Cómo elegir el controlador de carga solar adecuado

2023.09.06

Para garantizar la longevidad y eficiencia de su sistema fotovoltaico (PV) basado en baterías, debe seleccionar un controlador de carga eficiente. Si maximiza la energía proveniente de sus paneles solares, podrá compensar su dependencia de la red eléctrica u otra fuente de energía. Además, evitará costes de sustitución innecesarios e imprevistos protegiendo su banco de baterías. El controlador de carga solar es un elemento en el que vale la pena investigar e invertir al diseñar su sistema. Debe elegir una opción que sea escalable y adecuada para sus necesidades de energía, además de asegurarse de que los módulos solares que elija instalar tengan suficiente capacidad de almacenamiento de batería.Energía Solar Heliospuede ayudarlo a optimizar su sistema actual, instalar sus paneles solares y elegir el equipo adecuado adaptado a sus necesidades.
Hay muchos tipos diferentes de controladores de carga solar, pero los más comunes son los controladores para sistemas de 12, 24 y 48 voltios. El amperaje nominal suele oscilar entre 1 amperio y 80 amperios, y el voltaje oscila entre 6 y 600 voltios.
Si utiliza dos cadenas paralelas de módulos en su sistema de 48 voltios, puede producir 16,1 amperios a 48 voltios si un módulo produce 8,05 amperios. Es bastante común que los niveles actuales aumenten debido a reflejos de luz o nubes a intervalos irregulares. Por lo tanto, aumentamos el amperaje del controlador de carga en un 25 %, reduciéndolo a 20,13 amperios como mínimo. Después de migrar a nuestro catálogo, encontramos unControlador de carga solar 30a mpptque coincide muy de cerca. No sería un problema actualizar a un controlador más grande, aparte del costo. También le permitiría actualizar su sistema más adelante si sus demandas de carga cambian o si descubre que necesita más energía.

Alguna vez se supuso que su conjunto de paneles solares y su batería tendrían el mismo voltaje nominal, y que también seleccionaría el mismo voltaje para su controlador de carga. Debido a la amplia disponibilidad de tecnología de carga más eficiente, conocida como seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT), muchos modelos de controladores de carga ahora son compatibles con esta escuela de pensamiento. Por diseño, los controladores de carga MPPT convierten el voltaje más alto del conjunto de paneles solares en el voltaje más bajo de su banco de baterías. Este es uno de los beneficios clave de esta tecnología.
El controlador de carga MPPT también le ayuda a ahorrar algo de dinero en costes de cableado. Puede utilizar cableado de menor calibre en el controlador de carga cuando tenga un conjunto de módulos solares con alto voltaje. Como los módulos solares pueden estar a hasta 100 pies de distancia de un controlador de carga (¡o más!), suele ser un objetivo importante del proyecto mantener los costos de cableado al mínimo. Si duplica el voltaje (por ejemplo, de 12 a 24 o 48 voltios), la corriente que fluye a través de los cables se reducirá a la mitad cada vez, por lo que utilizará mucho menos cobre.

Ejemplo de dimensionamiento de un controlador de carga MPPT

Como ejemplo, su conjunto de paneles solares podría tener 3000 vatios con un banco de baterías de 48 voltios CC y funcionar a 93,3 voltios CC. Los controladores de carga MPPT se clasifican según la cantidad de corriente de salida que pueden manejar, no la cantidad de corriente de entrada que pueden manejar desde los paneles solares. Para calcular la corriente de salida que tendrá que manejar el controlador de carga utilizamos la siguiente fórmula:

Potencia = Voltios x Amperios

Aquí sabemos que la potencia es de 3000 vatios, el banco de baterías es de 48 voltios, entonces:

3000 vatios = 48 voltios x amperios

lo que nos da:

Amperios = 3000 vatios/48 voltios

Amperios = 62,5 A

Para tener en cuenta cualquier condición especial que pueda causar que un conjunto de módulos solares produzca más energía de la que normalmente tiene (como la luz solar reflejada en la nieve, el agua, condiciones excepcionalmente brillantes, etc.), todavía queremos ajustar este valor en 25 %. 62,5A multiplicado por 25% ahora es 78,13A. Probablemente elegiríamos un controlador de carga MPPT de 80 amperios, como el FlexMax 80 de Outback Power, en este caso.
Otro beneficio de los controladores de carga MPPT
Con los controladores de carga MPPT, también puede usarlos con módulos solares cuyos voltajes no coincidan con el voltaje típico de su sistema (por ejemplo, 12, 24 o 48 V), ya que pueden manejar un voltaje de entrada más alto del conjunto de módulos solares que el voltaje del banco de baterías. Con un controlador de carga MPPT, puede cargar eficientemente un módulo solar con un voltaje nominal de 31,1 voltios y un banco de baterías con un voltaje de 48 voltios.
Debe tener en cuenta que los controladores de carga MPPT tienen un voltaje de sistema máximo que pueden manejar desde los módulos solares. Para evitar daños al controlador, debe asegurarse de que el voltaje del conjunto del módulo solar no exceda este límite. Si el voltaje del circuito abierto del conjunto de módulos solares excede este valor, debe tomar medidas para corregirlo. Un margen de error del 25% será suficiente para cubrir la posibilidad de que el voltaje de una matriz realmente aumente a medida que se enfría. Si te das un margen de error del 20%, todo estará bien.

He aquí un ejemplo:
Para un voltaje nominal de 93,3 voltios, utilizaremos 12 módulos solares SolarWorld de 250 vatios con cuatro cadenas paralelas de tres en serie y un banco de baterías de 48 voltios. Schneider Conext MPPT 60 150 se utilizará como controlador de carga. En la página de especificaciones del módulo encontramos que cada módulo tiene un voltaje de circuito abierto de 37,8 V. La matriz tiene tres veces ese voltaje porque hay tres módulos en serie. Por lo tanto, el voltaje del circuito abierto del conjunto es 113,4 V x 3 = 37,8 V. Usando un factor de seguridad del 25%, obtenemos 141,75V. El Conext MPPT 60 150 tiene un voltaje de funcionamiento máximo de 150 voltios, así que ¡está listo!