TEMAS SELECTOS DE LA ENERGIA SOLAR QUINTA SEMANA PARTE I

CONTROLADOR O REGULADOR Un regulador solar es un dispositivo encargado de controlar constantemente el estado de carga de las baterías así como de regular la intensidad de carga con el fin de alargar la vida útil de las baterías. Controla la entrada de corriente proveniente del panel solar y evita que se produzcan sobrecargas y sobredescargas profundas en la batería.

PARTES DEL REGULADOR

TIPOS DE REGULADORES Regulador shunt o paralelo. Regulador en serie (PWM). Aunque la misión de las dos es la misma, se diferencian en la forma de trabajo, en el funcionamiento y precio. Todos los reguladores deben de disponer de amperímetro, voltímetro, alarma, sensor de temperatura, diodo de bloqueo.

REGULADOR SHUNT Este regulador esta basado en la disipación por calor de la energía sobrante. Estos reguladores resultan razonables en sistemas solares pequeños, pero con los grandes sistemas se requieren disipadores térmicos de grandes proporciones, produciendo unos costes muy elevados y perdida de energía considerable. Este sistema provoca calentamiento del mismo regulador, lo que provoca desgaste y pérdidas y, por tanto, los reguladores de este tipo tienen limitado la corriente de trabajo a pocos amperios y, por tanto, serán válidos para instalaciones fotovoltaicas pequeñas.

REGULADOR SERIE En este aparato la regulación se efectúa por medio de un sistema de desconexión automática de los módulos fotovoltaicos. Este tipo de reguladores se conectan en serie entre los paneles y la batería y, como no disipan calor, pueden ser más bien pequeños y pueden ir montados en lugares cerrados si fuera necesario. Otros modelos de reguladores de este mismo tipo, usados ​​en grandes instalaciones, desvían la corriente de los paneles en otros circuitos cuando las baterías están cargadas para utilizar esta energía para otros usos.

REGULADOR SERIE Este tipo de reguladores disponen de dos interruptores, uno de generación y otro de consumo. El interruptor de generación actúa desconectando el generador fotovoltaico de la batería cuando ésta alcanza un valor a partir del cual entraría en sobrecarga. Los voltajes característicos de este tipo de regulación son: Voltaje umbral de sobrecarga Vsc, que es la tensión máxima que el regulador permite alcanzar a la batería. Voltaje de rearme de carga Vrc, que es el valor de la tensión del acumulador que permite reconectar el generador para volver a cargarlo.

REGULADOR SERIE El interruptor de consumo colocado entre la batería y el consumo como se puede ver en la figura posterior, corta el suministro de energía cuando el voltaje de la batería llega a un umbral mínimo. Los voltajes característicos son: Voltaje umbral de sobredescarga Vsd, es el valor mínimo permitido al voltaje de la batería antes de desconectar el consumo. Voltaje de rearme para la descarga Vrd, que es el valor del voltaje que reconecta el consumo al acumulador.

CURVA DE REGULACION La carga rápida inicial es, de hecho, una sobrecarga controlada. Sin embargo, para que la carga resulte completa y eficiente, debería permitirse el paso de corriente durante un cierto tiempo (manteniendo la tensión constante). Esto supone la aparición de otra etapa, entre la carga rápida inicial y la de flotación, llamada de absorción.

REGULADOR DE CARGA MPPT Regulador de carga con seguimiento de máxima potencia. Con los reguladores MPPT se saca generalmente más rendimiento a los módulos fotovoltaicos, y permite la utilización de paneles que no se pueden emplear con los reguladores PWM (debido a cuestiones de compatibilidad de la tensión del panel y la batería). También presenta otras ventajas como la posibilidad de añadir paneles en serie con un voltaje total superior al del banco de baterías, gracias a ello también evitamos en gran medida las típicas pérdidas por ir a bajo voltaje y mucha intensidad en corriente continua. Como inconvenientes encontramos que los reguladores MPPT son más caros, a veces incluso doblan con facilidad el precio de los PWM a igualdad de potencia, también son bastante más grandes.

CURVA I – V Y P La superficie del rectángulo azul es proporcional a la del producto Pm = Vm x Im

CURVA I – V Y P El regulador de carga MPPT Con su microprocesador y un sofisticado software, el regulador MPPT detectará el Punto de Máxima Potencia Pm y, en nuestro ejemplo, ajustará el voltaje de salida del panel solar en Vm = 18 V y sacará Im = 5,56 A del panel. ¿Qué pasa después? El regulador de carga MPPT es un regulador DC/DC que puede transformar la potencia de una tensión superior a potencia de voltaje menor. La cantidad de potencia no cambia

CURVA I – V Y P El regulador de carga PWM Un regulador PWM no es un convertidor de DC a DC. El regulador PWM es un interruptor que conecta el panel solar a la batería. La tensión aumentará lentamente con el aumento de estado de carga de la batería. Cuando se alcanza la tensión de absorción, el regulador PWM empezará a desconectar y volver a conectar el panel para prevenir una sobrecarga (de ahí el nombre: regulador “Pulse Width Modulated”).

EJEMPLOS PARA EXPOSICION – ENERGIA SOLAR TERMICA INTERCAMBIADOR DE CALOR SISTEMA DE SUELO RADIANTE ODEILLO SOLAR HEATED HOUSE AIRE ACONDICIONADO POZO SOLAR COLECTOR OPTICO TIPO ESPEJO DESTILADOR DE AGUA SECADO DE CULTIVOS INCUBADORA BOMBEO DE AGUA GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA TERMA SOLAR TIPO BOLSA