¿Para qué sirve un regulador de carga solar?

Entender las funciones básicas de un regulador de carga solar.

Regulador solar programable LCD de 30A/12V

Un panel solar es un cargador de baterías, si se usa para una instalación aislada o autónoma de 12 ó 24 voltios. Pero al estar alimentado por una fuente de energía variable como el Sol, su comportamiento no es lo bastante estable como para ser apto por sí solo como cargador fiable y eficiente.  Para cargar una batería es muy importante que la corriente le llegue en su medida justa y con un voltaje correcto. Una batería feliz y sana es una batería correctamente cargada.  

Pero un conjunto de factores atmosféricos y físicos son las causas de una corriente y una tensión de salida variable en un panel solar, nada bueno para un proceso de carga que debería ser óptimo siguiendo las necesidades de la batería a cargar. Un regulador de carga estabiliza y optimiza estos valores para asegurar una carga sin problemas y con la máxima eficiencia. Un panel solar no ofrece directamente una corriente ni un voltaje útil, es como un diamante en bruto que hay que pulir. 

Hay que tener en cuenta, para entender de qué se trata, de que los valores eléctricos que se denominan 'nominales' en el rendimiento de un panel solar, se rigen por unos parámetros atmosféricos estandarizados a nivel internacional. Así, un módulo solar policristalino como el Kyocera KD140GH2YU  tiene una corriente nominal de 7,91 A y un voltaje nominal de 17,7 V. ¿Eso qué significa? Pues que dicha corriente y tensión la tiene con una irradiación solar teórica de 1000 vatios por metro cuadrado y una temperatura del propio panel de 25 ºC.  Es un caso de laboratorio, ideal.  

Eso también quiere decir que raramente tenemos estos valores y en realidad nuestro panel solar, sea cual sea, va a entregarnos hasta un 20% menos, porque estando a 55 ºC, cosa fácil cuando le da el Sol de lleno, ya rinde un 15% menos, sin tener en cuenta las pérdidas en el resto de la instalación. 

A lo largo del día tanto la irradiación variable como la subida y baja de la temperatura harán que tanto el voltaje como la corriente no sean estables, eso sin considerar factores como la nubosidad.   Es verdad que la corriente aumenta con el calor, pero la tensión del panel baja de tal manera que finalmente el rendimiento es menor. 

Rendimiento = vatios = voltios x amperios.  

Las fluctuaciones tanto de la irradiación solar  a lo largo del día, debido al ángulo respecto a las células solares como la presencia de nubes y brumas, así como de la temperatura de ambiente y la temperatura propia del panel solar, que se va calentando durante la jornada, hacen que la corriente y el voltaje del mismo sean incluso peligrosas para una batería, sobre todo porque el panel solar no detecta por sí mismo si la batería está vacía o llena. Tanta montaña rusa solar debe ser encauzada para ser útil. 

Así que por estos motivos un regulador o controlador de carga solar es el complemento imprescindible en nuestra instalación fotovoltaica autónoma. Ahora bien, ¿qué regulador debemos elegir y por qué? Para responder a esto, debemos primero saber qué misiones cumple un regulador de carga:

¿Qué hace un regulador de carga?

1. Ajusta la tensión de entrada a la batería procedente del panel solar a un voltaje ideal.

2. Regula la corriente de carga al punto de cortarla cuando la batería está cargada.

3. Evita que la batería se pueda descargar por la noche en el panel solar, al invertirse el voltaje (batería a 12V y panel a 0 V)

4. Muchos modelos pueden alimentar y controlar aparatos a 12 voltios, evitando la necesidad de instalar una protección de descarga. El regulador lleva integrado un sistema de control de carga, cortando los consumos cuando la batería se acerca a un voltaje crítico a la baja (10,5-11,0 V). 

En resumen, como su propio nombre indica, regula lo que en la fuente es irregular.  Lo que regula es el voltaje (V) y la corriente de carga (A) que sale de nuestro panel solar. Por lo tanto es un protector tanto de la batería como del panel solar. 

Tipos de regulador solar. 

Básicamente existen dos tipos, los llamados reguladores por modulación de amplitud de pulsos, PWM y los MPPT o de seguimiento del punto máximo de rendimiento del sistema solar. Para el 90% de los usos los reguladores PWM (Pulse Width Modulation) son más que suficientes y son mucho más económicos.  Regulan la carga en dos etapas, bajando la tensión un poco en la etapa final. Un regulador MPPT (Maximum Power Point Tracking) que cuesta entre 300 y 700 euros tiene realmente sentido cuando contamos con una instalación relativamente potente y con placas monocristalinas con seguimiento solar, ya que entonces se rentabiliza la inversión. 

Regulador de carga MPPT de 40A.

ELEGIR UN REGULADOR DE CARGA:

Para saber qué regulador nos interesa, debemos saber primero la corriente de nuestros sistema solar, es decir los amperios.  Si nuestras placas solares suman, por ejemplo, 25 A, nos conviene un regulador de al menos 30 A, para no ir al límite. La segunda pregunta es si tenemos consumos a 12V. En tal caso necesitamos un regulador con salida para dichos consumos. Nuevamente nos debemos plantear cuántos amperios de consumo vamos a conectar y así dimensionar el regulador correctamente. 

Los reguladores suelen tener casi todos este tipo de prestaciones, es decir cuentan con dos conexiones para el panel solar, dos para la batería y dos para los consumos directos a 12 o 24 V. 

Las seis entradas de un regulador de carga solar.

Algunos reguladores permiten, además, ser programados, es decir que se pueden programar diferentes puntos de corte de carga para optimizarla. Otros reguladores llevan valores de fábrica suficientes para cualquier instalación normal. Si los valores de corte (voltios) y arranque de fábrica del regulador no son los que me interesan, debo comprar uno que sea programable. Esto puede ser por el tipo de batería que tenga, ya que una batería AGM tiene un punto de corte diferente para la carga que otra de AcPb normal. 

En cuanto a la información que un regulador de carga puede ofrecer sobre la marcha del proceso de carga, los que llevan pantalla LCD muestran datos como los voltajes y la corriente, entre otros. Para una instalación sencilla basta con unos leds de color verde y rojo, que nos dicen si va todo bien o no. 

Regulador de carga con leds.