¿Qué es y para que sirve un regulador de carga?

Lo que se conoce como controlador de carga o regulador de carga no es otra cosa que un dispositivo electrónico que se conecta entre los paneles fotovoltaicos de un panel solar y las baterías, esto con el fin de poder controlar el flujo de energía que terminara circulando por estas dos secciones.

Un regulador de carga se encargará en todo momento de monitorear la cantidad de carga eléctrica que genera un panel solar mediante un controlador de intensidad y voltaje. Al mismo tiempo, este tipo de dispositivo velan por el estado de carga de la batería, buscando en todo momento que este sea el más óptimo posible.

En resumidas cuentas, un regulador de carga es el encargado de regular el flujo de energía solar fotovoltaica en función de la capacidad que tenga la batería conectada a este sistema.

Características más importantes de un regulador de carga.

  • Cuentan con un regulador que pude ser configurado en función de la batería que se haya conectado para aplicar un algoritmo el cual se encargara de maximizar la vida útil del acumulador.
  • Es capaz de proteger a la batería de posible sobrecargas o sobretensiones, compensando un voltaje superior desde los paneles solares para que la batería no sufra ningún daño (en función de la carga que esta tenga).
  • Algunos reguladores (depende del fabricante) tienen la posibilidad de complementar sus tareas con pantallas externas o dispositivos de comunicación.

Funcionamiento de un regulador de carga

Como ya hemos mencionado, un regulador de carga controla la cantidad de energía que será destinada a la batería.

Digamos que regula el funcionamiento de esta, pero velando siempre porque no se sobrecargue y termine estropeándose. Todo lo relacionado con su funcionamiento puede condensarse en los siguientes puntos:

Etapa Bulk

Esta es la etapa en donde la carga eléctrica que es suministrada a la batería obtiene una intensidad muy alta para el generador eléctrico.

Esto quiere decir que el voltaje (tensión) aumenta de manera drástica, pasando a tener unos valores de 12.6 V hasta que por fin llega al primer límite de voltaje de la batería. Antes de llegar a este punto, la batería ha pasado a cargarse en aproximadamente un 90 %.

Cuando se alcanza esta etapa, la batería ha pasado a obtener unas tensiones de aproximadamente unos 14.4 V (esto, como es evidente, depende mucho del tipo de batería que se utilice) y, a pesar que la absorción de corriente pasa a tener niveles bastante bajos en muy poco tiempo, la intensidad a la cual se sigue suministrando permanece muy alta.

Etapa de Absorción

En esta etapa lo que ocurre es que la velocidad a la que se está cargando la batería empieza a disminuir poco a poco hasta el punto en que la batería se haya cargador completamente.

Por otro lado, el voltaje que se suele alcanzar en toda esta etapa se suele corresponder con el voltaje final de la fase anterior (etapa Bulk) y, evidentemente, con la capacidad máxima que pueda tener la batería. Esto es lo que se conoce como el límite de absorción.

Etapa de flotación

Ahora lo que ocurre es que la tensión (voltaje) empieza a disminuir, usualmente llega a valores de 13.5 V.

Esto mismo ocurre con la corriente que ha estado entrando, pues también empieza a disminuir en función de que tan llena se encuentra la batería, evitando de esta manera que ocurra una sobrecarga.

Si se da el caso de que unos paneles solares llegaran a generar una energía solar fotovoltaica mucho mayor de la que la batería puede ser capaz de manejar, el regulador de carga actuaria de forma que la energía no siga entrando a la batería (no se inyecte) evitando de esta manera una muy segura sobrecarga.

La energía extra se suele perder por un fenómeno conocido como “Efecto Joule” que está asociado a un aumento de la temperatura.

Tipos de reguladores de carga

Como hemos comentado con anterioridad, el regulador es quien se encarga de controlar la cantidad de energía que fluye hacia al batería y las placas solares. Para lograr esto, existen dos tipos de reguladores, el PWM y el MPPT.

Regulador de carga PWM

Este tipo de regulador hace uso de una modulación por pulsos y solo trabaja como ese elemento de corte de paso de energía entre los paneles solares y la batería en el momento en que esta se ha cargado completamente.

Para que este regulador funciona de manera correcta, debe contar con el mismo voltaje nominal que tienen tanto la batería como los paneles solares. Si ocurre el caso de necesitar más potencia de carga, lo mejor es conectar otros paneles solares y no sumar más voltaje.

Regulador de carga MPPT

Este tipo de regulador también es llamado maximizador, esto debido a que su función es aprovechar los momentos de máxima producción por parte del panel solar para lograr cargar la batería.

No solo tiene la función de cortar el paso de corriente que hacia la batería cuando esta se ha cargado completamente, también hace uso de la producción máxima del panel solar para trabajar al más alto nivel.

En el fondo lo que hace es ajustar ese voltaje extra (superior al de la batería) para ganar intensidad y poder conservar la potencia total de la producción.

Este tipo de regulador es más costoso, sin embargo, es la mejor opción para sacarle todo el provecho a los paneles solares debido a su increíble capacidad de producción. Su funcionamiento es mucho más eficaz si se aumenta el voltaje en los paneles fotovoltaicos.

La diferencia fundamental entre estos dos reguladores es que el MPPT hace uso de un controlador de punto máxima potencia y de un transformador que se encarga de convertir la corriente continua de alta tensión a una corriente (también continua) de más bajo voltaje en el momento en que se carga la batería.

Al final del día, un regulador MPPT resultara más provechoso pues es capaz de soportar la adición de mas módulos fotovoltaicos. En el caso del PWM esto es un problema por la incompatibilidad de las tensiones.

Ahora bien, si hacemos uso de unos paneles solares que trabajen a baja tensiones, la mejor opción es sin duda un regulador PWM. Así la intensidad de luz de las bombillas será perfecta.