Tipos de controladores de carga solar, características y aplicaciones

Un controlador de carga solar es básicamente un controlador de voltaje o corriente para cargar la batería y evitar que las celdas eléctricas se sobrecarguen. Dirige el voltaje y la corriente de los paneles solares a la celda de energía. Por lo general, las placas/paneles de 12 V tienen una salida de entre 16 y 20 V, por lo que si no hay regulación, las celdas de energía se dañarán por sobrecarga. En general, los dispositivos de almacenamiento eléctrico requieren alrededor de 14-14,5 V para cargarse por completo. Los controladores de carga solar vienen en todas las características, todos los costos y todos los tamaños. La gama de controladores de carga va desde 4,5 A y hasta 60 a 80 A.

Tipos de controlador de cargador solar:

Hay tres tipos diferentes de controladores de carga solar, estos son:

1. Controles simples de 1 o 2 etapas
2. PWM (modulación de ancho de pulso)
3. Seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT)

Comandos simples 1 o 2: Tiene transistores de derivación para controlar el voltaje en una o dos etapas. Este controlador simplemente corta el panel solar cuando se alcanza un cierto voltaje. Su principal combustible real para mantener una reputación tan notoria es su calidad inquebrantable: tienen tan pocos segmentos que hay muy poco que romper.

PWM (modulación de ancho de pulso): Este es el controlador de carga de tipo tradicional, por ejemplo, ántrax, cielo azul, etc. Estos son básicamente el estándar de la industria ahora.

Seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT): El controlador de carga solar MPPT es la estrella centelleante de los sistemas solares actuales. Estos controladores realmente identifican el mejor voltaje y amperaje de operación de la exposición del panel solar y lo comparan con el banco de celdas de energía. El resultado es entre un 10 % y un 30 % más de energía de su clúster orientado al sol en comparación con un controlador PWM. Esto generalmente vale la pena especular para cualquier sistema eléctrico solar de más de 200 vatios.

Características del controlador de carga solar:

• Protege la batería (12V) de sobrecarga
• Reduce el mantenimiento del sistema y aumenta la duración de la batería
• Indicación de carga automática
• La confiabilidad es alta
• Corriente de carga de 10 amperios a 40 amperios
• Supervisa el flujo de corriente inversa

La función del controlador de carga solar:

El controlador de carga más esencial básicamente controla el voltaje del dispositivo y abre el circuito, interrumpiendo la carga, cuando el voltaje de la batería alcanza un cierto nivel. Cada vez más controladores de carga usaban un relé mecánico para abrir o cerrar el circuito, detener o iniciar la alimentación de los dispositivos de almacenamiento eléctrico.

Generalmente, los sistemas de energía solar usan baterías de 12V. Los paneles solares pueden transportar mucho más voltaje del necesario para cargar la batería. El voltaje de carga se puede mantener al mejor nivel mientras se reduce el tiempo requerido para cargar completamente los dispositivos de almacenamiento eléctrico. Esto permite que los sistemas solares funcionen de manera óptima en todo momento. Al ejecutar un voltaje más alto en los cables desde los paneles solares hasta el controlador de carga, la disipación de energía en los cables se reduce fundamentalmente.

Los controladores de carga solar también pueden controlar el flujo de energía inversa. Los controladores de carga pueden distinguir cuando no llega energía de los paneles solares y abrir el circuito que separa los paneles solares de los dispositivos de la batería y detener el flujo de corriente inversa.

Aplicaciones:

En los últimos días, el proceso de generación de electricidad a partir de la luz solar ha ganado más popularidad que otras fuentes alternativas, y los paneles fotovoltaicos son absolutamente libres de contaminación y no requieren un alto mantenimiento. Estos son algunos ejemplos del uso de la energía solar.

• Las farolas utilizan células fotovoltaicas para convertir la luz solar en carga eléctrica de CC. Este sistema usa un controlador de carga solar para almacenar corriente continua en las baterías y lo usa en muchas áreas.
• Los sistemas domésticos utilizan un módulo fotovoltaico para aplicaciones domésticas.
• Un sistema híbrido solar utiliza múltiples fuentes de energía para proporcionar energía de respaldo de tiempo completo a otras fuentes.

Ejemplo de controlador de carga solar:

En el siguiente ejemplo, se usa un panel solar para cargar una batería. Se utiliza un conjunto de amplificadores operacionales para monitorear continuamente el voltaje del panel y la corriente de carga. Si la batería está completamente cargada, se proporcionará una indicación mediante un LED verde. Para indicar una condición de carga insuficiente, sobrecarga y descarga profunda, se utiliza una matriz de LED. El controlador de carga solar utiliza un MOSFET como interruptor semiconductor de potencia para proporcionar una descarga de corte en condiciones bajas o de sobrecarga. La energía solar se deriva mediante un transistor a una carga ficticia cuando la batería está completamente cargada. Esto protegerá la batería de una sobrecarga.

Esta unidad cumple 4 funciones principales:

• Carga la batería.
• Da una indicación cuando la batería está completamente cargada.
• Supervisa el voltaje de la batería y, cuando está bajo, corta la alimentación al interruptor de carga para eliminar la conexión de carga.
• En caso de sobrecarga, el interruptor de carga está en estado apagado, lo que garantiza que la carga se desconecte del suministro de la batería.

Un panel solar es una colección de células solares. El panel solar convierte la energía solar en energía eléctrica. El panel solar utiliza un material óhmico para las interconexiones y los terminales externos. Por lo tanto, los electrones creados en el material de tipo n pasan a través del electrodo al cable conectado a la batería. A través de la batería, los electrones llegan al material tipo p. Aquí los electrones se combinan con los huecos. Cuando el panel solar está conectado a la batería, se comporta como otra batería y los dos sistemas están en serie, como dos baterías conectadas en serie. El panel solar constaba totalmente de cuatro etapas de proceso de sobrecarga, bajo carga, batería baja y estado de descarga profunda. La salida del panel solar se conecta al interruptor y desde allí se envía la salida a la batería. Y la configuración desde allí va al interruptor de carga y finalmente a la carga de salida. Este sistema consta de 4 partes diferentes de indicación y detección de sobretensión, detección de sobrecarga, indicación de sobrecarga, indicación y detección de batería baja. En caso de sobrecarga, la energía del panel solar se desvía a través de un diodo al interruptor MOSFET. En caso de baja carga, se corta el suministro de energía al interruptor MOSFET para ponerlo en estado de apagado y así cortar el suministro de energía a la carga.

La energía solar es la fuente de energía renovable más limpia y disponible. La tecnología moderna puede aprovechar esta energía para una variedad de usos, incluida la generación de energía, la iluminación y el calentamiento de agua para aplicaciones domésticas, comerciales o industriales.

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