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En un sistema fotovoltaico es común encontrar baterías que ayudan a almacenar eficientemente la energía proveniente del sol y que es absorbida por los paneles o celdas solares. Estas baterías hacen las veces de centros de almacenaje, donde posteriormente la energía que guardan es pasada a la red eléctrica habitual. Dichas baterías son cargadas con la electricidad que viene dada por la absorción de la energía lumínica, sin embargo, el proceso no sucede de forma directa, entre las celdas y las baterías hay un complemento más, que comunica ambos extremos y logra alimentar a las baterías con la tensión correcta, estos dispositivos son los denominados reguladores de carga solares.
La vida útil de las baterías está determinada por los ciclos, esto es, el proceso de carga y descarga, a este proceso se le suma el regulador de carga, un dispositivo capaz de graduar los niveles de electricidad para que la alimentación de la batería, así como el consumo de la energía que almacena se haga correctamente. Los reguladores de carga solares son dispuestos entre el sistema de absorción de energía lumínica que es el campo fotovoltaico, y el sistema o campo de baterías, cuya función es la de regular, gestionar, y administrar eficientemente la energía eléctrica que circula entre ambos sistemas.
Los reguladores de carga son aparatos que, como ya hemos mencionado, intervienen en el proceso de alimentación eléctrica de las baterías, estos pueden encontrarse en multitud de aparatos por donde pasa la electricidad, como cargadores, o aparatos alimentados por baterías como laptops, teléfonos celulares, etc. Estos dispositivos, en la práctica, realizan un proceso llamado regulación de carga, cuya finalidad es la de controlar la tensión que es requerida sin tener que variar la intensidad o corriente. Los reguladores de carga solares utilizan este mismo proceso para administrar el voltaje correcto a las baterías evitando la sobrecarga de las mismas en un sistema fotovoltaico.
La regulación de la carga es de vital importancia, primero porque alarga la vida útil de la batería, ya que les administra la corriente indicada con el voltaje óptimo, de manera que las celdas electroquímicas puedan acumular la suficiente energía sin llegar a sobre estimularse y perder sus propiedades. Y en segundo lugar, porque garantizan la máxima eficiencia a la hora de pasar la electricidad contenida en las baterías a los dispositivos que deseamos usar. En un sistema fotovoltaico, por ejemplo, los reguladores de carga solares juegan un rol bien definido, el de establecer la continuidad de la energía evitando la perdida de esta a las baterías, un proceso que se traduce en la eficiencia con la que todo el sistema trabaja.
Los reguladores de carga solares controlan eficientemente la carga y descarga de las baterías en un sistema fotovoltaico, asegurando así un estado óptimo por mucho más tiempo y evitando la degradación parcial o total de sus componentes.
En la actualidad existen dos tipos de reguladores de carga solares, que se usan en función de cómo se efectúe esta regulación de energía a las baterías. De este modo, se exponen a continuación:
Los reguladores de carga solares de tipo PWM o también llamados reguladores por modulación de tipo de pulso, son un tipo de regulador de carga que hace las veces de un interruptor entre el sistema de celdas fotovoltaicas y el sistema de baterías, los cuales trabajan a la misma tensión de las baterías. Este regulador lo que hace es dejar pasar toda la corriente eléctrica que es generada en los paneles solares hasta que la batería alcance su punto máximo de carga, punto en el cual se desconecta de la red impidiendo la sobrecarga de la batería, por esta razón se le conocen como reguladores de «todo o nada». Estos son usados solo en las instalaciones donde se genere una potencia inferior a los 200 W, son menos costosos y más livianos que los que siguen a continuación.
Los reguladores de carga del tipo MPPT se conocen por maximizar la potencia eléctrica inducida a las baterías. Su funcionamiento es muy simple, los reguladores MPPT incorporan dos características distintivas, por un lado cuentan con un convertidor CC-CC, que lo que hace es transformar la corriente continua de alta tensión en corriente continua de baja tensión en la salida de los módulos fotovoltaicos, con esto consigue la regular la tensión de la electricidad procedente de las celdas solares sin disminuir su rendimiento, y adaptar la corriente según el tipo de batería que se posea para hacer más eficiente su carga.
La otra característica de los reguladores de carga solares de tipo MPPT, es que tienen un seguidor de punto de alta potencia, esta característica lo que hace es verificar el punto máximo eficiente de carga de la batería, dicho de otro modo, ese punto máximo hace referencia al valor óptimo al que se pueden cargar las baterías, de manera que se suministre el voltaje correcto de máxima potencia en los casos en que la batería se encuentra descargada, y regular la alimentación conforme se vaya llenando.
Como hemos mencionado, los reguladores de carga solares protegen y prolongan la vida útil de las baterías por la sobrecarga o sobretensión, pero ¿Por qué es importante proteger las baterías frente a las sobrecargas? Las baterías cuentan con células electroquímicas que, teóricamente, nunca alcanzan el máximo potencial de carga incluso cuando se indique que batería está llena, por lo que el panel fotovoltaico las seguirá cargando, hasta el punto de la sobretensión y posible explosión de la batería. Los reguladores de carga solares, tanto los PWM como MPPT, están diseñados para tipos distintos de tensión y circuitos. Mientras que los PWM trabajan a la misma tensión de las baterías, limitando el potencial de los paneles solares, los MPPT aíslan ambos procesos de absorción y carga, permitiendo que la generación de energía sea más alta.
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