Dimensionar un regulador de carga

1. Tamaño y calidad antes de instalar

Tomando las recomendaciones del Departamento de Energía Solar del Instituto para la ‘Diversificación y Ahorro de Energía (IDAE) y el ‘Centro de Estudios de Energía Solar’ CENSOLAR su documento conocido como “PCT-REV-febrero 2009”, un párrafo literalmente publicado para tomar acción en cuanto a la selección de un Regulador, dice:

El regulador de carga se seleccionará para que sea capaz de resistir sin daño una sobrecarga simultánea, a la temperatura ambiente máxima, de:

  • Corriente en la línea de generador: un 25 % superior a la corriente de cortocircuito del generador fotovoltaico en Condiciones Estándar de Medida (CEM). 
  • Corriente en la línea de consumo: un 25 % superior a la corriente máxima de la carga de consumo.”

Es decir, calcular la Intensidad de entrada al Regulador y la Intensidad de Salida de este Regulador

2. Intensidad de entrada al Regulador

Por supuesto ya se ha calculado la cantidad y calidad de paneles para nuestro sistema donde se va a instalar un Regulador .

La Intensidad de entrada o de carga al regulador está dada siempre por la fórmula:

(entrada) = Isc x 1.25 

Donde Isc (corriente en cortocircuito) es el dato que se tiene en el catálogo del panel o paneles calculados anteriormente. (ver aquí).

En el ejemplo de nuestra cabaña que debe instalarse en Huancayo, Perú se ha calculado un total de 5 unidades de paneles cuyo Isc (Corriente de cortocircuito de fábrica) es 8.3 A (datos del catálogo del panel modelo REC 230 PE) .

Datos ya calculados:

Caso Cabaña en Huancayo Perú. Se calculó un total de 5 paneles. 

El valor de Isc según catálogo del panel es igual a 8.3 A 

Por lo tanto, tamaño del Regulador:

I(entrada regulador) = ( Isc ) x (No. paneles) x (1.25)

I(entrada regulador) = ( 8.3 ) x ( 5 ) x ( 1.25 ) ==> 51.87 A

3. Intensidad de salida (carga) del Regulador

Se puede seleccionar un Regulador cuya máxima corriente sea 25 % mayor que la Intensidad de Consumo (I consumo). Otros expertos recomiendan el 20 %. 

Debe conocerse la Intensidad Máxima de Instalación ( Imax ) para cargas de corriente alterna (AC)

Tomamos como ejemplo nuestro caso, Cálculo de Paneles para Cabaña en cuya tabla se puede sumar las Potencias (Watts) de los Equipos/Carga total de carga alterna:

Televisor (70 W)+Cafetera (200 W)+Microondas (900 W)+Ventilador (15 W)+Mini Refrigerador (20):  1,205 W.

Deseamos Salida de un Regulador para esta Potencia Instalada (1,205 W).

También hemos preferido que la Tensión en nuestro sistema opere con baterías de 12 V cuyo rendimiento estimamos un 80%.A2-1KW-1

Finalmente la Intensidad Máxima de Instalación (Imax) será igual a:

Imax = 1,205/(12×0.80) => Imax = 125.52 A

Intensidad de Carga o Salida del Regulador (Dimensión del Regulador)

I(salida) = Imax * 1.25

I(salida) = 125.52 x 1.25       ==>156.90 A 

4. Resultados: 

Alternativa 1: Se requiere un Regulador de la dimensión de entrada 50 A y salida >150 A <== 0pcional, como mínimo.

Alternativa 2: Se disponga de un Regulador de entrada 50 A y salida 10 A sin conectar el Inversor a la salida del Regulador, es decir considerando que el Inversor regule la descarga de la Batería.

5. Recomendaciones:

  • Instalar Reguladores con capacidad de desconectar automáticamente los paneles durante la noche para evitar la descarga de la batería.
  • Puedan medir temperatura de la Batería y corregir las tensiones de sobrecarga.
  • Que tenga el sistema de modulación de duración de impulsos (Pulse with modulation-PWM).
  • Capaces de rastreo del Punto de Potencia Máxima del banco de paneles solares (Maximum Power Point Tracking – MPPT)
  • Que cuenten con indicadores de Corte por Baja, Corte por Alta y de Rearme (LVD, HVD, LRV respectivamente).
  • Tenga, mucho mejor, alarmas de los indicadores anotados arriba.
  • Según aplicación, potencia, distancias y tipo de módulos disponibles, etc. puede ser ventajoso emplear un regulador MPPT o uno PWM en caso de que es mayor la potencia del campo fotovoltaico. Más conviene un  Regulador MPPT.  

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23 Comentarios

  1. Hola Orlando. Sí, lo que manda es la Intensidad de Corriente en Cortocircuito que es un dato que tienen de fábrica (Isc) los paneles sin conectar éstos, es decir en forma independiente cuando el voltaje es ‘cero’. El valor de 51.87 A es porque se suman los 5 que calculamos para un ejemplo. Estamos asumiendo entonces que necesitamos un Controlador, necesitamos dimensionar usando estos 5 paneles calculados para los electrodomésticos listados en el ejemplo. No olvides que 8,3 A es lo del catálogo (fábrica) y es solamente de un panel.

    Claro que en otros casos se tiene que jugar con arreglos de paneles según lo requerido, o en paralelo o en serie. Favor de leer http://tiny.cc/yene9x. Gracias por tu interés. A tus órdenes estimado Orlando.

  2. Orlando Ruz dice:

    Hola Eliseo. Muy buenos tus temas técnicos, me aclaran muchas cosas y te felicito por tu aporte.
    Respecto al calculo de los controladores, se toma en cuenta la corriente que proviene de los paneles “¿independiente de la configuración de estos? En el ejemplo que tu das sumas todas las corriente (esto quiere decir que los paneles están en paralelo), pero si po ejemplo los conecto en serie o mixto la corriente no será 51,87 A, sino que un valor mas bajo, por ejemplo, si se conectan en serie será solo de 8,3 A, ¿entonces el regulador deberá ser de otro valor?
    Muchas gracias desde Chile.

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