Controlador de carga solar PWM

- Nov 05, 2018-

Un controlador de carga que va entre los paneles solares y el banco de baterías tiene la función de evitar que los paneles solares sobrecarguen las baterías. El algoritmo, o estrategia de control, de un controlador de carga determina la eficiencia de la carga de la batería y la utilización del panel solar, lo que en última instancia influye en la capacidad del sistema para satisfacer las demandas de carga y la vida útil de la batería.

off grid solar system

PWM significa Modulación de ancho de pulso (PWM, por sus siglas en inglés), es el medio más efectivo para lograr una carga constante de la batería al cambiar los dispositivos de alimentación del controlador del sistema solar. Cuando se encuentra en la regulación de PWM, la corriente de la matriz solar disminuye al responder al estado de la batería y las necesidades de recarga.

 

Los cargadores solares PWM emplean tecnología como otros cargadores de baterías modernos de alta calidad. Cuando el voltaje de la batería alcanza el punto de ajuste de regulación, el algoritmo PWM reduce lentamente la corriente de carga para evitar el calentamiento y la gasificación de la batería, pero la carga continúa devolviendo la cantidad máxima de energía a la batería en el menor tiempo. El resultado es una mayor eficiencia de carga, una recarga rápida y una batería normal a plena capacidad.

 

Tres etapas de carga PWM

 

1. Carga a granel

Fase masiva El propósito principal de un cargador de batería es recargar una batería. Esta primera etapa suele ser donde realmente se utilizará el voltaje y el amperaje más altos para el que está calificado el cargador. El nivel de carga que se puede aplicar sin sobrecalentar la batería se conoce como la tasa de absorción natural de la batería. Para una batería AGM de 12 voltios típica, el voltaje de carga que ingresa a la batería alcanzará los 14.6-14.8 voltios, mientras que las baterías inundadas pueden ser aún más altas. Para la batería de gel, el voltaje no debe ser más de 14.2-14.3 voltios. Si el cargador es un cargador de 10 amperios, y si la resistencia de la batería lo permite, el cargador emitirá un total de 10 amperios. Esta etapa recargará las baterías que estén muy agotadas. No hay riesgo de sobrecarga en esta etapa porque la batería aún no se ha llenado por completo.

 

2. Carga de absorción

Absorción Los cargadores StageSmart detectarán el voltaje y la resistencia de la batería antes de la carga. Después de leer la batería, el cargador determina en qué etapa se debe cargar correctamente. Una vez que la batería haya alcanzado el 80% * de carga, el cargador entrará en la etapa de absorción. En este punto, la mayoría de los cargadores mantendrán un voltaje estable, mientras el amperaje disminuye. La corriente más baja que ingresa a la batería eleva de manera segura la carga de la batería sin sobrecalentarla. Esta etapa lleva más tiempo. Por ejemplo, el último 20% restante de la batería toma mucho más tiempo en comparación con el primer 20% durante la etapa de carga. La corriente disminuye continuamente hasta que la batería alcanza su capacidad máxima.

 

3. Carga de flotador

Etapa flotante: algunos cargadores ingresan al modo flotante desde el estado de carga en un 85%, pero otros comienzan cerca del 95%. De cualquier manera, la etapa de flotación lleva la batería completamente y mantiene el estado de carga al 100%. El voltaje disminuirá y se mantendrá a una velocidad constante de 13.2-13.4 voltios, que es el voltaje máximo que puede contener una batería de 12 voltios. La corriente también disminuirá a un punto donde se considera un goteo. De ahí proviene el término "cargador de goteo". Esencialmente, es la etapa de flotación donde la carga entra en la batería en todo momento, pero solo a una tasa segura para garantizar un estado de carga completo y nada más. La mayoría de los cargadores inteligentes no se apagan en este momento, pero es completamente seguro dejar la batería en modo flotante durante meses o incluso años.

3 stage-charge controller

Características de un controlador de carga PWM


1.   Capacidad para recuperar la capacidad de la batería perdida y desulfatar una batería.

2.    Incrementa dramáticamente la aceptación de carga de la batería.

3.   Ecualizar células de batería a la deriva.

4.   Reducir el calentamiento y gasificación de la batería.

5. Ajustar automáticamente para el envejecimiento de la batería.

6 Autorregulación para caídas de tensión y efectos de temperatura en sistemas solares


Funciones principales realizadas por los controladores de carga solar

 

Además de la función principal de cualquier controlador de carga es controlar la cantidad de carga que entra y sale de la batería, el controlador de carga solar realiza varias otras funciones útiles:


1. Bloque de corriente inversa

Esta función facilita un flujo unidireccional de corriente desde el panel solar a la batería, y bloquea el flujo inverso durante la noche.


2. Protección contra baja tensión.

El bajo voltaje ocurre cuando las baterías han perdido el 80% de su carga. Se recomienda sacar la batería del circuito y volver a conectarla solo durante la carga.


3. Evitar la sobrecarga de la batería

El controlador de carga detiene la carga de las baterías una vez que están suficientemente cargadas.


4. Configurar los puntos de ajuste de control

Varios puntos de ajuste podrían ser editados y reprogramados usando los controladores de carga. Esto ayuda a ajustar los ciclos de carga y descarga de la batería para garantizar el rendimiento más eficiente y una vida útil más larga.


5. Pantallas y medición

Algunos parámetros comúnmente monitoreados incluyen: nivel de voltaje, porcentaje cargado, tiempo de descarga actual en la carga de llenado, etc.


6. Resolución de problemas e historial de eventos

Algunos controladores de carga tienen una memoria integrada para guardar eventos y alarmas con una marca de fecha y hora. Este historial de eventos y alarmas ayuda a resolver problemas rápidamente.

 

Parámetros programables

 

Hay cuatro parámetros clave que se pueden programar en los controladores de carga.

1. Punto de ajuste de la regulación

Este es el máximo voltaje de punto de ajuste . Cualquier controlador de carga protegerá la batería para alcanzar un voltaje superior a este voltaje. En este punto, dejará de cargar la batería.

 

2. Punto de ajuste de histéresis de regulación

Esta es la diferencia entre la tensión de punto de ajuste de la regulación y la tensión cuando se vuelve a aplicar la corriente máxima, también llamada Intervalo de tensión de histéresis de la regulación. Este punto de ajuste debe ser lo más alto posible para evitar interrupciones de conmutación y armónicos.

 

3. Punto de ajuste de desconexión de baja tensión

Este es el voltaje de punto de ajuste mínimo. Cualquier controlador no permitirá que la batería alcance un voltaje más bajo que este voltaje. En este punto, desconectará la carga para evitar que la batería se descargue.

 

4. Punto de ajuste de histéresis de desconexión de bajo voltaje

Esta es la diferencia entre el punto de ajuste de desconexión de baja tensión y la tensión a la que se volverá a conectar la carga, también llamada intervalo de tensión de histéresis de desconexión de baja tensión. Este punto de ajuste debe ser lo más alto posible para evitar interrupciones frecuentes en la carga conectada.