Controladores Solares PWM frente a MPPT
Hoy echamos un vistazo a los dos tipos de controladores solares actualmente disponibles y examinamos los beneficios que cada uno puede aportar a tu sistema.
Los controladores solares toman la energía recolectada de tus paneles solares y la regulan para cargar adecuadamente tu batería, sin sobrecargarla. Si bien existen muchas marcas, todas usan tecnología PWM o MPPT; pero, ¿Qué significa esto y cómo funciona?
Controladores PWM
Los controladores solares PWM (modulación de ancho de pulso) actúan como un interruptor entre los paneles solares y la batería. Cuando tu batería está conectada a un controlador PWM, el voltaje de tu panel solar se reduce para ser igual al de esa batería como resultado de la gran carga y cualquier caída de voltaje en el tendido del cable. Este voltaje solo comenzará a aumentar una vez que la batería esté más cargada y su voltaje aumente. Cuando se alcanza el voltaje de absorción de la batería, la salida del controlador comienza a encenderse y apagarse con una longitud de pulso variable para evitar la sobrecarga de la batería durante la etapa de absorción.
Como resultado de la caída de voltaje, nunca utilizará todo el potencial de tu panel, incluso cuando la batería esté completamente cargada y el voltaje aumente a 14,8 V. Para ayudarte a comprender esto, aquí hay algunos ejemplos rápidos que usan un panel solar típico de 100W.
Este panel de 100 W puede producir 4,95 A, por lo que cuando se conecta con un controlador PWM a nuestra batería y el voltaje se reduce a 13 V, obtenemos los siguientes resultados:
- 13 V x 4,95 A = 64,35 W
Incluso con la batería completamente cargada y el voltaje aumentando a 14,8 V, la potencia de salida está restringida:
- 14,8 V x 4,95 A = 73,26 W
Como puedes ver, nunca utilizamos todo el potencial del panel (su punto de máxima potencia) porque el voltaje se reduce a 13 V y, por lo tanto, perdemos el 35 % de la potencia de salida potencial de nuestro panel de 100 W. Incluso a 14,8 V, la pérdida sigue siendo de alrededor del 25 %.
Controladores MPPT
Los controladores solares MPPT (Maximum Power Point Tracking) son más avanzados que los controladores PWM. Usando microprocesadores y software, un controlador MPPT ajustará continuamente el voltaje de entrada para recolectar la máxima potencia disponible del panel solar, que luego puede convertir en un voltaje de salida utilizable para cargar la batería. Este tipo de controlador evita que la batería y el panel solar se conecten directamente, evitando así la caída de voltaje y la pérdida de potencia máxima que se observa con los controladores PWM.
Ser capaz de manejar el voltaje máximo del panel es lo que permite que el controlador MPPT proporcione un aumento del 30 % (en promedio) en la energía recolectable, especialmente en condiciones más frías.
Temperatura
La temperatura puede tener un impacto significativo en la potencia de salida de tu panel y esto también puede afectar el rendimiento del controlador. Los paneles solares están diseñados para funcionar mejor en condiciones de frío y, por lo tanto, producirán su máxima potencia a temperaturas más bajas. Un panel solar producirá una corriente prácticamente constante sin importar la temperatura, sin embargo, el voltaje máximo de potencia (el voltaje en el que la salida de corriente comienza a disminuir) disminuirá a medida que aumente la temperatura. En climas más cálidos, por lo tanto, la capacidad del panel para producir toda su potencia de salida (voltaje x corriente) disminuye. Esto significa que si se encuentra en un clima más cálido, es posible que observes una ligera disminución del rendimiento de un controlador MPPT a medida que el voltaje máximo de potencia se acerca al voltaje de la batería. Sin embargo, si la unidad se ha dimensionado correctamente, esto no debería causar ningún problema, ya que el voltaje del panel siempre permanecerá por encima de la batería. Sin embargo, si solo tienes 1 panel, puedes encontrar que proporciona el mismo rendimiento que un controlador PWM.
Sombreado de Paneles
La sombra de los paneles por los árboles que sobresalen o incluso la simple cobertura de nubes también reduce aún más el voltaje del panel solar, lo que significa que la pérdida de energía cuando se usan controladores PWM puede ser aún mayor. Al usar un controlador MPPT, el voltaje debe permanecer mucho más alto que el de la batería y, por lo tanto, brindar un mayor rendimiento que los controladores PWM. El uso de Paneles en serie arrastrará hacia abajo cada módulo que esté conectado en serie con el sombreado. Por lo tanto, recomendamos el paralelo para aplicaciones en las que es probable que haya sombra, como un yate con sombra del mástil.
Conclusión
Los controladores PWM ofrecen una solución de bajo costo para paneles solares pequeños y se utilizarían mejor en climas cálidos (40 o C+).
Los controladores MPPT no solo intentan recolectar el máximo voltaje de energía, sino que también te permiten agregar paneles solares más grandes que tienen voltajes más altos. También ofrecen el mejor rendimiento en climas más fríos con condiciones nubladas o lluviosas, o donde se pueden producir sombras en los paneles.
Recomendamos usar un sistema de paneles solares con un voltaje más alto en comparación con el voltaje de la batería, por lo que 2 módulos de 12 V en serie para una batería de 12 V o al menos 3 módulos de 12 V para una batería de 24 V y así sucesivamente. Esto siempre nos dará un mejor rendimiento.
