Entendendo o que é um MPPT como regulador solar
Definição de regulador de carga
Um regulador de carga é um dos componentes necessários em um kit solar isolado, bem como em kits de bombeamento solar, tanto para bombeamento de poços quanto para bombas solares de piscinas. Nas instalações solares isoladas, a sua função é controlar a energia gerada pelos painéis solares e geri-la e armazená-la de forma eficiente nas baterias solares. Portanto, suas principais funções são proteger as baterias contra sobrecarga e super aquecimento. Geralmente também possuem uma tela LCD que mostra valores como a energia gerada pelos painéis solares e o percentual de carga da bateria em um determinado momento, por isso é muito útil.
Os reguladores solares, que integram as bombas para poços e piscinas, têm a função de regular constantemente a tensão e a amperagem geradas nos painéis, adaptando-a às necessidades técnicas de funcionamento de cada tipo de bomba de água.
Para que serve um regulador MPPT?
Os reguladores MPPT têm um preço mais elevado que os reguladores PWM, uma vez que são mais complexos e têm mais funções a desempenhar. Um regulador PWM normal apenas tem que controlar a energia dos painéis para evitar problemas de carregamento nas baterias e é utilizado em equipamentos solares onde existem tensões semelhantes entre os painéis e as baterias. Porém, quando houver diferenças significativas de tensão entre os painéis e as baterias, deverá ser utilizado um regulador MPPT. Que inclui um transformador no seu interior para adaptar a alta tensão dos painéis solares à tensão das baterias. Caso contrário, haveria um problema de tensão nos equipamentos solares que afetaria muito as baterias ao receberem energia em uma tensão prejudicial, o que aceleraria sua sulfatação e anos de vida.
Anteriormente, o aparecimento de reguladores MPPT era necessário para poder utilizar painéis solares fora da rede que eram utilizados em parques solares em instalações fora da rede. Esses tipos de painéis possuíam tensão menor que a necessária nas baterias, pois foram fabricados com o objetivo de gerar a maior quantidade de energia independente da tensão. Pois bem, essa energia produzida era vendida imediatamente e a tensão nos painéis era um fator secundário. Este tipo de regulador já estava implementado no mercado, pois os painéis de rede eram mais baratos e geravam maior amperagem devido ao seu tamanho, tornando-os muito úteis em superfícies e telhados limitados.
Atualmente, os reguladores MPPT são amplamente utilizados, principalmente em instalações solares de 24V e 48V, pois utilizam painéis solares de alta eficiência que funcionam com tensões muito elevadas. Os painéis mais utilizados atualmente para instalações de médio e grande porte são os painéis de 460W e 500W.
Por sua vez, as instalações normais de 12V possuem painéis com tensão adaptada à das baterias, pelo que a utilização de um regulador PWM neste tipo de instalação é suficiente e ótima. O painel de 12V mais utilizado atualmente é o painel monocristalino de 200W.
Vantagens de usar um regulador MPPT
Ponto de potência máximo
Os reguladores MPPT também permitem maior desempenho dos painéis solares do que os reguladores PWM. Isso porque utilizam a técnica do Ponto de Potência Máxima, com a qual o painel solar produz potência máxima em todos os momentos, já que o regulador ajusta seu funcionamento com base na radiação solar e na temperatura de trabalho do painel em cada momento. Ou seja, fazem com que o painel solar trabalhe constantemente na curva de desempenho de equilíbrio entre a melhor relação corrente e tensão, garantindo que o painel gere a máxima potência elétrica. O regulador estará sempre ajustando a carga do painel para trabalhar o mais próximo possível do Ponto de Potência Máxima.
Adaptabilidade
O regulador MPPT monitora e ajusta continuamente sua saída para que o painel funcione o maior tempo possível no ponto de potência máxima, independente das condições de radiação e temperatura. Com o qual os MPPTs se adaptam a qualquer tipo de situação para oferecer o melhor desempenho possível do painel.
Eficiência
A eficiência de um painel solar trabalhando com regulador MPPT em vez de regulador PWM será maior, pois a extração de energia do painel será entre 20% e 30% maior quando se trabalha com a técnica de ponto de potência máxima. Técnica que os reguladores PWM não podem utilizar, que são muito mais básicos de operação.
Conversão de Tensão
Graças ao facto de possuir um transformador de corrente no seu interior, os reguladores MPPT podem trabalhar com grandes diferenças de tensão na instalação solar, convertendo o excesso de tensão em energia útil. Por exemplo, num painel de 60V, o regulador PWM levaria em conta apenas a instalação de 24V, desperdiçando a corrente de alimentação adicional. Enquanto isso, o regulador MPPT converteria esse excesso de tensão em corrente adicional para carregar as baterias mais rapidamente e aproveitar melhor a energia gerada pelo painel solar.
A importância do regulador MPPT para a utilização de bombas solares de água
Bombas de água solares
As bombas solares de água funcionam diretamente com base na energia gerada pelos painéis, sem baterias. Assim, estas bombas necessitam de um regulador solar de qualidade que ajuste a energia dos painéis em função das características técnicas de funcionamento de cada tipo de bomba solar de água. As bombas solares funcionam com corrente contínua, por isso começam a funcionar progressivamente com as primeiras radiações do sol pela manhã, aumentando a sua potência de fluxo de água até atingir o máximo nas horas centrais do dia, quando a potência das placas é máxima. As bombas solares são normalmente utilizadas para bombear água de poços ou tanques para irrigar explorações agrícolas ou para fornecer água da torneira a explorações pecuárias. A grande vantagem das bombas solares de água é que seu desempenho será maior à medida que houver mais sol e, portanto, quando a água for mais necessária.
Bombas solares para piscina
Assim como as bombas de água, a bomba da piscina também funciona diretamente com a radiação solar que está sendo gerada pelos painéis solares naquele exato momento. Estas bombas de piscina permitem construir uma piscina em qualquer lugar, sem a limitação de ter uma tomada elétrica por perto. A bomba da piscina também começa a purificar progressivamente e a funcionar muitas horas por dia durante o verão. Permitir que a piscina funcione para sempre a custo zero graças à instalação de um kit solar para piscina.
Utilização de reguladores MPPT para instalações de 12V em autocaravanas e barcos
O regulador MPPT, ao permitir a utilização de painéis com tensões muito diferentes das capacidades das baterias, também será útil naquelas instalações solares de 12V em que o espaço disponível é um fator determinante. Para isso, podem ser utilizados painéis solares de 24V com regulador MPPT e baterias de 12V. Desta forma, sendo estes painéis 24V altamente eficientes e com uma elevada relação eficiência/m2, permitir-lhe-ão aproveitar ao máximo o espaço disponível no tejadilho das autocaravanas e carrinhas, bem como nos conveses das embarcações. Lembre-se que tanto as autocaravanas como os barcos funcionam a 12V nas suas baterias, pelo que a utilização de um regulador MPPT será a melhor opção para isso.
Por que um controlador solar MPPT é mais caro que um controlador PWM?
Dispositivo muito mais complexo em tecnologia
Os reguladores MPPT utilizam algoritmos avançados para rastrear e encontrar o Ponto de Potência Máxima (MPP) dos painéis solares, para que a potência máxima possível possa sempre ser extraída. Isso implica mais circuitos, processadores e um transformador de corrente em seu interior. A complexidade tecnológica dos MPPTs é muito maior, pois devem regular instantaneamente as tensões dos painéis de acordo com as necessidades das baterias ou bombas d’água. Por possuir componentes bem mais complexos, seu preço é mais elevado. Porém, apresentam boa amortização, pois permitem que os painéis fotovoltaicos extraiam a máxima potência possível ao longo do dia dependendo da radiação solar recebida.
A tecnologia de um regulador PWM é muito mais simples, pois as tensões entre os painéis e as baterias são muito semelhantes, pelo que a sua principal função será evitar sobrecargas e sobreaquecimentos que possam danificar as baterias. Além disso, carregue em várias etapas dependendo do nível de carga que as baterias possuem em um determinado momento e assim cuida e prolonga sua vida útil.
Maior eficiência de trabalho
O regulador MPPT, graças ao trabalho constante na curva do ponto de potência máxima, terá uma melhor eficiência de carregamento perto de 30% a mais do que usando um regulador PWM. Embora os MPPTs sejam mais caros, o investimento é compensado por serem mais eficientes e gerarem mais energia elétrica a partir do mesmo painel e com a mesma radiação solar.
Adaptabilidade e flexibilidade
Um MPPT, graças aos seus algoritmos de trabalho, permite o funcionamento de diferentes painéis com altas tensões em conjunto com baterias de tensões normais. Isto significa grande adaptabilidade de qualquer tipo de painel solar com baterias ou bombas de água graças ao regulador MPPT. Além de permitir essas combinações, o MPPT converte o excesso de tensão em corrente elétrica adicional, maximizando a energia transferida para a bateria solar.
Graças a todas essas funções extras que os MPPTs oferecem em vez dos PWMs, seu preço mais elevado se justifica. Especialmente em grandes instalações solares onde a otimização energética é crucial. Por outro lado, em instalações pequenas ou menos intensivas, a utilização de um regulador PWM poderá ser suficiente, uma vez que a eficiência não será uma prioridade e haverá espaço suficiente para os painéis solares isolados. Placas isoladas são aquelas que são fabricadas com tensões ajustadas às das baterias, como painéis solares de 12V de potência de 200W, e painéis solares de 24V de potência de 300 a 340W, que são maiores que os painéis de rede ou de alta eficiência. Portanto, a utilização de um tipo ou outro de painel solar dependerá também de fatores como o espaço disponível e a quantidade de energia necessária para um consumo específico e intenso.
Em conclusão
O regulador MPPT permite brincar com diferentes tensões e melhorar o desempenho dos painéis solares em todos os momentos, gerando maior potência e geração de energia. Graças a isso, podem ser utilizados em instalações solares isoladas, combinações de painéis solares e baterias nas quais existam grandes diferenças de tensão. Ideal para utilização de painéis solares de rede inicialmente concebidos para jardins solares, e para utilização de painéis de alta eficiência que funcionam com tensões superiores a 100 volts. Além disso, o regulador MPPT faz com que o painel solar trabalhe continuamente na melhor curva de desempenho, ajustando sua tensão com base na temperatura, e gerando maior energia total aproveitando o excesso de tensão em energia para as baterias.
As bombas solares de água, como as de extração de água de poços e as de filtragem de água de piscinas, também necessitam do uso do regulador MPPT, uma vez que essas bombas não utilizam baterias, mas funcionam diretamente com a energia gerada pelos painéis daquela momento preciso, com o qual o MPPT deve estar ajustando a tensão e energia do painel às necessidades da bomba d’água, obtendo equilíbrio e excelente funcionamento das bombas solares de água.
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