Regulador de carga solar: ¿cuál es su función?  

La energía solar seguirá protagonizando la transición ecológica durante este 2024. Estas son conclusiones del Gobierno de España y también del Instituto para la Diversificación y el Ahorro de Energía (IDAE). Ahora bien, ¿qué nuevas soluciones hay sobre la mesa para quienes apuesten por el autoconsumo? 
 
Una de las más populares es el regulador de carga solar. Este dispositivo contribuye a gestionar el nivel de las placas y las baterías. Gracias a este complemento, tu instalación tendrá una mayor estabilidad y seguridad. Por tal motivo, te invitamos a que leas este artículo para conocer su uso y cuáles son los tipos más habituales. 

¿Qué son los reguladores de carga solar y para qué sirven? 

Las baterías fotovoltaicas están vinculadas a los paneles para almacenar la energía que supera la capacidad del suministro a la vivienda. Dicho de otro modo, cuando hay suficiente para tu instalación, el excedente se guarda. Pero ¿qué sucede cuando las primeras reciben más electricidad de la que pueden soportar? En ese caso, se deteriorarían y podrían averiarse definitivamente. 
 
Como solución, están los reguladores de carga solar, aparatos que revisan la cantidad de energía guardada en tiempo real. Las baterías están ajustadas a lo que se denomina «llenado óptimo», es decir, el porcentaje máximo al que deben permanecer sin que perjudique a sus funciones. Recuerda que nunca han de quedar por debajo del 50 % para que no se debiliten debido a la cristalización de los semiconductores. 
 
Para esta finalidad, el regulador se vincula entre el campo fotovoltaico y el de las baterías. Estos dos, compuestos en su mayoría por silicio cristalino, reaccionan frente al contacto con la electricidad. Cuando se ha alcanzado el límite programado para la batería, se facilita la pérdida del restante mediante el efecto Joule, es decir, irradiando calor. 

Utilidades de un regulador

Estos aparatos se instalan con el objetivo de cumplir ciertas funciones: 

• Prevenir que la carga de la batería vuelva de regreso al equipo fotovoltaico en momentos en los que no se genera energía.
• Protección de las baterías en caso de sobrecarga o descarga excesiva. De esta manera, se evitan daños en ellas para que sigan funcionando correctamente durante más tiempo. 
• La vuelta de la energía a los paneles solares puede provocar cortocircuitos en ellos. Con un regulador, esto no sucederá. Además, ayudará a monitorear el funcionamiento del equipo, por lo que se podrá controlar el estado de la batería o las cargas que se han ido produciendo.

Tipos de reguladores de carga solar 

Por lo general, encontramos dos clases de reguladores si tomamos en consideración la batería a la que están acoplados. Igualmente, se diferencian según la tensión a la que pueden funcionar, dado que poseen una resistencia eléctrica definida mediante algoritmos. En ambos casos, son aptas para los medios de almacenamiento estacionarios, así como para el autoconsumo. 

PWM 

Esta primera categoría opera gracias a la modulación por ancho de pulsos (se corresponde con las siglas de pulse-width modulation). Funcionan mediante un ajuste que debes programar según el nivel óptimo para la batería. 
 
Durante los últimos años, los reguladores del tipo PWM han ido cayendo en desuso debido a la incorporación de medios de almacenamiento con mayor voltaje. De hecho, se espera que dejen de comercializarse en beneficio de otros con prestaciones técnicas superiores, una vida útil más dilatada y una resistencia más prolongada. 

MPPT 

En segundo lugar, tenemos los basados en un seguidor punto de máxima potencia (son las siglas de maximum power point tracking). Resultan idóneos para cualquier batería, con independencia de que posea paneles de 60 células o de 156, que es el máximo. Incluso son compatibles con los híbridos, es decir, los que obtienen energía fotovoltaica y térmica a la vez. 
 
Estos dispositivos son los que están ganando popularidad en los últimos tiempos, dado que actúan de una forma más eficiente. Lo que hacen los reguladores solares MPPT es controlar el nivel de las baterías para detener las placas solares cuando se ha alcanzado el máximo. De esta manera, se evita recurrir al efecto Joule en la mayoría de los casos y, por tanto, se minimiza la pérdida de electricidad. 

¿Cómo elegir un regulador de carga solar?

No todas las instalaciones de placas fotovoltaicas necesitan de un regulador solar. Estos aparatos son necesarios cuando cuentas con una batería para almacenar la energía solar proveniente de los paneles y esta tiene un excedente tan grande que se sobrecarga demasiado. 

Por ejemplo, si se trata de una instalación de energía solar que se encuentra conectada directamente a la red eléctrica o la carga que recibe la batería es tan baja que es menor del 1%, no habrá que conectar un regulador.

En caso de que sea necesario este dispositivo, se debe tener en cuenta para la elección los siguientes puntos:

• El tamaño de la instalación fotovoltaica: si es muy grande, el uso del MPPT es lo más aconsejable (con más de 60 paneles). Por ejemplo, si son 3 o 4 paneles para el autoconsumo, con un regulador PWM será suficiente. 
• También hay que valorar la potencia de la instalación solar: para paneles de 14 V y 24 V con baterías del mismo voltaje se puede utilizar el PWM. Para más potencia es preferible el MPPT.

¿Cómo funciona un controlador de carga solar?

Estos aparatos se encargan de controlar la carga y descarga de las baterías, ajustando la corriente que fluye y adaptándola para un mayor rendimiento. De esta manera, protege a todos los componentes de la instalación y aumenta su vida útil. Para ello, el dispositivo tiene en cuenta las tres fases o etapas de carga de una batería:

1. Bulk: es la etapa en la que la carga que se envía es de máxima intensidad. Pasa de estar descargada a llenarse aproximadamente al 90% de capacidad, alcanzando los 12,6 V.
2. Absorción: en esta fase la velocidad y la tensión disminuyen, para llegar a la carga completa y alcanzar lo que se conoce como límite de absorción.
3. Flotación: para mantener la carga de la batería al 100%, el voltaje se reduce hasta los 13,5 V y la corriente también desciende.

Si el equipo tiene una producción mayor de energía que el que soporta la batería, el regulador es el que controlará que esta no se inyecte, evitando una sobrecarga. Este excedente se pierde por el “Efecto Joule”, es decir, por generación de calor. Para conseguir que no se desaproveche demasiada energía, es muy importante instalar y programar correctamente el dispositivo.

¿Cómo se instala un regulador de carga solar? 

Los pasos que debes seguir no son complicados y, en cualquier caso, podrás solicitarlo en el momento de la instalación de placas solares si lo compras al mismo tiempo:

• Selecciona la ubicación adecuada: busca un lugar cerca de las baterías, pero fuera de la exposición directa al sol y lejos de la humedad. El regulador debe instalarse en un área bien ventilada para evitar el sobrecalentamiento.
• Desconecta la energía: antes de comenzar la instalación, asegúrate de desconectar la energía de todas las fuentes, incluidos los paneles solares y las baterías, para evitar cualquier riesgo eléctrico.

Una vez hecho esto, es el momento de conectar todos los cables.

¿Cómo conectar un regulador de carga solar?

Debido a su conexión con fuentes de electricidad, es imprescindible hacerlo de manera segura, cuando no esté lloviendo, con las manos secas y con guantes antiestáticos: 

1. Conecta los cables: localiza el cable positivo y el negativo de los paneles y vincúlalos al regulador. Sigue correctamente las instrucciones del fabricante.
2. Conecta las baterías: los cables positivo y negativo de estas deben conectarse al regulador, asegurándote de respetar la polaridad correcta.
3. Revisa la ficha técnica de la batería para verificar si el fabricante recomienda una toma a tierra y sigue las instrucciones proporcionadas. 
4. Verifica las conexiones antes de encender el sistema para comprobar que está todo correctamente.
5. Enciende el sistema para programar y monitorear su funcionamiento.

¿Cómo programar un regulador de carga solar?

Por otro lado, desde la pantalla del regulador, podrás programar su mecanismo de protección con diferentes funciones. 

Guía paso a paso

1. Accede al menú de configuración: dependiendo del modelo de regulador, utilizando los botones o la pantalla LCD del dispositivo.
2. Configura el tipo de batería: selecciona el correspondiente al que estás utilizando en tu sistema (de ciclo profundo, monoblock, de litio o estacionarias, principalmente). Esta configuración es crucial para garantizar una carga adecuada y evitar daños en el equipo.
3. Establece los voltajes de carga: configura los voltajes de carga según las especificaciones del fabricante. Esto evita la sobrecarga o la descarga excesiva.
4. Indica el límite de reconexión (el que hace posible la reutilización de la batería) en el mismo documento. 
5. Establece el voltaje de desconexión, que es el más importante de los tres valores.
6. Programa los tiempos de carga: algunos reguladores permiten esta función para aprovechar al máximo la energía solar disponible durante ciertas horas del día. Puede hacerse de dos maneras: 
   • Con la franja horaria en la que utilizarás la batería. 
   • Con el número de horas, un modo más sencillo que el anterior.
7. Verifica la configuración: antes de salir del menú de configuración, comprueba que todos los parámetros estén especificados según los requerimientos del fabricante.
8. Monitorea el sistema: una vez que la programación esté completa, verifica regularmente el sistema para asegurarte de que esté funcionando según lo esperado y realiza ajustes si es necesario.

¿Qué debes tener en cuenta a la hora de escoger un regulador de carga solar?  

Primero has de saber cuántas placas solares necesitas y después el voltaje que es capaz de resistir el regulador. Los reguladores PWM funcionan solo cuando soportan 12 V, mientras que los MPPT son bastante más versátiles y aptos para cualquier situación. Para conocer este valor, tendrás que aplicar el siguiente cálculo: 

• Revisa en la ficha técnica el voltaje que soporta la placa solar. 
• Multiplica el número por la cantidad de células fotovoltaicas que tengas. 

Asimismo, recuerda que el modelo más contemporáneo es el MPPT. Este requiere una inversión relativamente mayor, pero te será más rentable, pues reducen el gasto energético en un 30 %. Por su parte, también debes tener en cuenta que no será necesario adquirirlos si todavía no tienes una solución de almacenamiento en casa. 
 
Es importante que escojas el modelo de regulador (más allá del tipo), es decir, la intensidad máxima que soportan. Por lo general, los más frecuentes son los de 20 y 30 amperios —para instalaciones de autoconsumo pequeñas o medianas— o los de 100 amperios —si tienes más de 10 paneles en casa—. 
 
Después de haber leído este artículo, esperamos que tengas claro qué es un regulador de carga solar y cuál es su función. Lo primordial, en este momento, es que adquieras uno adaptado a las necesidades de tu instalación. Si no la tienes aún, súmate a la revolución fotovoltaica y conoce nuestra solución de autoconsumo solar, Solar360, para ahorrar en cada paso. ¡Te esperamos!