¿Qué regulador, MPPT o PWM?

Sobre los reguladores. 

Para el buen funcionamiento de nuestra instalación solar de energía limpia y ecológica que coopera con nuestro planeta, los  componentes tienen que trabajar en armonía, me refiero a paneles, batería y sistema de regulación de carga. Este último sistema es siempre necesario, pues el regulador tiene la función fundamental de impedir que la batería continúe recibiendo energía del panel fotovoltaico una vez que ha alcanzado su carga máxima. "Si por algún motivo esto no ocurre por alguna falla del regulador, es  muy peligroso, porque la  batería puede llegar  hasta reventar, así que a poner ojo y revisar el sistema solar, sobre todo en verano".

La otra  función del regulador es la prevención de la sobredescargas, con el fin de evitar que se agote en exceso la descarga de la batería,  con graves consecuencias, también puede provocar lamentablemente  el acorte de la vida útil  en sus ciclos de carga. Esta desconexión prácticamente todos los fabricantes lo tienen en un margen de alrededor de los 11,1 volt a 11,7 volt asegurando un numero aproximado de 30% de carga que se mantendría en nuestra batería como reserva, más que nada para no dañar las placas internas de la batería en una descarga completa. 

Algunos reguladores incorporan una alarma sonora o luminosa previa a la des conexión para que el usuario pueda tomar medidas adecuadas.

Bueno, después de esta mentira, vamos al grano jaja

¿Qué regulador es el que nos conviene tener en nuestro sistema solar? En el mercado existen  una gama inmensa de alternativas y de precios. Pero, ¿cuál escoger? ¿el MPPT o el PWM?. Para decidir eso es muy importante conocer su funcionamiento  y características, con el fin de hacer una compra segura.

Para comenzar, el PWM están construidos con una tecnología probada por años. Son más económico, están disponibles hasta 60Amper, tienen una vida útil larga, la mayoría tiene un sistema de refrigeración pasiva. Por todo esto, están  más al alcance de todos nosotros, los radioaficionados experimentadores con poca plata y muchas ganas. 

Hasta aquí ya hay una gran diferencia: "costo". Pero, a mi gusto, después de probar varios, les contaré las ventajas del MPPT, que es más caro. Lo que sucede es que este es  capaz de sacarle el máximo de provecho a nuestro sistema solar, entre un 15% a un 30% más. La regulación de la corriente de carga tiene lugar a través de la puesta en cortocircuito de la entrada del módulo solar por modulación de duración de anchura de impulso (PWM). Según el comportamiento de la batería el regulador efectúa automáticamente diferentes métodos de carga: carga normal, carga reforzada y carga de compensación. esto como lo hace simplemente testeando en cada momento las baterías y sacándole el máximo de provecho a nuestros paneles solares.

No quiero entrar en mucha teoría con respecto a características de cada tipo de regulador, ya que a la larga uno tiende a confundirse con tanta literatura con respecto a estos aparatos que son indispensables para nuestro sistema solar. Cabe señalar que este dispositivo es prácticamente lo mismo que utilizan los vehículos automotrices para su carga de baterías.

Por último, cómo escoger el regulador dependiendo de los paneles instalados:

Para escoger correctamente la potencia del regulador, será tan simple como ver la ficha técnica del panel o paneles que forman tu instalación. Se tomará como valor la Corriente de cortocircuto, indicado como "ISC", si la instalación solo dispone de un panel de 150 watt cuyo ISC = 8,8 Amperios, será necesario un regulador de 10A. Si dispones de varios paneles, se multiplicará este valor por el número de paneles conectados. Es decir, si disponemos de 3 paneles de 150w, el ISC total será de 26,4 Amperios, por lo que será necesario un regulador de 30A.

OJO: Si miran mis fotos en el título del blog, verán un Amperímetro que marca 8.9 aproximado, después de un día de viento o de lluvia, a llegado al tope, más de 10A con un panel de 135 watt. (Claro que ocurre de septiembre en adelante) 

Aquí les voy a dejar lo que nos dice Internet sobre reguladores, pero tanto mis comentarios como lo que dicen las páginas, solo son para dar a conocer y para que luego ustedes puedan sacar sus propias conclusiones con respecto al tema. 

Que nos dice la web referente a este tema  solo con el ánimo de comparar mi mentira.

REGULADOR PWM.
- Como hemos dicho, el panel proporciona en el periodo de carga, los amperios que en función de la tensión de la batería, éstos puedan suministrar.

De tal modo, que al inicio de la carga, cuando la tensión de la batería es baja, por ejemplo, 11 voltios, los amperios que suministra el panel corresponde a éste punto de tensión del mismo.

Conforme la tensión de la batería se va elevando, la corriente que suministra el panel va decreciendo, de tal forma que al alcanzar los 14, voltios, éste se desconecta.

Entonces, en éste punto: ¿qué hacemos con la energía que puede seguir proporcionando los paneles y no producen porque están desconectados de la batería?. SE PIERDEN

REGULADOR MPPT.
- El regulador MPPT, utiliza el 100% de la energía que pueden suministrar los paneles.

Para ello, a diferencia del PWM, el regulador MPPT, es el que controla la tensión de la batería permanentemente.

De tal forma que éste regulador funciona siempre en el Punto de Máxima Potencia del panel, de tal forma que en cada momento proporciona la Intensidad máxima que el panel está dispuesto a suministrar.

EJEMPLO: Supongamos un panel de 12 Voltios ( 100W)con las siguientes características principales:

Tensión circuito abierto: 22 voltios
Intensidad de cortocircuito: 6,2 amperios
Tensión a máxima potencia: 18 voltios
Intensidad a máxima potencia: 5,55 amperios

Efectivamente el panel de 100w nos proporciona ésta potencia en condiciones óptimas: 18 voltios x 5,55 amperios = 100 w.

Pero en una instalación con baterías, esta condición no se cumple nunca, debido a que el panel nunca funciona a 18 voltios, ya que a 14 voltios se desconecta.

El regulador MPPT, utiliza ésta diferencia de tensión ( 18V – 14 voltios = 4 voltios) en corriente de carga de baterías, por lo que permanentemente le sacamos la máxima potencia al panel solar.

Con éste sistema, podemos sacarle diariamente y aproximadamente un 30% más de energía diariamente al panel solar.

CONCLUSIONES.- Considerando que el costo de un regulador MPPT es superior a uno PWM, por un lado y la eficacia, es mayor cuanto mayor sea la diferencia de tensión entre la tensión de batería (14 voltios) y la tensión  el punto de máxima potencia del panel ( 18 voltios), esto nos permitirá decidir la conveniencia de la instalación de uno u otro.

PRECIO.- En una instalación pequeña, por ejemplo, 100w, el incremento de energía diaria que obtenemos nunca compensará, el mayor costo del regulador MPPT con el ahorro que significaría el colocar, por ejemplo un panel de 70 w en vez del de 100W

Nº DE CÉLULAS.- Lógicamente, la diferencia de tensión (los 4 voltios citados anteriormente) variará dependiendo del nº de células del panel. En el caso de un panel de 36 células, la diferencia es 4 voltios, mientras que en un panel, por ejemplo de 30 células, la diferencia será menor (aproximadamente 3,3 voltios), por lo que el rendimiento del sistema será más reducido.

Por lo que finalmente, y con el fin de amortizar más rápidamente la diferencia de precio de ambos reguladores, la decisión a tomar, dependerá de:
1.- Nº de células de los paneles a utilizar.
2.- Potencia total de los paneles a emplear: Cuanto mayor es la potencia de la instalación, más rápidamente se producirá dicha amortización.

Mi  Primer  regulador PWM, que todavía funciona:

Mi segundo regulador PWM:

 Mi tercer regulador PWM:

Cuarto regulador, con pantalla lcd, pero también PWM:

Mi regulador actual MPPT