Última actualización: 16 de Febrero de 2024
Autor: Gabriel Sola
Los reguladores de carga solar son uno de los elementos más importantes de una instalación fotovoltaica con baterías. Con todo, suele existir bastante confusión terminológica respecto a este tema, y también es habitual tener dudas acerca de qué dispositivo elegir para integrarlo en nuestro sistema fotovoltaico.
En este artículo te explicamos qué es un regulador de carga solar, para qué sirve, cómo monitorizarlo para detectar y prevenir posibles problemas, cuál es su precio medio y qué tener en cuenta a la hora de comprar uno para aprovechar al máximo el autoconsumo solar. ¡Sigue leyendo!
Un regulador de carga solar es un dispositivo que se añade al sistema de placas solares para regular el flujo de energía entre paneles y baterías teniendo en cuenta el voltaje y la intensidad. Precisamente por ello, va situado entre estos dos elementos. Su función principal es alargar la vida útil de las baterías al asegurar que la recarga se está realizando de manera eficiente.
Más en detalle, un regulador de carga solar se encarga de mantener el equilibrio entre las fases existentes del llenado de baterías, conocidas como bulk, absorción y flotación. De este modo se previene el deterioro prematuro de las baterías.
Bulk: la corriente que se produce en el campo fotovoltaico es transferida a las baterías a máxima velocidad cuando está descargada. De este modo, la tensión de la batería aumenta hasta llegar al 80% - 90% de carga.
Absorción: la fase de absorción se encarga de suministrar el % restante de carga a la batería. Ahora la corriente de carga se transfiere de manera más pausada hasta alcanzar el límite de absorción.
Flotación: en esta última fase, y con la batería completamente cargada, se proporciona la energía necesaria para que esta permanezca siempre al 100% a medida que la electricidad de la batería se va utilizando.
Además realizar estos controles, un regulador de carga solar también se encarga de:
Facilitar información sobre el sistema de placas solares al completo incluyendo el nivel de carga, la energía generada y el voltaje de las baterías.
Impedir que las baterías se queden completamente descargadas por las noches cuando no se está transfiriendo energía.
Prevenir las descargas cuando hay dispositivos consumiendo corriente directamente desde las baterías.
Todas las instalaciones de placas solares aisladas presentan dos tipos de reguladores de carga solar: el regulador PWM y el regulador MPPT. Si bien sus funciones son las mismas, es decir, mantener la eficiencia del flujo de corriente entre la instalación fotovoltaica y las baterías, los casos en las que se aplican cada una de ellas son diferentes.
Un regulador solar PWM (Modulación por anchura de pulsos) cuenta con un único diodo y, en consecuencia, las baterías solares funcionan a la misma tensión que las placas fotovoltaicas. Este tipo de regulador proporciona la carga a las baterías de forma gradual en la fase de flotación, por lo que el llenado de las baterías se produce poco a poco y de manera estable.
Con todo, los módulos trabajan el ritmo que la batería necesita en base a su estado de carga y no en función de su punto de máxima potencia, lo que produce una pérdida de potencia que puede alcanzar el 25% - 30%.
Un regulador de carga MPPT (Seguidor del punto de máxima potencia) cuenta con un diodo, un convertidor de tensión CC-CC y un seguidor de punto de máxima potencia. Gracias a ello, cuenta con una eficiencia mayor que un regulador PWM: el convertidor de tensión permite trabajar a diferentes tensiones en el campo fotovoltaico y en la batería; el seguidor de punto de máxima potencia posibilita la adaptación de la tensión de funcionamiento en el campo fotovoltaico a la que proporcione la máxima potencia.
Debido a todo lo anterior, los reguladores solares de carga MPPT pueden incrementar en hasta un 30% la producción de energía de placas fotovoltaicas en comparación con los reguladores PWM.
Para elegir correctamente un regulador de carga, hay que tener en cuenta una serie de aspectos que nos ayudarán a determinar cuál es la mejor opción, y son los siguientes.
La capacidad de carga del regulador solar va a determinar la cantidad de energía que será suministrada a las baterías. Por lo tanto, hay que tener en cuenta la cantidad de energía que necesitamos suministrar como un valor fundamental.
A la hora de comprar un regulador de carga solar hay que prestar atención al sistema de voltaje de la batería, ya que el regulador que compremos ha de ser compatible con él. De lo contrario, el sistema será menos eficiente e, incluso, corre el riesgo de dañarse.
La clasificación amperios-hora de la batería nos informa de la capacidad de almacenamiento de energía de la batería. Este dato es imprescindible para elegir correctamente el regulador de carga solar.
Los sistemas de carga principales son PWM y MPPT, y la elección de uno u otro va a depender de las necesidades de cada sistema, tal y como hemos explicado más arriba.
El tipo de paneles solares empleados, las condiciones climatológicas presentes y la ubicación de la instalación pueden influir en la eficiencia del sistema y, por eso, son aspectos a tener en cuenta a la hora de tomar la decisión.
El tamaño del dispositivo también es relevante y, para saber por cuál decantarnos, debemos tener en cuenta la corriente máxima de carga que las baterías soportan. Si una batería es de 12 voltios, su capacidad es de 100 Ah y su tasa de descarga es del 20%, entonces la corriente máxima de carga es de 20 Amps.
Además, también debemos determinar cuál es la corriente máxima que soportan las placas fotovoltaicas y, para ello, es preciso seguir estos pasos:
Verificar la corriente máxima de cortocircuito (Isc)
Verificar la corriente máxima de operación (Imp)
Multiplicar el valor más alto obtenido por el número de placas solares del sistema.
También es imprescindible calcular la capacidad del regulador, la cual se obtiene al sumar la corriente máxima del panel solar y la corriente máxima de carga. El resultado debe redondearse a números enteros e interpretarse en amperios.
El precio de un regulador de carga solar va a depender de muchos factores, siendo el principal el tipo de regulador (PWM o MPPT) y los voltios de los paneles solares. Por supuesto, la marca del regulador de carga también jugará un papel fundamental, ya que casas comerciales como Morningstar, Schneider Xantrex, Renogy y Victron Energy cuentan con precios variables para productos similares.
El siguiente cuadro muestra una estimación básica de los reguladores de carga solar según su tipo y el voltaje soportado.
| Tipo de regulador | Voltaje | Rango de precios estándar |
| PWM | 12/24/48 V | 30€ - 150€ |
| MPPT | 100 - 150 V | 100€ - 500€ |
| MPPT | 150 - 250 V | 500€ - 1.000€ |
Por lo general, y tal y como sucede con la mayor parte de los dispositivos de este tipo, no hay un mantenimiento al uso que se deba realizar cada cierto tiempo, pero sí es importante monitorizar su funcionamiento para detectar posibles errores y solucionarlos.
Para llevar a cabo un análisis del estado de un regulador de carga solar se deben analizar varios elementos como los que te explicamos aquí.
El paso más básico para cerciorarnos de que el cargador está funcionando correctamente es comprobar que los cables están en perfecto estado y conectados en el sitio que les corresponde. De este modo, en caso de error, podremos confirmar o descartar que esta sea la causa.
Para que el regulador de carga solar funcione adecuadamente, la batería debe encontrarse en un estado óptimo de rendimiento. Es decir, si la batería está dañada, es muy probable que el regulador no funcione de la manera esperada.
Por último, debemos comprobar el estado del regulador de carga en sí mismo. Por ejemplo, si sus cables no se encuentran en buen estado, es posible que en poco tiempo suframos un fallo relacionado con su funcionamiento, si es que todavía no ha sucedido.
Además de las comprobaciones oculares anteriores, hay una serie de pruebas que podemos realizar para evaluar el estado del cargador solar y determinar si necesitamos realizar tareas de mantenimiento. Eso sí, ten en cuenta que, para llevarlas a cabo, será necesario desconectar el regulador del resto de dispositivos.
Analizar el voltaje de salida
Con la ayuda de un multímetro, realiza una medición del voltaje de salida del dispositivo. Si el resultado es considerablemente inferior a la clasificación de la placa fotovoltaica, entonces probable que el regulador esté experimentando un fallo o sea defectuoso.
Comprobar el voltaje de entrada
Debemos medir el voltaje de entrada del regulador con un multímetro y asegurarnos de que este no es demasiado elevado, ya que, en este caso, es bastante habitual que el dispositivo esté experimentando un fallo.
Examinar la resistencia interna
De nuevo con la ayuda de un multímetro, debemos medir la resistencia interna del regulador. Si observamos una resistencia demasiado alta o demasiado baja, es indicativo de la existencia de un problema. En el caso de que la resistencia sea demasiado alta, podemos estar ante un problema de deterioro del dispositivo; si la resistencia es demasiado baja, puede que se haya producido un cortocircuito en el interior del regulador de carga.
