¿Cuándo usar un regulador solar MPPT o PWM?

El regulador solar en una instalación fotovoltaica es el elemento encargado de controlar la energía eléctrica recogida por las placas solares y le hace llegar al banco de baterías para almacenar.

La tecnología ha avanzado en diferentes tipos de reguladores de carga desde que las instalaciones de autoconsumo se han extendido al existir una normativa más permisiva y las empresas desarrolla un nicho de mercado en la venta e instalación de sistemas solares. Lo que proporciona normativas como el Real Decreto 244/2019, por el que se regulan las condiciones administrativas, técnicas y económicas del autoconsumo de energía eléctrica.

¿Para qué sirve un regulador de carga solar?

El regulador solar gestiona si existe consumo energético de cargas el distribuir la energía para gestionar y regular las necesidades, de modo que gestiona la energía demandada por las cargas obteniéndola de la corriente que suministra las placas si es suficiente y el resto la vierte en el banco de baterías si tiene capacidad. Por tanto, se encarga de controlar el flujo energético. En el caso de ser insuficiente la generada por los paneles solares fotovoltaicos se complementa con la energía de las baterías.

Las funciones de un regulador solar son:

• Regula el proceso de carga de baterías como controlador de carga.
• Controla la tensión de la batería.
• Controla la conexión y desconexión de consumos.

En la línea de llevar a cabo instalaciones adecuadas con la selección de equipos el IDAE promueve información y formación adecuada en busca de instalaciones adecuadas.

¿Qué es un regulador PWM (Pulse Width Modulation, modulación por anchura de pulsos)?

Reducen la tensión y mantienen intensidad constante, alargando la vida útil, la eficiencia ronda el 70 %.

Este regulador solar PWM trabaja a una tensión constante de entrada y salida por lo que estamos obligados en la instalación a dimensionar tanto el circuito de cargas como el banco de baterías a tensiones normalizadas como pueden ser con baterías de 12 V ó 24 V.

¿Qué es un regulador MPPT (Maximum Power Point Tracking, o seguidor del punto de máxima potencia)?

Cuentan con una electrónica interna de potencia más completa de modo que regula la intensidad de salida buscando y forzando a las placas fotovoltaicas a trabajar en un punto de trabajo óptimo y obtener un rendimiento muy elevado cercano al 99 %.

La salida de intensidad es más elevada y fuerza también a modificar la tensión para obtener un valor de potencia óptimo. Si bien el valor de tensiones no es constante y afecta negativamente a la vida útil de baterías, se aprovecha mejor el dimensionado y número de placas necesarias para poder abastecer una instalación al contar con un rendimiento mayor.

Grandes empresas que cuentan con superficies en edificios adecuados ve en este tipo de instalaciones una inversión para obtener un rendimiento energético y económico, por lo que algunas empresas españolas se han lanzado a llevar a cabo instalaciones de paneles solares.

PWM vs. MPPT

Las instalaciones fotovoltaicas están en auge sobre todo en el sector de rehabilitaciones energéticas, si bien debemos estudiar que tipo de regulador solar pueda ser adecuado en según cada caso. Para lo cual empresas de sector de las instalaciones realizan estudios adecuados siguiendo las directrices de asociaciones como la Asociación de Empresas de Eficiencia Energética (A3E)

¿Cómo funciona un regulador solar PWM?

Es más compacto y más económico y prolonga la vida útil de las baterías, por lo que lo utilizaremos en pequeñas instalaciones donde prevalece un retorno de inversión económica más rápido y unas necesidades de consumo cubiertas fácilmente para instalaciones de baja potencia y sencillas.

Esta instalación mantiene una tensión constante de modo que será de aplicación en instalaciones que no soporten variaciones acusadas de tensión

Si podemos dimensionar la instalación de modo que a pesar del uso de un regulador solar del tipo PWM conseguimos trabajar en un punto cercano al punto de trabajo óptimo obtendremos una eficiencia alta. En cambio, si trabajamos alejados del punto de trabajo óptimo, o punto de máxima potencia, la eficiencia caerá bastante en valor.

Este regulador solar PWM suelen averiarse al sobrepasar en sus circuitos la intensidad nominal

¿Cómo funciona un regulador solar MPPT?

Proporciona una variación en las salidas de tensión que deben ser asumibles por las cargas eléctricas conectadas. No obstante, actualmente la mayoría de las cargas eléctricas pueden absorber esta variación convirtiéndose este sistema en el más adecuado energéticamente si bien resulta más costoso y menos robusto.

Este regulador solar MPPT admite una entrada de tensión diferente a la salida al banco de baterías. Por ello, admite una configuración de paneles solares en serie y paralelo. Esto permite obtener unas tensiones más elevadas evitando perdidas eléctricas al transmitir valores de mayor tensión y reduciendo la intensidad. Y la alimentación al banco de baterías la regula a un valor de tensión e intensidad cercano al punto de máxima potencia independiente de la tensión que aporta las placas solares.

Este tipo de regulador solar MPPT suelen averiarse al sobrepasar la tensión máxima suministrada por la entrada fotovoltaica.

La posibilidad de regulación del punto óptimo de trabajo los hace adecuados en instalaciones que se prevean zonas de sombras a lo largo del ciclo diario de modo que aun existiendo ciertas sombras puntuales.

Diferencias entre un regulador solar PWM y MPPT

La principal diferencia entre los reguladores de carga PWM y MPPT es que los MPPT son más eficientes, puesto que estos sistemas pueden procesar un índice de voltios mayor que las baterías, lo que se traduce en mayor flexibilidad. Esto se debe a que funcionan de forma diferente: los reguladores PWM reciben la corriente del panel justo por encima del voltaje de la batería, mientras que los MPPT absorben esta carga eléctrica a la mayor potencia posible que puede alcanzar el panel solar.

Por otra parte, los reguladores PWM son más baratos que los MPPT, por lo que en casos en los que no se necesite un nivel de rendimiento y eficiencia excepcional es más rentable emplear reguladores PWM.

Diferencias de uso entre un regulador solar PWM y uno MPPT

¿Cuándo utilizar un regulador solar PWM?

• En pequeñas instalaciones del orden de tres placas resultando un sistema económico y capaz de resolver las necesidades.
• Cuando por estudios económicos debemos reducir coste en post de perder parte de rendimiento.
• Con el uso de placas solares con salida constante de 24 V y no admiten una regulación del punto de trabajo.

¿Cuándo utilizar un regulador solar MPPT?

• Donde se utilizan placas solares con una cantidad elevada de celdas del orden de 60 y cuya tensión no es normalizada del orden de 30 V.
• En instalaciones de grandes extensiones y las distancias son elevadas para reducir las pérdidas por transporte al utilizar tensiones elevadas y reducir las intensidades.
• Cuando se trate de instalaciones con ánimo de lucro y venta de producción energética donde prima tener un rendimiento muy alto.

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