Regulador de carga: guía completa para entender su uso en energía solar

Un regulador de carga solar es un elemento esencial en un sistema fotovoltaico autónomo, pues permite controlar, como si se tratase de un cerebro, el flujo de energía entre los paneles solares, las baterías y el consumo eléctrico.

Sin este dispositivo, las baterías podrían sufrir daños irreversibles por sobrecarga o descarga excesiva, lo que acortaría su vida útil y podría comprometer la estabilidad de toda la instalación.

Por su gran relevancia, le vamos a dedicar esta guía completa para que puedas entender qué es y cómo funciona un regulador de carga para instalaciones de autoconsumo solar.

¿Qué es un regulador de carga solar para paneles solares y para qué sirve?

Regulador de carga solar

Un regulador de carga solar es un componente de un sistema fotovoltaico que gestiona el flujo de energía entre los paneles solares y las baterías. Sirve principalmente para evitar sobrecargas, descargas profundas y daños en el sistema.

El regulador se instala entre el campo fotovoltaico del panel solar y el de las baterías y lo que hace es controlar la energía que circula entre ambos a través de parámetros como la intensidad, el voltaje y el tiempo.

Aunque la normativa en España no menciona directamente estos reguladores, sí que se puede deducir su necesidad para gestionar y proteger las baterías solares, ateniendo a lo recogido por el Real Decreto 244/2019 y el Reglamento electrónico para baja tensión e ITC (REBT), en cuanto a principios y buenas prácticas de seguridad implícitas para toda instalación eléctrica.

Aplicaciones de los reguladores de carga solar: ¿dónde se usan?

Los reguladores de carga solar pueden colocarse en todo tipo de instalaciones de autoconsumo fotovoltaico con baterías, siendo especialmente necesaria en:

  • Viviendas aisladas con una instalación off-grid o desconectada de la red eléctrica.

  • Autocaravanas y vehículos “camperizados”.

  • Granjas y casetas rurales para la gestión del riego.

  • Sistemas de autoconsumo residencial e Instalaciones solares híbridas, sobre todo si los paneles cargan directamente las baterías sin pasar por el inversor híbrido. 

Asimismo, es uno de los componentes que conviene que contenga un kit solar portátil porque permite aprovechar mejor la energía solar disponible.

En lo tocante a las instalaciones fotovoltaicas sin baterías conectadas 100 % a la red con vertido cero (autoconsumo directo sin almacenamiento), suelen contar con el regulador embebido en los inversores.

¿Cómo funciona un regulador de carga solar?

Cuando los paneles solares generan electricidad, esta energía necesita ajustarse al voltaje y corriente adecuados para poder cargar las baterías sin dañarlas.

En este punto es donde entra el regulador de carga solar que es un convertidor de potencia que funciona de manera simplificada en 2 fases:

  1. Fase de carga. Asegura que la batería reciba una carga suficiente para evitar descargas profundas. También ayuda a prevenir la sobrecarga, esto es, que la batería reciba más energía de la que puede almacenar.
  2. Fase de descarga. Garantiza que el suministro eléctrico enviado a los consumos sea el adecuado, mientras evita sobredemandas que pueden dañar la batería por un vaciado excesivo.

Ahora bien, más allá de esta versión simplificada, los reguladores modernos trabajan con hasta 4 etapas de carga:

  1. Etapa bulk. Se suministra la máxima corriente posible para cargar rápidamente la batería llegando hasta el 80 % o 90 % de su capacidad. En el proceso eleva el voltaje de forma progresiva.
  2. Etapa de absorción. Hasta alcanzar el 100 % de la capacidad, la energía se reduce de manera paulatina y se mantiene el voltaje, restaurando el electrolito, sobre todo cuando ha habido descargas intensan.
  3. Etapa de flotación. Es la fase en la que se mantiene la batería completamente cargada con una corriente mínima que ayuda a compensar la autodescarga.
  4. Etapa de ecualización. El regulador aplica una sobrecarga controlada que homogeneiza la densidad del electrolito (esta etapa se llama también “de gaseo”) y nivela el voltaje de todas las celdas, lo que ayuda a evitar la sulfatación en las baterías de plomo-ácido (en principio esta fase no se recomienda en baterías de gel o AGM).

Para seguir profundizando sobre qué hace un regulador de carga en una instalación solar, es necesario que abordemos los dos tipos principales de reguladores: los PWM (del inglés Pulse Width Modulation, en español Modulación de Ancho de Pulso) y los MPPT (del inglés Maximum Power Point Tracker, en español seguidor del punto de máxima potencia).

Tipos de reguladores de carga: ¿cuál es mejor, PWM o MPPT?

A continuación vamos a poner el foco en los 2 tipos principales de reguladores de carga.

¿Cómo funciona un regulador de carga solar PWM?

El funcionamiento del regulador PWM es semejante al de un interruptor eléctrico: conecta y desconecta las placas solares a la batería para controlar la carga, aunque no adapta el voltaje. Lo que hace es reducirlo para que el voltaje del panel y de la batería sea el mismo. 

Es una solución económica y sencilla, ideal para instalaciones pequeñas (12 V - 24 V) en las que ambos voltajes son cercanos, pero puedes perder eficiencia energética.

¿Cómo funciona un regulador de carga solar MPPT?

El regulador de carga solar MPPT funciona de manera inteligente: analiza constantemente el voltaje y la corriente de los paneles para detectar el punto de máxima potencia (MPP), esto es, donde se genera más energía útil. Esto explica que se llamen también maximizadores.

Lo consigue de la siguiente forma:

  • Mide la tensión y corriente de los paneles en tiempo real y calcula el MPP.

  • Convierte la energía en voltaje ideal para cargar las baterías, como lo haría un convertidor DC-DC.

Este regulador puede usarse para paneles solares que tengan un mayor voltaje que la batería y puedes conseguir una mayor eficiencia energética que con los PWM.

¿Cómo elegir el regulador de carga ideal?

Para elegir el mejor regulador de carga para ti, ten en cuenta los siguientes factores:

  • Selecciona el tipo de regulador: PWM para instalaciones más pequeñas, MPPT para instalaciones medianas o grandes.

  • El regulador debe ser compatible con el banco de baterías, y soportar el mismo voltaje.

  • Verifica que el regulador solar soporte la corriente máxima de tus paneles solares, considerando siempre un margen de seguridad. La fórmula básica para calcularla es: Corriente = Potencia total del campo solar (W) / Voltaje del sistema (V), añadiendo un 20 % o 30 % de seguridad.

  • Valora invertir en dispositivos con funciones adicionales como la compensación de temperatura, opciones de monitoreo, etc.

En conclusión, un regulador de carga solar adecuado es el que se adapta al tamaño de la instalación, el tipo de batería, al voltaje de trabajo y al entorno físico. Este dispositivo va a ayudarte a proteger tu inversión solar y a maximizar su eficiente energética. En definitiva, te va a permitir rentabilizar al máximo tus baterías.

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