Controlador de carga solar: gerir a energia entre painéis e bateria
O controlador de carga solar regula a energia produzida pelos painéis antes de a entregar à bateria. É um componente fundamental em sistemas fotovoltaicos com armazenamento quando o inversor não integra já um regulador adequado. A escolha correta protege o equilíbrio elétrico do sistema e permite aproveitar o campo solar dentro dos limites de tensão e corrente.
Existem controladores MPPT com diferentes tensões máximas de entrada e correntes de carga, adequados a várias tensões de bateria quando o modelo o permite. A seleção deve respeitar a potência fotovoltaica, a configuração dos strings e o perfil de carga da bateria.
MPPT e PWM: duas tecnologias diferentes
Um controlador MPPT procura o ponto de máxima potência dos painéis e utiliza conversão eletrónica para adaptar a tensão fotovoltaica à tensão necessária para carregar a bateria. Esta arquitetura permite, dentro dos limites do equipamento, trabalhar com strings cuja tensão é superior à tensão nominal do banco.
Um controlador PWM utiliza uma regulação mais simples e aproxima o funcionamento do campo solar à tensão da bateria. Pode ser adequado em sistemas pequenos e bem ajustados, mas oferece menos flexibilidade de tensão. A escolha deve basear-se na arquitetura do campo fotovoltaico e no banco de baterias.
Controlador MPPT 100/30, 100/50, 150/60 e 150/70
Os números presentes nos modelos ajudam a identificar os limites principais. Em gamas como Victron, um modelo 100/30 indica uma tensão fotovoltaica máxima de 100 V e uma corrente máxima de carga de 30 A. Um 150/60 permite uma tensão fotovoltaica superior e maior corrente de carga.
Esta nomenclatura não substitui a ficha técnica. Também deve verificar potência fotovoltaica admissível para cada tensão de bateria, limites de corrente e condições de funcionamento.
Tensão Voc do string: o limite que não pode ser ultrapassado
Os painéis ligados em série somam a tensão em circuito aberto. O valor deve ser corrigido para a temperatura mínima prevista, porque a Voc aumenta quando a temperatura das células diminui. O resultado tem de permanecer abaixo da tensão máxima admitida pelo controlador.
Se estiver a selecionar os módulos, consulte os painéis solares fotovoltaicos e utilize os dados Voc e coeficiente de temperatura da ficha técnica para calcular o string.
Como calcular a corrente necessária do controlador
A corrente de carga depende da potência fotovoltaica e da tensão da bateria. Como referência física, quanto menor for a tensão da bateria para a mesma potência, maior será a corrente necessária. Um sistema de 12 V exige correntes muito superiores a um de 48 V para transportar a mesma potência.
Deve respeitar simultaneamente a corrente máxima do controlador e a corrente de carga permitida pela bateria. Acrescentar um controlador de corrente muito elevada não faz a bateria aceitar automaticamente mais potência.
Como interpretar referências de controladores MPPT
Em muitas gamas, referências como 100/30 ou 150/60 ajudam a identificar a tensão fotovoltaica máxima e a corrente máxima de carga. A interpretação exata deve ser confirmada na ficha técnica de cada modelo.
Não escolha apenas pela corrente. Verifique também a tensão Voc do string à temperatura mínima, a potência fotovoltaica admissível à tensão real da bateria e o perfil de carga recomendado para a tecnologia de armazenamento.
Corrente de carga e tensão fotovoltaica
Dois controladores com a mesma corrente máxima podem admitir tensões de entrada ou potências fotovoltaicas diferentes. A combinação correta depende da tensão do banco de baterias e da configuração série/paralelo dos módulos.
Antes de selecionar, calcule a Voc máxima do string, a corrente total e a potência que o controlador terá de converter. Deixe margem dentro dos limites definidos pelo fabricante.
Controlador para bateria de lítio ou chumbo
O controlador deve aplicar um perfil de carga compatível com a química da bateria. Em chumbo, tensões de absorção, flutuação e compensações são importantes. Em lítio, os limites de tensão e corrente definidos pelo fabricante da bateria devem ser respeitados.
Consulte as baterias solares disponíveis e compare as recomendações de carga com as possibilidades de configuração do controlador. Não utilize parâmetros genéricos se a bateria exigir valores específicos.
Quando não precisa de um controlador solar separado
Muitos inversores solares modernos já incluem entradas MPPT. Nesses casos, os painéis são ligados ao MPPT interno do inversor e não é necessário adicionar um regulador externo para a mesma função. Um controlador separado é útil em arquiteturas onde painéis e bateria necessitam de um circuito de carga dedicado.
Se está a desenhar o sistema completo, compare os inversores solares para saber se o equipamento já incorpora MPPT e quais são os limites das suas entradas.
Como escolher um controlador de carga solar sem sobredimensionar
Reúna tensão de bateria, potência total dos painéis, Voc e Vmp do string, corrente máxima de carga da bateria e temperatura mínima do local. Depois selecione um controlador que mantenha todos estes valores dentro dos limites.
Confirme ainda o perfil de carga disponível para a tecnologia da bateria, as proteções DC, a secção dos cabos e as condições de instalação. Um controlador maior não corrige uma configuração de strings incompatível.
