Comentábamos en el pasado artículo Tipos de Sistemas Fotovoltaicos, que cuando un sistema de alimentación solar fotovoltaica utiliza baterías (un elevadísimo número de casos) suele ser preciso intercalar entre éstas y los paneles solares un controlador de carga, para proteger al sistema de baterías de sobretensiones transitorias y permanentes y tensión demasiado baja. Es el mismo sistema que se utiliza para proteger las baterías de los coches de la energía que les llega del alternador.
Si la potencia del sistema es inferior a 5W podemos prescindir de la instalación del regulador ya que una potencia tan baja es muy complicado que pueda dañar las baterías. En cualquier caso, para determinar si necesitamos el regulador calcularemos la relación entre la carga entregada por los paneles y la capacidad de carga de la batería. Si es mayor que 60 no hará falta regulador.
Veamos un ejemplo: Una batería de 125 A h se desea cargar con un panel de 9 watios y 12 V, que entrega carga durante 7 horas al día. Queremos determinar si precisamos o no de un controlador de carga.
Calcularemos la carga entregada (expresada en Amperios hora) por los paneles en un día: 9W x 7h /12V = 5,25 A h.
Dividimos la capacidad de carga de batería entre esta cantidad: 125 A h / 5,25 Ah = 23,81 < 60 => SE NECESITA
Los paneles solares (al igual que los alternadores de coches) están diseñados para dar, en condiciones ideales, una tensión superior a la nominal de la batería (más de los 12 V en los coches). Como quiera que el funcionamiento normal no se produce en estas condiciones ideales, la mayor parte del tiempo las baterías estarán soportando una tensión inferior a la ideal de los paneles aunque suficiente para cargarla. En los momentos de picos de tensión es cuando actúa el controlador de carga.
Los primeros Controladores de Carga se basaban en un componente electromecánico (relay) que se accionaba a través de un circuito de control basado en semiconductores. Al sobrepasar cierta tensión umbral el relay se convertía en un circuito abierto. Este sistema provocaba un pobre acción reguladora que se traducía en una carga del 50 - 60% de la capacidad de carga de la batería. Además, se originaban arcos eléctricos que dañaban los contactos y limitaban la vida del relay. La aparición de los Transistores de Efecto de Campo (FET) de potencia paliaron los problemas de los arcos eléctricos prolongando la vida útil del Controlador.
Otros sistemas llevan una carga que se conecta en paralelo con la batería al superar ciertas tensiones, reduciendo la potencia entregada a la batería.
La generalización en el mercado de los microprocesadores y su abaratamiento permitó el desarrolo del método más eficiente, conocido como carga por pulsos o PWM (pulse width modulation), consistente en hacer repetidos encendidos-apagados muy rápidos del circuito. Un sistema realimentado de control provisto de un algoritmo que genera impulsos más distanciados y de poca duración (si la batería tiene mucha carga) o impulsos prolongados y contínuos (si la batería está poco cargada). Este método además prolonga la vida útil de las baterías ya que evita y elimina los depósito de sulfato de las placas en las baterías de sulfato - plomo.
|
