Tipos de controladores de carga solar, funcionalidad y aplicaciones

Tipos de controladores de carga solar, funcionalidad y aplicaciones

Un controlador de carga solar es fundamentalmente un controlador de voltaje o corriente para cargar la batería y evitar que las celdas eléctricas se sobrecarguen. Dirige el voltaje y la corriente provenientes de los paneles solares que parten hacia la celda eléctrica. Generalmente, los tableros / paneles de 12V se colocan en el estadio de béisbol de 16 a 20V, por lo que si no hay regulación, las celdas eléctricas se dañarán por sobrecarga. Generalmente, los dispositivos de almacenamiento eléctrico requieren alrededor de 14 a 14,5 V para cargarse por completo. Los controladores de carga solar están disponibles en todas las características, costos y tamaños. La gama de controladores de carga es de 4.5A y hasta 60 a 80A.

Tipos de controlador de cargador solar:

Hay tres tipos diferentes de controladores de carga solar, que son:




  1. Controles simples de 1 o 2 etapas
  2. PWM (ancho de pulso modulado)
  3. Seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT)

Controles simples 1 o 2: Tiene transistores de derivación para controlar el voltaje en uno o dos pasos. Este controlador básicamente solo cortocircuita el panel solar cuando se llega a un cierto voltaje. Su principal combustible genuino para mantener una reputación tan notoria es su calidad inquebrantable: no tienen muchos segmentos, hay muy poco que romper.



PWM (ancho de pulso modulado): Este es el controlador de carga de tipo tradicional, por ejemplo, ántrax, Blue Sky, etc. Estos son esencialmente el estándar de la industria ahora.

Seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT): El controlador de carga solar MPPT es la estrella brillante de los sistemas solares actuales. Estos controladores realmente identifican el mejor voltaje y amperaje de trabajo de la exhibición del panel solar y lo combinan con el banco de celdas eléctricas. El resultado es un 10-30% más de potencia de su grupo orientado al sol en comparación con un controlador PWM. Por lo general, vale la pena la especulación para cualquier sistema eléctrico solar de más de 200 vatios.



Características del controlador de carga solar:

  • Protege la batería (12V) de la sobrecarga
  • Reduce el mantenimiento del sistema y aumenta la vida útil de la batería
  • Indicación de carga automática
  • La confiabilidad es alta
  • 10 amperios a 40 amperios de corriente de carga
  • Supervisa el flujo de corriente inversa

La función del controlador de carga solar:

El controlador de carga más esencial básicamente controla el voltaje del dispositivo y abre el circuito, deteniendo la carga, cuando el voltaje de la batería asciende a un cierto nivel. Más controladores de carga utilizaron un relé mecánico para abrir o cerrar el circuito, deteniendo o comenzando a que la energía se dirigiera a los dispositivos de almacenamiento eléctrico.


Generalmente, los sistemas de energía solar utilizan 12V de baterías. Los paneles solares pueden transmitir mucho más voltaje del que está obligado a cargar la batería. El voltaje de carga se puede mantener al mejor nivel mientras se reduce el tiempo necesario para cargar completamente los dispositivos de almacenamiento eléctrico. Esto permite que los sistemas solares funcionen de forma óptima de forma constante. Al ejecutar un voltaje más alto en los cables desde los paneles solares hasta el controlador de carga, la disipación de energía en los cables se reduce fundamentalmente.

Los controladores de carga solar también pueden controlar el flujo de energía inverso. Los controladores de carga pueden distinguir cuando no se origina energía de los paneles solares y abren el circuito que separa los paneles solares de los dispositivos de batería y detiene el flujo de corriente inversa.



Controlador de carga solar

Controlador de carga solar

Aplicaciones:

En los últimos días, el proceso de generación de electricidad a partir de la luz solar está teniendo más popularidad que otras fuentes alternativas y los paneles fotovoltaicos están absolutamente libres de contaminación y no requieren un alto mantenimiento. Los siguientes son algunos ejemplos de dónde se utiliza la energía solar.

  • Las luces de la calle utilizan células fotovoltaicas para convertir la luz solar en carga eléctrica de CC. Este sistema usa un controlador de carga solar para almacenar CC en las baterías y lo usa en muchas áreas.
  • Los sistemas domésticos utilizan un módulo fotovoltaico para aplicaciones domésticas.
  • Un sistema solar híbrido utiliza múltiples fuentes de energía para proporcionar suministro de respaldo a tiempo completo a otras fuentes.

Ejemplo de controlador de carga solar :

En el siguiente ejemplo, en este, se utiliza un panel solar para cargar una batería. Se utiliza un conjunto de amplificadores operacionales para monitorear el voltaje del panel y la corriente de carga de forma continua. Si la batería está completamente cargada, un LED verde proporcionará una indicación. Para indicar condiciones de carga insuficiente, sobrecarga y descarga profunda, se utiliza un conjunto de LED. El controlador de carga solar utiliza un MOSFET como interruptor de semiconductor de potencia para garantizar el corte de carga en condiciones bajas o de sobrecarga. La energía solar se pasa por alto mediante un transistor a una carga ficticia cuando la batería se carga por completo. Esto protegerá la batería de una sobrecarga.

Esta unidad realiza 4 funciones principales:

  • Carga la batería.
  • Da una indicación cuando la batería está completamente cargada.
  • Monitorea el voltaje de la batería y cuando es mínimo, corta el suministro al interruptor de carga para quitar la conexión de carga.
  • En caso de sobrecarga, el interruptor de carga está en condición de apagado asegurando que la carga se corte del suministro de batería.
Diagrama de bloques del controlador de carga solar

Diagrama de bloques del controlador de carga solar

Un panel solar es una colección de células solares. El panel solar convierte la energía solar en energía eléctrica. El panel solar utiliza material óhmico para las interconexiones, así como los terminales externos. Entonces, los electrones creados en el material de tipo n pasan a través del electrodo al cable conectado a la batería. A través de la batería, los electrones llegan al material tipo p. Aquí los electrones se combinan con los huecos. Cuando el panel solar está conectado a la batería, se comporta como otra batería, y ambos sistemas están en serie como dos baterías conectadas en serie. El panel solar ha consistido totalmente en cuatro pasos de proceso: sobrecarga, carga insuficiente, batería baja y condición de descarga profunda. La salida del panel solar está conectada al interruptor y desde allí la salida se alimenta a la batería. Y configurando desde allí va al interruptor de carga y finalmente a la carga de salida. Este sistema consta de 4 partes diferentes: indicación y detección de sobretensión, detección de sobrecarga, indicación de sobrecarga, indicación de batería baja y detección. En el caso de la sobrecarga, la energía del panel solar se deriva a través de un diodo al interruptor MOSFET. En caso de carga baja, el suministro al interruptor MOSFET se corta para dejarlo en condición de apagado y, por lo tanto, desconectar la alimentación de la carga.

La energía solar es la fuente de energía renovable más limpia y disponible. La tecnología moderna puede aprovechar esta energía para una variedad de usos, incluida la producción de electricidad, suministro de luz y agua de calefacción para aplicaciones domésticas, comerciales o industriales.

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