Entendiendo qué es un MPPT como regulador solar
Un regulador solar MPPT es necesario para cuando hay diferencias importantes de voltajes entre los paneles y las baterías, un regulador MPPT adapta el alto voltaje de los paneles solares al voltaje que tengan las baterías mediante un transformador. Por ello, su uso es muy frecuente en instalaciones solares de 24V y 48V.
También es necesario su uso con bombas de agua solares (como las de pozo, bombeo o piscina) que trabajan directamente con la energía de los paneles, sin baterías. Estas bombas necesitan un regulador solar MPPT para que ajuste la energía de los paneles en base al trabajo de cada tipo de bomba de agua solar.
En conclusión, el regulador MPPT permite jugar con diferentes voltajes y mejorar el rendimiento de placas solares, generando mayor potencia y energía. Gracias a ello se pueden utilizar en instalaciones de aislada, combinaciones de paneles solares y baterías en las que haya grandes diferencias de voltaje (incluso con instalaciones de bombas de agua solares).
Definición de regulador de carga
Un regulador de carga es uno de los componentes necesarios en un kit solar de aislada, así como en kits solares de bombeo, tanto de bombeo de pozos como para bombas solares de piscinas. En las instalaciones solares de aislada, su función reside en controlar la energía que generan los paneles solares y administrarla y almacenarla de forma eficiente en las baterías solares. Por lo tanto, sus funciones principales son proteger a las baterías ante sobrecargas y sobrecalentamientos. También suelen disponer de una pantalla LCD donde se muestran valores como la energía generada en las placas solares, y el porcentaje de carga de las baterías en cada momento, por lo que es muy útil.
Los reguladores solares, que se incluyen en las bombas para pozos y piscinas, tienen la función de regular constantemente el voltaje y el amperaje que se genera en los paneles, y adaptarlo a las necesidades técnicas de funcionamiento de cada tipo de bomba de agua.
¿Para qué sirve un regulador MPPT?
Los reguladores MPPT tienen un precio superior a los reguladores PWM, ya que son más complejos y tienen más funciones a realizar. Un regulador PWM normal solo tiene que controlar la energía de los paneles para evitar problemas de carga en las baterías y se utiliza en equipos solares en los que hay voltajes similares entre los paneles y las baterías. Sin embargo, cuando hay diferencias importantes de voltajes entre los paneles y las baterías, deberá usarse sí o sí un regulador MPPT. El cual incluye en su interior un transformador para adaptar el alto voltaje de los paneles solares al voltaje que tengan las baterías. De otra forma, habría un problema de tensiones en el equipo solar que afectaría de gran manera a las baterías al recibir energía a un voltaje dañino, lo que aceleraría su sulfatación y años de vida.
Anteriormente, fue necesaria la aparición de los reguladores MPPT para poder utilizar en instalaciones de aislada los paneles solares de red que se utilizaban en las huertas solares. Este tipo de paneles presentaban un voltaje más bajo del necesario en las baterías, ya que se fabricaron con el objetivo de generar la mayor cantidad de energía sin importar el voltaje. Pues esa energía producida era vendida al momento y el voltaje en los paneles era un factor secundario. Este tipo de regulador ya se implementó en el mercado, ya que los paneles de red eran más baratos y generaban un amperaje mayor por su tamaño, por lo que eran muy útiles en superficies y tejados limitados.
En la actualidad, los reguladores MPPT son de uso muy extendido, sobre todo en instalaciones solares de 24V y de 48V, puesto que utilizan paneles solares de alta eficiencia que trabajan con voltajes muy elevados. Los paneles más utilizados en la actualidad para medianas y grandes instalaciones son los paneles de 460W y de 500W.
Por su parte, las instalaciones normales de 12V disponen de paneles con un voltaje adaptado al de las baterías, con lo cual, es suficiente y óptimo el uso de un regulador PWM en este tipo de instalaciones. El panel de 12V más utilizado en la actualidad es el panel monocristalino de 200W.
Ventajas de utilizar un regulador MPPT
Punto de Máxima Potencia
Los reguladores MPPT también permiten sacar mayor rendimiento a los paneles solares que los reguladores PWM. Esto se debe a que utilizan la técnica del Punto de Máxima Potencia, con la cual, el panel solar en todo momento produce la máxima potencia, ya que el regulador ajusta su funcionamiento en base a la radiación solar y a la temperatura de trabajo del panel en cada instante. Es decir, hacen que la placa solar trabaje constantemente en la curva de rendimiento de equilibrio entre la mejor relación de corriente y voltaje, consiguiendo que el panel genere la máxima potencia eléctrica. El regulador estará ajustando en cada momento la carga del panel para trabajar lo más cerca posible del Punto de Máxima Potencia.
Adaptabilidad
El regulador MPPT monitorea y ajusta continuamente su salida para que el panel trabaje todo el tiempo posible en el punto de máxima potencia, sin importar cuáles sean las condiciones de radiación y la temperatura. Con lo cual los MPPT se adaptan a cualquier tipo de situación para ofrecer el mejor rendimiento posible del panel.
Eficiencia
La eficiencia de un panel solar trabajando con un regulador MPPT en lugar de un regulador PWM será mayor, ya que la extracción de energía del panel será entre un 20% y un 30% superior al trabajar con la técnica del punto de máxima potencia. Técnica que no pueden usar los reguladores PWM los cuales son de funcionamiento mucho más básico.
Conversión de Voltaje
Gracias a disponer de un transformador de corriente en su interior, los reguladores MPPT pueden trabajar con grandes diferencias de voltajes en la instalación solar, convirtiendo el exceso de voltaje en energía útil. Por ejemplo, en un panel de 60V, el regulador PWM solo tendría en cuenta en la instalación de 24V, desperdiciando la corriente de energía adicional. Mientras que, el regulador MPPT convertiría ese exceso de voltaje en corriente adicional para cargar las baterías más rápidamente y aprovechando mucho mejor la energía generada por el panel solar.
La importancia del regulador MPPT para el uso de bombas de agua solares
Bombas de agua solares
Las bombas de agua solares trabajan directamente en función de la energía que se genera en los paneles, sin baterías. De este modo, estas bombas necesitan de un regulador solar de calidad que ajuste la energía de los paneles en base a las características técnicas de trabajo de cada tipo de bomba de agua solar. Las bombas solares trabajan a corriente continua por lo que empiezan a funcionar de forma progresiva con la primera radiación de sol de la mañana, aumentando su potencia de flujo de caudal de agua hasta llegar a su máximo en las horas centrales del dia cuando la potencia de las placas sea máxima. Las bombas solares se suelen utilizar para el bombeo de agua de pozos o depósitos para regar fincas agrícolas o para proporcionar agua de boca a las fincas ganaderas. La gran ventaja de las bombas de agua solares es que su rendimiento será mayor a medida que haya más sol, y, por lo tanto, cuando más necesaria sea el agua.
Bombas solares de piscina
Al igual que las bombas de agua, la bomba de piscina también trabaja directamente con la radiación solar que se esté generando en los paneles solares en ese preciso momento. Estas bombas de piscina permiten poder construir una piscina en cualquier lugar, sin la limitación de disponer de una toma de la red eléctrica cerca. La bomba de piscina empieza a depurar también de forma progresiva y trabajando muchas horas al día en todo el verano. Permitiendo un funcionamiento de la piscina para siempre a coste cero gracias a la instalación de un kit solar de piscina.
Uso de reguladores MPPT para instalaciones de 12V en autocaravanas y barcos
El regulador MPPT al permitir el uso de paneles con voltajes muy diferentes a las capacidades de las baterías, será también de utilidad en aquellas instalaciones solares de 12V en las que el espacio disponible sea un factor determinante. Para ello, se podrán utilizar paneles solares de 24V con un regulador MPPT y con baterías a 12V. De esta forma, al ser estos paneles de 24V de alta eficiencia y una alta relación eficiencia/m2, permitirán sacar el máximo jugo al espacio disponible en el tejado de autocaravanas y furgonetas, así como en las cubiertas de los barcos. Recordar que tanto las autocaravanas como los barcos trabajan a 12V en sus baterías, con lo cual el uso de un regulador MPPT será la mejor opción para ello.
¿Por qué un regulador solar MPPT es más caro que un regulador PWM?
Dispositivo mucho más complejo en tecnología
Los reguladores MPPT utilizan algoritmos avanzados para rastrear y encontrar el Punto de Máxima Potencia (MPP) de los paneles solares, de modo que siempre se pueda extraer la máxima potencia posible. Esto implica más circuitos, procesadores y disponer de un transformador de corriente en su interior. La complejidad tecnológica de los MPPT es mucho mayor, ya que deben regular al instante los voltajes de los paneles en base a las necesidades en las baterías o en las bombas de agua. Al tener componentes mucho más complejos, su precio es más elevado. Sin embargo, tienen una buena amortización, ya que permiten a los paneles fotovoltaicos extraer su máxima potencia posible durante todo el día en función de la radiación solar recibida.
La tecnología de un regulador PWM es mucho más simple, ya que los voltajes entre los paneles y las baterías son muy similares, así que su principal función será evitar sobrecargas y sobrecalentamientos que puedan dañar a las baterías. También, realizar la carga en varias etapas según el nivel de carga que tengan las baterías en cada momento y así cuidar y alargar su vida útil.
Mayor eficiencia de trabajo
El regulador MPPT, gracias a estar trabajando constantemente en la curva de punto de máxima potencia, tendrá una mejor eficiencia de carga cercana a un 30% más que utilizando un regulador PWM. Si bien los MPPT son más caros, se equilibra la inversión al ser más eficientes y generar más electricidad del mismo panel y con la misma radiación solar.
Adaptabilidad y flexibilidad
Un MPPT gracias a sus algoritmos de trabajo permiten el funcionamiento de paneles diferentes y con altos voltajes junto a baterías de voltajes normales. Esto supone una gran adaptabilidad de cualquier tipo de panel solar con baterías o bombas de agua gracias al regulador MPPT. Además de permitir estas combinaciones, el MPPT convierte el voltaje excesivo en corriente eléctrica adicional, lo que maximiza la energía transferida a la batería solar.
Gracias a todas estas funciones extras que ofrecen los MPPT en lugar de los PWM, se justifica su precio más alto. Sobre todo en grandes instalaciones solares donde la optimización de energía es crucial. En cambio, en instalaciones pequeñas o de uso menos intensivo, puede ser suficiente con el uso de un regulador PWM, ya que la eficiencia no será una prioridad y se tendrá espacio suficiente para las placas solares de aislada. Las placas de aislada son las que están fabricadas con voltajes ajustados a los de las baterías, como son los paneles solares de 12V de 200W de potencia, y los paneles solares de 24V de 300 a 340W de potencia, que son de mayor tamaño que los paneles de red o de alta eficiencia. Por lo que el uso de un tipo u otro de panel solar también dependerá de factores como el espacio disponible y la cantidad de energía necesaria por consumos concretos e intensos.
En conclusión
El regulador MPPT permite poder jugar con diferentes voltajes y mejorar el rendimiento de las placas solares en cada momento, generándose una mayor potencia y generación de energía. Gracias a ello se pueden utilizar en instalaciones solares de aislada, combinaciones de paneles solares y baterías en las que haya grandes diferencias de voltaje. Ideales para el uso de paneles solares de red pensados inicialmente para huertas solares, y para el uso de paneles de alta eficiencia que trabajan con voltajes superiores a los 100 voltios. Además, el regulador MPPT hace que el panel solar esté trabajando continuamente en la curva de mejor rendimiento, ajustando su voltaje, en base a la temperatura, y generándose mayor energía total al aprovechar el voltaje excedente en energía para las baterías.
Las bombas de agua solares, como las de extracción de agua de pozos y las de filtración de agua de las piscinas, también precisan del uso del regulador MPPT, ya que estas bombas no utilizan baterías, sino que trabajan directamente con la energía que generan los paneles en ese preciso momento, con lo cual, el MPPT deberá estar ajustando el voltaje y energía del panel a las necesidades de la bomba de agua, obteniendo un equilibrio y un excelente funcionamiento de las bombas de agua solares.Un buen asesoramiento para tu kit solar o instalación solar es clave para que esta funcione de forma óptima y con la mayor fiabilidad. En Damia Solar estamos especializados en energía solar fotovoltaica desde hace más de 10 años.
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