La familia de reguladores Blue Solar incorpora tecnología digital para que funcione de forma totalmente automática controlando la instalación solar. La modulación por ancho de pulso (PWM) y la tecnología de control incorporada alargan la vida de la batería. Los reguladores PWM están diseñados para gestionar sistemas con paneles de 36 y 72 células.
Los reguladores solares PWM controlan la carga de la batería, a través de la tensión de la batería y de la corriente generada en el campo fotovoltaico.
Características Generales
- Tecnología PWM
- Sensor de temperatura interno
- Carga de las baterías de 3 etapas (inicial, absorción, flotación)
- Protegido contra sobrecorriente
- Protegido contra cortocircuitos
- Protegido contra la conexión inversa de los paneles solares y/o batería
- Desconexión de la salida de carga por baja tensión
IMPORTANTE
A la hora de instalar el regulador
Conectar siempre primero la batería y luego los paneles. Para desconectar, desconectar siempre primero los paneles y luego las baterías.
Los reguladores se pueden dañar si están conectados a los paneles y no a la batería.
¿Qué paneles puedo utilizar con estos reguladores?
Solamente se pueden utilizar paneles de 36 células (12 voltios) y paneles de 72 células (24 voltios). Para paneles de 60 células es necesario el uso de reguladores MPPT .De esta forma, la tensión de trabajo del panel será suficiente para realizar la carga completa de la batería. Los paneles 36 células trabajan a 18v en su punto de máxima potencia para cargar las baterías de 12v hasta los 14,4v (tensión de absorción). Paneles de 72 células trabajan a unos 37v para cargar las baterías de 24v hasta los 28,8v (tensión de absorción). Los paneles de 60 células trabajan a una tensión de unos 31v en su punto de máxima potencia por lo que no pueden cargar baterías de 24v hasta los 28,8V para cargarlas al 100%.
Calcular el regulador PWM necesario en una instalación
Tan solo tenemos que calcular la corriente de carga de los paneles. Independientemente de la tensión de la instalación 12 o 24 voltios, la corriente de carga será la suma de las corrientes individuales de los paneles conectados en paralelo.
Sistema 12 voltios, con baterías y paneles de 12 voltios (36 células) y 7 amperios (aprox.)
1 panel = 7 amperios; necesario regulador superior a 7 amperios.
2 paneles = 14 amperios; necesario regulador superior a 14 amperios.
etc
Sistema 24 voltios, con baterías y paneles de 24 voltios (72 células) y 5 amperios (aprox.)
1 panel = 5 amperios; necesario regulador superior a 5 amperios.
2 paneles = 10 amperios; necesario regulador superior a 10 amperios.
etc
*Nota: 2 paneles de 12 voltios en serie son equivalentes a un panel de 24 voltios.
TEORÍA
El papel del regulador
Es importante utilizar reguladores de carga para cargar las baterías. Los reguladores se encargan de cortar la inyección de corriente a la batería cuando esta ha alcanzado la tensión de carga máxima. Sin el regulador la batería podría ser sobrecargada produciendo daños irreversibles e incluso la explosión en baterías selladas.
Otra misión del regulador es evitar el paso de corriente desde la batería hacia los paneles evitando que se descargue la batería. Durante la noche, la tensión de la batería es mayor que la tensión en los paneles por falta de irradiación, sin un mecanismo que bloquee el paso de esta corriente inversa, la batería se descargaría poco a poco.
En caso de tener consumos de corriente continua como iluminación, bombas de presión, etc una misión importantísima del regulador de carga es la desconexión de la batería para protegerla de sobredescargas o descargas profundas que dañarían la batería.
Así pues, recuerda que los consumos de corriente continua deben ser conectados a la salida de consumo del regulador solar y nunca directamente a la batería. El límite de corriente de consumo lo marcará la corriente máxima permitida por el regulador.
¿Como funciona un regulador PWM?
Un regulador PWM funciona básicamente como un puente de diodos, dejando pasar la corriente solamente en sentido hacia la batería y cortando la inyección cuando la batería está completamente cargada.
Este tipo de reguladores no pueden variar la tensión de funcionamiento de un panel, por lo tanto solo pueden ser utilizados con paneles de 36 céluas (12V) y paneles de 72 células (24vV). Para paneles de 60 células hay que utilizar reguladores MPPT
Valores de voltaje de la batería
Lo que conocemos como una batería de 12 voltios, es una batería de 12 voltios nominales. Esto quiere decir que utilizamos la tensión de 12 voltios como referencia, pero pocas veces la tensión de la batería se encuentra en los 12 voltios exactos.
De forma genérica, podemos decir que una batería de 12 voltios se encuentra cargada a unos 13,7 voltios y totalmente descargada a unos 11,5 voltios. (valores aproximados). Dependiendo del tipo de la batería, AGM, GEL, plomo-ácido abierta, etc los valores de tensión varían considerablemente.
A día de hoy existen 2 formas para conocer el estado de carga de una batería:
Midiendo la tensión.- Es el método más económico pero también el menos fiable. Si medidos la tensión entre bornes de una batería que está en "reposo" ( sin entrada ni salida de corriente) y nos da un valor por ejemplo de 13 voltios. Y posteriormente medimos la misma batería pero mientras está entregando corriente a una carga (sale corriente) veremos como el valor de tensión medido es inferior. Y si la medimos mientras está entrando corriente a la batería el valor será superior.
Esto hecho es debido a las variaciones de la resistencia interna de la batería y que puede llegar a suponer grandes cambios en la tensión para corrientes elevadas.
Algoritmos de carga.- En este método además de medir la tensión entre bornes de la batería, se lleva un contaje de amperios cargados y amperios consumidos. Por lo tanto no es susceptible a las variaciones bruscas de tensión producidas por la corriente de paso. Cada fabricante tiene un algoritmo de carga que ha ido mejorando con el tiempo.
Etapas de carga de las baterías
Para cargar correctamente una batería se recomineda que el cargador tenga como mínimo 3 etapas de carga.
Bulk.- (carga en bruto).- En esta primera etapa, el regulador permite el paso del máximo de corriente disponible hacia la batería hasta alcanzar el valor de tensión de absorción alrededor de los 14,4 voltios, y que supone el 80% - 90% de la capacidad de la batería
Absorción.- Durante esta fase, se mantiene la tensión alcanzada de 14,4 voltios durante un periodo de tiempo que puede variar desde unos pocos minutos hasta las 6 horas. La corriente de carga se reduce poco a poco hasta el 10% de la corriente máxima para finalizar la carga al 100% de la capacidad de la batería. Los reguladores económicos o de poca calidad no tienen esta fase de absorción, pasando directamente de la fase bulk a la fase de flotación. Los reguladores profesionales permiten programar el tiempo deseado de la fase de absorción o poseen algoritmos automáticos para calcular el tiempo de absorción dependiendo de la tensión media de la batería justo antes de empezar la carga diaria.
Flotación.-(tensión de mantenimiento).- Una vez finalizada la fase de absorción, se pasa a la fase de flotación.En esta fase se considera que la batería está totalmente cargada. La tensión se reduce en torno a los 13,6 voltios y se mantiene un pequeña corriente de carga para compensar la autodescarga de la batería.
Cuando se consume energía de la batería y la tensión se reduce, empieza de nuevo el ciclo y se considera que la batería ha tenido un ciclo de carga y descarga. La profundidad de descarga del ciclo dependerá de la tensión mínima alcanzada durante la descarga.
Cargas de Ecualización.- Una batería es un elemento capaz de transformar la energía química en eléctrica, mediante las reacciones químicas producidas en su interior absorven o ceden electrones (reacciones redox). Durante el proceso de carga los reactivos se combinan por reducción y absorven electrones, durante la descarga se produce el proceso inverso (oxidación) y ceden electrones. A pesar de ser reacciones reversibles, durante la descarga de una batería se produce sufaltación en el interior de la misma. El Plomo de las placas negativas y el di-Oxido de Plomo de las placas positivas se combinan con el Ácido Sulfúrico del electrolito produciendo un residuo sólido Sulfato de Plomo (PbSO4).
La sulfatación reduce la concentración del electrolito y, en consecuencia, el voltaje de la célula. A medida que la sulfatación aumenta también aumenta la resistencia interna y se produce un marcado aumento en la temperatura. Esas temperaturas más altas aumentarán también la pérdida de agua por evaporación. Este proceso es inherente a las baterías y acaba por inutilizarlas al final de su vida util.
Para evitar la muerte prematura de una batería por sulfatación es conveniente realizar cargas periódicas de ecualización. Durante estas cargas, la tensión de la batería se eleva a unos 15,6V ayudando a la recombinación del sulfato de plomo.
