. A matriz tem três vezes essa tensão porque há três módulos em série. Portanto, a tensão de circuito aberto do array é 113,4 V x 3 = 37,8 V. Usando um fator de segurança de 25%, obtemos 141,75V. O Conext MPPT 60 150 tem uma tensão operacional máxima de 150 volts, então você está pronto para começar!