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¿Cómo funcionan los reguladores de carga solares PWM y MPPT?

Funcionamiento_regulador_solarEn toda instalación fotovoltaica aislada existen dos tipos de reguladores de carga solares: los reguladores PWM y los reguladores MPPT. Ambos se encargan de lo mismo, controlar el flujo de energía entre el campo fotovoltaico y las baterías [como se comentó en este otro post], pero difieren en la tensión de funcionamiento y por tanto en las aplicaciones en las que deben ser usados, como veremos más adelante.

¿Cómo funciona un regulador PWM?

Un regulador PWM (Modulación por anchura de pulsos) sólo dispone en su interior de un Diodo, por tanto los paneles solares funcionan a la misma tensión que las baterías solares. La energía a un lado y al otro del regulador es la misma, con los valores de tensión y corriente iguales también.
Esto hace que los módulos no trabajen en su punto de máxima potencia, sino en el que impone la batería según su estado de carga, produciendo una pérdida de potencia, que puede llegar hasta el 25-30%.

El regulador PWM es capaz de llenar por completo la batería gracias a que introduce la carga de forma gradual, a pulsos de tensión, en la fase de flotación, fase de llenado último de la batería. Así, la corriente se va introduciendo poco a poco hasta que la batería se llena de manera óptima y estable.

¿Cómo funciona un regulador MPPT?

Un regulador MPPT o maximizador solar dispone, además del diodo de protección, de un convertidor de tensión CC-CC  y de un seguidor del punto de máxima potencia. Esto le permite dos cosas:

  • El convertidor de tensión CC-CC (de alta tensión en el campo fotovoltaico a baja tensión en las baterías) permite trabajar a tensiones diferentes en el campo fotovoltaico y en las baterías.
  • El seguidor del punto de máxima potencia (MPPT por sus siglas en inglés) adapta la tensión de funcionamiento en el campo fotovoltaico a la que proporcione la máxima potencia.

Por tanto, en un regulador MPPT la energía que entra y sale del regulador es la misma, al igual que en los reguladores PWM, pero la tensión y la corriente son diferentes a un lado y a otro. Con ello se consigue aumentar la tensión del panel solar y aumentar la producción solar en hasta un 30% respecto a los reguladores solares PWM, aunque también son más caros los reguladores solares MPPT.

Al poder trabajar a tensiones más elevadas en el campo fotovoltaico, se reducen las pérdidas energéticas ocasionadas con bajas tensiones (como las pérdidas son proporcionales a la corriente, a menor corriente, menores pérdidas), haciendo que los reguladores MPPT sean especialmente indicados para potencias fotovoltaicas elevadas, dónde se busque generar el máximo de energía.

En  resumen, ambos reguladores, por su forma de trabajar, funcionan con paneles solares diferentes y sirven para instalaciones diferentes.

En cuanto a cuál elegir, en instalaciones ya existentes, el panel solar instalado va a determinar el regulador a utilizar. Mientras que, en nuevas instalaciones aisladas, el regulador solar se puede elegir libremente en función de los objetivos de la instalación. [en breve publicaremos un post sobre cómo elegir].

No dudes en contactarnos para ayudarte a elegir.

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Acerca de Noe Carpio

Estudié Ingeniería Industrial para conocer las tecnologías del sistema productivo actual que mueven el crecimiento. Y descubrí los impactos que se ocasionan sobre la biosfera así como los límites biofísicos. Ahora en Monsolar, veo la oportunidad de contribuir a un mundo de las personas más próspero y sostenible.

20 Comentarios

  1. Edgardo Rodriguez

    Hola tengo un problema, tengo un mppt solar Charle controlar y le tengo 4 placas 2 de 150 y 2 de 160 w y un inverter de 4k. Al principio me cargo de maravilla pero hace 3 días que no me carga el inverter y en la pantalla del moto me sale una media luna y no quiere funcionar. Y hace un buen sol pero ni así carga.

    • Jorge Insa

      No te carga el inversor o el regulador MPPT? Los inversores no cargan desde las placas solares.
      Revisa el estado de las baterías ya que normalmente suelen ser el problema cuando solía funcionar bien y deja de funcionar.
      Errores más comunes en instalaciones solares

  2. Carlos

    Una consulta tengo un regulador mppt de 80 amp. Tiene una entra de 14,6 v de los panel y una salida de 12, 6 a batería esta bien o debería ser mayor el voltaje de salida a baterías ya que no logro elevar la carga más allá del 57 %….
    Tengo 6 baterías de 190 amper y 3 panel de 305 watts todo configurado a 12 vol.
    Espero me puedas orientar un poco saludos

    • Jorge Insa

      1) Donde ves que la carga es 57%?
      Si estás cargando las baterías mediante un regulador y descargándolas mediante un inversor. No hay ningún equipo que pueda decirte el porcentaje de carga real de la batería. Ya que no hay ningún equipo que pueda medir la corriente que entra y la que sale de la batería para realizar el cálculo.
      Es mejor en este caso que te fijes en las tensiones de batería.
      Absorción: 14,4V (para baterías de plomo-ácido)
      Flotación: 13,5V
      Si estás mirando los 57% en el regulador no te puedes fiar. Si las tensiones de arriba se cumplen, el sistema va bien.

      2) A la entrada del regulador MPPT deberías ver la tensión Vmp de los paneles solares
      Y a la salida que va a la batería deberías ver la tensión de la batería (recuerda que va desde los 12V hasta los 14,4V dependiendo en la fase que esté)
      Cuando la batería está cargada el regulador MPPT varía la tensión de los paneles para que produzcan muy poco y mantener una pequeña corriente de carga en la fase de flotación.
      Puede que estés midiendo esos 14,6V durante la fase de flotación.

      3) Con los reguladores MPPT es mejor trabajar a la máxima tensión posible en el campo Fotovoltaico.
      Consulta en las especificaciones técnicas del regulador MPPT la Máxima tensión admisible en el campo Fotovoltaico. (normalmente 100V o 150V)
      Consulta las especificaciones técnicas de los paneles solares para conocer los valores de Voc y Vmp. Con 305W seguramente tienes Voc: 46V y Vmp: 37V
      Si ponemos los 3 paneles en serie Voc: 138V y Vmp: 111V
      Por lo que supondría que la Voc prodría quedarse muy cerca de los 150V máximos… No te lo recomendaría en caso que vivas en una zona donde puedan haber temperaturas ambientes muy frías.

      Aquí tienes como configurar los reguladores MPPT

  3. Manuel

    Hola,
    Esto aplica con paneles conectados a la red? Osea, no utilizare baterias.

    • Jorge Insa

      Los inversores de autoconsumo incorporan seguidores del punto de máxima potencia (MPPT), el funcionamiento de maximización de producción es el mismo. Pero no modifica la tensión para cargar baterías como lo hacen los reguladores MPPT.

  4. Ángel M Cosme nieves

    yo tengo 4 placas solares de 260 y 4 placas solares de 25 cada una. 4 baterías de 140 amperes y un inversor de 3000 watt de cuanto sería el regulador de carga.

    • Jorge Insa

      las placas de 260W son de 60 células y necesitan reguladores solares MPPT.
      Las placas de 25W son muy pequeñas y teniendo las otras no merece la pena ni conectarlas.
      Calcular el regulador solar MPPT necesario
      Entiendo que tu inversor es a 24V y que las baterías de 140Ah son de 12V
      Por lo tanto estás obligada a conectar 2 cadenas en paralelo de 2 baterías es serie. Para un futuro, cuando sustituyas las baterías intenta no conectar baterías en paralelo.
      No conectar baterías en paralelo
      4 x 260W = 1040W
      Tensión de batería = 24V
      Mppt = 1040W / 24V = 43A. El regulador MPPT podría ser de 40A (justito) o elegir uno de 50A o 60A
      Configuración de las placas solares 2 cadenas paralelo de 2 paneles serie cada una.
      Saludos

  5. alan barrera

    Buena noche, voy a echara andar uns sistema solar de 12kw trifasico con tres inversores de la marca MUST, tengo 42 paneles solares de 300w, y tengo las siguientes dudas:

    1.- voy a conectar 18 baterias de ciclo profundo de 6v 420ah, 9 en serie para generar 54vdc y las otras 9 en paralelo para aumentar la corriente, esto es correcto?? o que propone??? en teoria seria un banco de baterias de 54vdc con 840ah???

    2.- Como cargador solar utilizare un Flexmax 80 de outback, que es de 80 amperes, me es suficiente este controlador?? o requiero otro??

  6. Fernando Mejía

    Buena información, una consulta, tengo un arreglo de baterías de 1100Ah y 48V por fase (conectado a un inversor por fase). Asimismo tengo paneles de 300Wp con vmp 30.2 y Imp de 7.52 (En NOCT). Según mis cálculos para suministrar a mi carga la energía necesaria los paneles necesarios de este tipo me resultan 134. Sin embargo, para cargar mis arreglos de baterías necesito al menos 200A, ya que mi arreglo de baterías consta de 5 filas en paralelo de 4 baterías en serie de 12V/220Ah cada una. De esta manera por cada fila estaría circulando 40A para cargar a las baterías. Pensaba colocar 2 cargadores con salida de 100A de salida nominal por fase. Además como tengo 134 paneles, lo redondeé a 135 para tener 45 paneles por fase, pero como los puedo arreglar de tal manera que me de la máxima corriente posible. Inicialmente pense en aumentar el número de paneles a 52 por fase, de esta manera por circuito controlador de carga tengo 26 paneles con Vmp total de 60.4V y Imp total de 97.76A.
    ¿Que me recomienda? ¿Esta decisión es correcta?¿Debería buscar un cargador de 200A con entrada de 60V?
    Saludos

    • Jorge Insa

      Hola Fernando,
      Tienes 135 paneles de 300Wp que son 40.500Wp. ¿Realmente necesitas tanta potencia?, ¿Cual es el consumo estimado?
      20 baterías de 12V y 220Ah configurado a 48V que son 1100Ah a 48V. Sería mejor no conectar baterías en paralelo. Si ya tienes las baterías no puedes hacer nada. Pero para el futuro cuando las cambies es mejor poner baterías estacionarias, 24 elementos de 2V conectados en serie con 1100Ah: https://www.monsolar.com/bateria-estacionaria-hoppecke-8-opzs-800-12v-1200ah-en-c100.html. De esta forma todos no hay conexiones en paralelo.
      3 inversores de aislada conectados en paralelo para tener una salida trifásica. Entiendo que los 3 conectados a la misma batería. Me falta saber que inversores son.
      ¿Que reguladores solares tienes?
      ¿Cuando hablas de cargador te refieres a cargador de alterna 220V a continua 48V o te refieres al regulador de carga?
      ¿Hablamos de una instalación aislada o de conexión a red?
      ¿Para 40.500Wp quieres poner reguladores solares? eso serían por lo menos 10 reguladores solares de 80A cada uno.
      Con tanta potencia es mejor realizar una instalación AC-coupling con 3 inversores de conexión a red con reguladores MPPT donde se puede poner 15Kw por cada inversor. Y 3 inversores de baterías.
      Espero tus respuestas. Saludos

  7. angelo Contreras

    Felicitaciones amigo muy buena la pagina, desde Chile Coquimbo saludos.

    • Jorge Insa

      Gracias amigo!

  8. jose antonio

    Hola. Si yo dispongo de dos placas solares policristalinas de 24v y 140w cada una y las conecto en paralelo, es decir sigo manteniendo 24v y la batería de 12v, qué regulador necesitaría, me valdría con un PWM o necesitaría un MPPT. MUCHAS GRACIAS

    • Raül Carbonell

      Hola Jose Antonio,
      Las placas solares de 24V y 140W que dices que Vmp tienen? y que Imp?. *Me parece muy poca potencia 140W para una placa solar de 24V…
      Si tienen un Vmp: 37 voltios como tienen las placas solares de 24v y 72 células. Si las conectas con un regulador solar PWM a las baterías de 12v harías que las placas funcionaran a unos 12V aproximadamente cuando el punto de máxima potencia de funcionamiento de las placas es cercano a 37V. Por lo que el rendimiento de las placas bajaría muchísimo.
      Es conveniente utilizar un regulador solar MPPT.
      Saludos

  9. Toni Mas

    Hola,me gustaría saber porqué algunos reguladores solares PWM,no controlan el nivel descarga de las baterías,
    ya que no llevan salida al inversor de corriente puesto que la toma directamente de la misma, haber si me podéis contestar,
    gracias por adelantado.

    • ivan camilo

      Para medir el estado de carga de una batería de manera precisa se requiere de medir el nivel actual del electrolito de la misma, esa manera es engorrosa y costosa de hacer. Para conocer el nivel se realiza una medida indirecta mediante la tensión y temperatura de la batería, muchos PWM no cuentan con sensores de temperatura así que el control de carga sólo lo hacen con la tensión en los bornes de la batería y esa medida no siempre es precisa para determinar el nivel de carga de la misma.

      En otro orden de ideas, los inversores cuentan con mecanismos de protección para desconectarse ante una sobredescarga de la batería. Supongo que muchos fabricantes de PWM dejan esa labor en manos del inversor.

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