Cómo funciona el regulador de carga solar PWM

El regulador de carga solar PWM es un elemento imprescindible en la instalación solar de su vivienda o local.

¿Qué es el regulador de carga solar PWM?

El regulador de carga solar PWM gestiona la entrada de corriente a las baterías solares producida en las placas solares. El regulador de carga solar PWM para el panel solar permite alargar la vida de las baterías solares y también, recibe datos del funcionamiento de la instalación solar. Prolongarr la vida de las baterías solares permite el control de la energía solar según el estado en que se encuentre la batería en cada momento.

Calculo de regulador de carga solar PWM necesario

PASO 1. Corriente de carga de una placa solar

Para poder calcular el regulador de carga solar PWM necesario para una instalación de placas solares debemos conocer 2 características de las placas solares.

El número de células solares de las placas solares. Los reguladores PWM solo se pueden utilizar con placas solares de 12V y 36 células y placas solares de 24V y 72 células.
La corriente en el punto de funcionamiento de máxima potencia de la placa solar —(Imp). Se puede consultar en la ficha de características técnicas del fabricante.

En caso de no disponer de las fichas técnicas del fabricante tenemos 2 opciones:

1. Mirar la etiqueta que lleva cada placa solar al dorso, junto a la caja de conexiones de los cables donde podemos consultar todas las características técnicas de la placa.
2. Calcular la corriente Imp estimada. Las placas solares de 12V con 36 células tienen una tensión de funcionamiento a máxima potencia de unos Vmp: 18V aprox. por lo tanto podemos dividir la potencia de la placa solar entre 18 para calcular de forma aproximada la corriente Imp de la placa.

etiqueta que lleva cada placa solar al dorso

Como podemos ver con las siguientes placas solares de 12V con valores reales, el cálculo es muy aproximado.

Potencia: 150W; Vmp: 18,0V; Corriente Imp: 8,33A. –> El cálculo daría 8,00A
Potencia: 140W; Vmp: 17,6V; Corriente Imp: 7,95A. –> El cálculo daría 7,7A

Para las placas solares de 24V el valor de Vmp es 36V aprox. A continuación podemos ver algunos ejemplos reales:

Potencia: 190W; Vmp: 36,0V; Corriente Imp: 5,28A. –> El cálculo daría 5,28A
Potencia: 210W; Vmp: 37,3V; Corriente Imp: 5,64A. –> El cálculo daría 5,8A
Potencia: 310W; Vmp: 36,9V; Corriente Imp: 8,41A. –> El cálculo daría 8,61A

PASO 2. Cálculo de corriente de carga del conjunto de placas solares

Una vez conocemos la corriente a máxima potencia Imp de una placa solar, debemos ver la configuración de conexiones del conjunto de las placas teniendo en cuenta que:

Placas solares conectadas en serie –> Sumamos tensión Vmp y la Imp se mantiene igual para el conjunto.
Placas solares conectadas en paralelo –> Sumamos la corriente Imp y la Vmp se mantiene igual para el conjunto.

Por lo tanto calcularemos:

La Vmp del conjunto multiplicando la Vmp de una placa solar por el número de placas conectadas en serie.
- 2 placas de 12V con Vmp:18V e Imp:8A. Conectadas en serie dan un conjunto de Vmp: 36V (2 x 18V) e Imp: 8A

La Imp del conjunto multiplicando la Imp de una placa solar por el número de placas solares (o cadenas) conectadas en paralelo.
- 2 placas de 12V con Vmp:18V e Imp:8A. Conectadas en paralelo dan un conjunto de Vmp: 18V e Imp: 16A (2 x 8A).
- 2 placas de 24V con Vmp:36V e Imp:5A. Conectadas en paralelo dan un conjunto de Vmp: 36V e Imp: 10A (2 x 5A).

Si tenemos un generador fotovoltaico serie-paralelo de 2 cadenas en paralelo de 2 placas de 12V en serie

2 placas de 12V conectadas en serie. Multiplicamos la tensión de una placa por el número de placas en serie, Vmp: 18V x 2 = 36V
Como tenemos 2 cadenas en paralelo. Multiplicamos la corriente de la cadena por el número de cadenas, Imp: 8A x 2 = 16A
Por lo tanto el conjunto tiene: Vmp: 36V e Imp: 16A

Si tenemos un generador fotovoltaico serie-paralelo formado por 3 cadenas en paralelo de 2 placas solares de 12V en serie

2 placas de 12V en serie. Multiplicamos la tensión de una placa por en número de placas en serie Vmp: 18V x 2 = 36V
3 cadenas en paralelo. Multiplicamos la corriente de la cadena por el número de cadenas, Imp: 8A x 3 = 24A
El conjunto solar tiene: Vmp: 36V e Imp: 24A

Conexión del regulador de carga solar PWM

PASO 3. Selección del regulador de carga solar PWM necesario

En el nombre del regulador de carga solar PWM, en la ficha técnica de características y en la mayoría de reguladores solares impresa en la carcasa, podemos consultar la corriente máxima de carga admitida por el regulador solar. Esta corriente no debe ser nunca superada por la corriente procedente de las placas solares. Se recomienda dejar un margen de seguridad del 10% – 20%.

Si en nuestro cálculo la Imp del conjunto es de 16A elegiremos un regulador solar PWM de 20A.

Pero si la Imp calculada es 19A elegiremos un regulador solar PWM superior a esa corriente y con un margen de seguridad del 10%, en este caso uno de 30A.

Resumen importante

Con reguladores PWM la tensión de trabajo del campo fotovoltaico debe coincidir con la de la batería. Utilizaremos placas solares de 12V para cargar baterías de 12V. Placas solares de 24V para cargar baterías de 24V. Configuraciones de 2 placas solares de 12V en serie para formar una placa de 24V para cargar baterías de 24V.
No utilizar los reguladores PWM con placas solares de 60 células solares.
Los reguladores PWM se dice que son bitensión, es decir que pueden funcionar tanto a 12V como a 24V. Este hecho es debido a que lo único importante para el regulador de carga solar PWM es la corriente de carga. 5A de carga a 12V son 60W y 5A de carga a 24V son 120W, pero para el regulador solar PWM no importa saber la potencia, solamente la corriente de carga.
La corriente de carga nunca debe superar la máxima permitida por el regulador de carga solar PWM.
No conectar en serie placas solares con distinto número de células solares.

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