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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.

10 Comentarios

  1. 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.

  2. 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: 30 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 30V. Por lo que el rendimiento de las placas bajaría muchísimo.
      Es conveniente utilizar un regulador solar MPPT.
      Saludos

  3. angelo Contreras

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

    • Jorge Insa

      Gracias amigo!

  4. 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

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