Inicio ENERGÍA SOLAR ELÉCTRICA Cómo dimensionar reguladores de carga

Cómo dimensionar reguladores de carga

5736
23
Compartir

Regulador de carga en sistemas fotovoltaicos

Tamaño y Calidad antes de ser instalado

1. -Introducción

Empezamos este mensaje con dos recomendaciones. 1) Del Departamento de Energía Solar del Instituto para la ‘Diversificación y Ahorro de Energía (IDAE) y 2) del ‘Centro de Estudios de Energía Solar’ CENSOLAR como siguen:

  • Un Regulador de Carga se selecciona para que sea capaz de resistir sin daño una sobrecarga simultánea a la temperatura ambiente máxima en la instalación de paneles o placas, como dice en el video.
  • Considerar siempre en la línea del generador, un 25 % superior a la corriente de cortocircuito (Isc) del generador fotovoltaico, en Condiciones Uniforme de Medida (CEM). 
  • La Corriente en la línea de consumo debe ser un 25 % superior a la corriente máxima de la carga de consumo.

2. -Procedemos a los cálculos

Nos enseñan que debemos tener los datos de Intensidad de entrada al Regulador y la Intensidad de Salida de este Regulador.

2.1 -Intensidad de entrada al Regulador

Para esto ya hemos calculado la cantidad y calidad de paneles para nuestro sistema donde se va a instalar un Regulador, entonces ya sabemos el dato o los datos de Isc de los paneles .

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

(entrada) = Isc (panel) x No. Paneles x 1.25 

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

Un ejemplo…

En 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.

Por lo tanto, ya podemos dimensionar el tamaño del Regulador de carga:

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

O sea, tenemos ya el dato de entrada a nuestro Regulador:

I  = ( 8.3 ) x ( 5 ) x ( 1.25 ) 

51.87 A

2.2 -Intensidad de Salida del Regulador

Para esto nos orientamos a los artefactos o herramientas o equipo para lo cual necesitamos el Regulador. Nuestra mirada es el Consumo de Energía.

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

Importante: Debe conocerse el dato de 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, este dato es de Una Imax igual a 1,205 Watts ojo, como carga instalada, que es la suma de cada uno de los artefactos instalados:

Televisor (70W), Cafetera (200W), Microondas (900 W), Ventilador (15 W) y Mini Refrigerador (20)

Hasta aquí hemos hallado el dato de Salida de un Regulador para esta Potencia Instalada (1,205 W).

Continuamos…

Vamos a estimar que la Tensión en nuestro sistema opere con baterías de 12 V cuyo rendimiento estimamos un 80 %.

Aplicando la siguiente fórmula, estaremos conociendo la Intensidad Máxima de Instalación (Imax) como sigue:

Imax = 1,205/(12×0.80)

Imax = 125.52 A

Cuyo dato será finalmente considerando un 25 % de seguridad, es decir, la Intensidad de Carga o Salida del Regulador (Dimensión del Regulador), es:

(salida) = Imax * 1.25

(salida) = 125.52 x 1.25      

156.90 A 

3. -Resultados 

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

4. -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 (Máximum 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.

Deseas visitar la Tienda de Amazon para apreciar calidad y precios de paneles, cables, reguladores, etc. Haz clic a continuación >> energía solar fotovoltaica



Compartir
Artículo anteriorOrientación de Paneles en Sur América
Artículo siguientePeso y área que cubren los paneles FV
Ingeniero Químico Colegiado, Universidad Nacional San Cristóbal de Huamanga. Post-grado Proyectos de Electrificación Rural Energía Solar, Pontifica Universidad Católica del Perú Maestría en Gestión y Auditorías Ambientales -FUNIBER- graduado Universidad de Piura, Perú. Consultor: Concejo Nacional de Consultores del Perú Experiencia: Gerencia de Operaciones Centro Industrial de Carbón y Coque.” Interamericancoal S.A.” – Colombia Exfuncionario de Operaciones Empresas Minero Metalúrgicas de la C. de P. Corporation, Centromin Perú y Doe Run Peru SRL. Miembro de la “Asociación Peruana de Energía Solar”. Miembro de “International Solar Energy Society”-ISES, Freiburg Alemania. Afiliado Marketing ONLINE: http://www.eliseosebastian.com; Facebook: /eliseosebastiantames Twitter: /eliseosebas Skype: eliseo801

23 Comentarios

  1. 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.

    • 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. Tengo un regulador de 20 amperios de capacidad, si quiero conectar el inversor a este regulador para que regule la descarga, sera capaz este regulador de soportar la corriente demandada por un motor de 1 caballo de fuerza, teniendo en cuenta la corriente de arranque del motor? Muchas gracias.

  3. tengo paneles solares de maximo power voltage 37.0 y open cicuit voltage 45.9 necesito un controlador de carga paraq esos voltage de mis paneles donde encuentro esos controladores

  4. que tal!! tengo que alimentar una instalacion con una carga de 390 Ah/dia puedo elegir un controlador de 20A, 40A, 60A, 80A. Si yo elijo utlilizar los de 60 A tengo que comprar 6.5 controladores pero como los conecto a mi inversor?

    • Luiz, te agradezco por tu pregunta. No olvidar que la capacidad de un controlador está en función al dato de Isc de tus paneles FV y no a la carga. Lo que va a controlar tu componente es a tus paneles y a la o las baterías, por lo tanto debes conocer el dato ‘corriente de cortocircuito’ (Isc) de tus paneles y aplicar la fórmula que se indica el artículo. No puedes elegir un controlador sin tomar en cuenta este dato. Lo tienes en el artículo. Un saludo. Atte. http://www.eliseosebastian.com

  5. hola eliseo…tengo tres paneles instalados en paraleleo…puse un controlador y un inversor honda cuadrada de 600w ….luego corri cables por mi depa con cable de 14 y al principio funciono todo bien puse 5 focos led de 12 v . y prendi un televisor de 12 pulgadas led….al tercer dia se chamusco el controlador este es de 20 amp estilo wpm…..que paso?

    • Mi estimado Carlos. Tú tienes frente a ti un mensaje de cálculos, estimados, porcentajes de seguridad con el artículo “Dimensionar un regulador de carga…” ¿me puedes confirmar cuáles son tus cálculos de dimensionamiento para tu proyecto? o lo haz hecho (instalado) sin un celoso dimensionamiento. Si cumples los pasos que nos recomiendan ‘no debía chamuscarse nada’ o ninguno de tus componentes. Saludos. Atte. http://www.eliseosebastian.com

  6. para una instalacion solar en el mar que equipos son los adecuados usar es decir : regulador de carga , inversor , los cables optimos que se deben usar en instalaciones en el mar , la oxidacion o que factores pueden afectar a algunos de estos equipos y que puedo usar para prevenirlo .

  7. HOLA, ME QUEDA UNA DUDA CON RESPECTO A LA CORRIENTE DE SALIDA DE UN REGULADOR PARA CARGAR UNA BATERIA.
    DE ACUERDO CON MUCHOS AUTORES EN LA MATERIA INDICAN QUE UNA CORRIENTE IDEAL PARA CARGA DE UNA BATERIA ES DEL 7 AL 10% CON RESPECTO AL AMPERAJE DE LA BATERIA.
    AHORA BIEN, YO TENGO UN REGULADOR DE 12 VOLTS DE TENSION Y A 10 AMPERES DE SALIDA CONECTADA A UNA FUENTE DE CELDAS SOLARES . ¿PODRIA CARGAR CON ESTE REGULADOR UNA BATERIA DE 12 VOLT A 100 AMP/HR, SIN PELIGRO DE SOBRECALENTAMIENTO.

    • Hola Alberto: Gracias por tu consulta. Claro que el rango de seguridad o compensación para evitar pérdida de energía o sobrrecalentamiento hasta en los cables es de 10%. Entiendo que has querido decir del 7 al 10% más con respecto al amperaje de la batería. Eso es, está bien pero mucho mejor de mayor capacidad tampoco no sobredimencionar. Te sugeriría que lo hagas y estar cerca para evitar retorno de corriente. En conclusión no pasa nada/ Espero me sigas contando cómo te va. Saludos http://www.eliseosebastian.com

  8. ESTIMADO ELISEO, ES UN GUSTO PERTENECER A TU EQUIPO, DIGO YO SI ME CONSIDERO, ES CORRECTO Y RECOMENDABLE EFECTUAR LOS CALCULOS PARA SELECCIONAR EL CONTROLADOR, RECORDANDO LA LEY DE OHM, EJEMPLO V/R=IX1.2, ESTO ES CORRECTO.

    • Agradezco tu sinceridad Martín. Me alegro que te sumas al estudio. La clave es programarte una vez al día. Dale un minuto o 20 minutos por día o más, pero no dejar. Claro que la Ley de Ohm lo tengo bien explicado aquí y otros que quieras. Felicitaciones y adelante!!!

  9. BUENAS TARDES ING ELISEO,

    LO FELICITO POR SU APORTE AL CONOCIMIENTO DE ESTE TIPO DE ENERGIAS ALTERNAS, ME INTERESA SABER MAS SOBRE ESTE TEMA, YO SOY VENDEDOR EN MEXICO Y ME PIDEN QUE REALIZE COTIZACIONES DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS, EN EST VEZ OCUPAN ACCIONAR UNA BOMBA DE 1 HP DURANTE 12 HRS Y SEGUN UNA CALCULADORA SOLAR QUE ENCONTRE EN INTERNET OCUPO UN CONTROLADOR DE MINIMO 181 AMPS, MI DUDA ES EXISTEN?? DE ESA CAPACIDAD O SE PUEDEN SUMAR VARIOS CONTROLADORES???

    SALUDOS

  10. hola que tal ing. Eliseo estoy realizando un proyecto para colocar un panel en Mexico en una comunidad llamada Tula me han servido de mucho sus conocimientos que aqui comparte y anteriormente ya hemos platicado por este mismo medio en esta ocasion se me presento una en cuanto a la intensidad de entrada al regulador

    ya entendi que para la intensidad de entrada tengo que ver el isc en la etiqueta del panel y multiplicarlo por 1.25
    en las especificaciones tecnicas del panel que tengo aparecen

    ISC stc = 8.62a Y ISC noct = 6.95 a

    STC de acuerdo a lo que he leido es que los fabricantes usan lo que es llamado standar test conditions (stc) exponen el panel solar en su fabrica a 1000watts por pulgada cuadrada de intensidad de sol manteniendo una temp de 25 °c esto nos da la clasificacion STC

    NOCT (normal operating cell temperature) supone lo siguiente 800w por metro cuadrado de iradiacion solar y 20° c

    mi duda es cual debo elegir para realizar el calculo

    si tomo la isc la cual es 8.62 a X 1.25 = 10.8a
    si tomo noct la cual es 6.95 a X 1.25 = 8.68a

    es recomendable un controlador de 10A aunque nos de el resultado 10.8A o se reomienda otro de mas amperaje?
    seguire leyendo sus articulos ya que de ellos he aprendido y puesto en practica el conocimiento
    le mando un afectuoso saludo desde Mexico

    • Me da gusto Daniel, saludar tu empeño. No dejo de contestar aunque en la espera en un Gate de Atlanta de paso a Baltimore. Mira respecto a tu pregunta como primera impresion con la corriente en cortocircuito Isc mayor (8.62A) obviamente te conviene. Me gustaría conocer más detalles de las características del panel y del Regulador. Favor consigue su marca (vendedor), su Web site. Es bueno saber más características del Model. Incluso Modelo. Espero tu respuesta… sigo mi vuelo…Saludos….

      • Que tal ing Eliseo tendra un correo electronico para enviarle la ficha tecnica del panel ? en cuanto al controlador no se si decidirme por el de 10A o de 15A ya que el calculo me da 10.8 tomando en cuenta el isc mas alto, usted cual me recomendaria espero su respuesta y que tenga un excelente viaje

  11. Estimado Ing. Sebastian SALUDOS Y TE FELICITO ´POR TU GRAN APORTE AL CONOCIMIENTO!!

    SERIAS TAN AMABLE DE ENVIARME LO DEL REGULADOR A MI MAIL?

    SALUDOS

    Ing. Alfredo Brain

    • No contactamos ni con celulares ni con eMails mi querido amigo Alfredo, me sería imposible. Todos quieren atención personalizada y GRATIS. Imposible!. Gracias por tu aliento, trabajamos para ti y el mundo que quiere a su naturaleza. En el artículo que haz leído hay dirección, costos y detalles de este equipo. Favor lee tranquilo y bien. También tienes enlaces. Visita siempre http://www.eliseosebastian.com. Mucho saludos y mucho esfuerzo de tu parte. Espero tu aporte y puntos de vista técnico.

Comments are closed.