Cargador Solar para Baterias 12Volt - 50Amper
Cuando se conecta un panel solar a una batería recargable, por lo general es necesario utilizar un circuito regulador de carga para evitar que la batería se sobrecargue. El control de la carga puede realizarse con diferentes tipos de circuitos. Para pequeños sistemas de energía solar se puede utilizar un controlador de carga analógico. Reguladores en serie para el control de la corriente de carga, interrumpiendo el flujo de corriente desde el panel solar a la batería cuando la batería alcanza una tensión total preestablecida. Controladores MPPT utilizan un inductor para el almacenamiento de energía y un circuito de conmutación de alta frecuencia para transferir la energía a la batería.
Este circuito es para un controlador de carga en modo derivación . En un circuito en modo de derivación, el panel solar está permanentemente conectado a la batería a través de un diodo en serie. Cuando el panel solar carga la batería hasta el voltaje deseado completo, el circuito de derivación se conecta a una carga resistiva para absorber el exceso de potencia del panel solar. La principal ventaja de la regulación en modo derivación es la falta de un transistor de conmutación en el circuito de alimentación entre el panel solar y la batería. Los transistores de conmutación no son dispositivos perfectos, pierden un porcentaje de la energía solar disponible en forma de calor. La ineficiencia en el transistor de conmutación del controlador de derivación no afecta la eficiencia de carga, sólo se enciende cuando hay exceso de energía y se nesecita reducirla a propósito.
La energía solar se dirige desde el panel fotovoltaico a través del diodo Schottky 1N5818 a la batería. Cuando la batería alcanza el punto de ajuste completo, la salida en la mitad inferior del TLC2272 doble amplificador operacional se enciende. Esto activa el transistor MOSFET de IRFD110 y conecta la resistencia de carga 68 ohmios 3W a la batería. La carga a través de la batería hace que el voltaje de la batería caiga, y el circuito comparador vuelve atrás. Esta oscilación continúa, mientras que la energía solar está disponible. El condensador de 300nF a través del amplificador operacional retarda la frecuencia de oscilación hacia abajo para algunos hertzios. Las dos resistencias de 100K en serie proporcionan un punto de referencia de 4.5V regulado para su uso como puntos de referencia de comparación.
El transistor 2N3906 está conectado con un diodo zener en su circuito de base, cuando la tensión de PV es superior a 12V, el transistor 2N3906 se enciende y permite que el circuito comparador. La mitad superior de la TLC2272 amplificador invierte la carga de volcado de la señal de control, este se utiliza para alimentar la alta intensidad LED rojo. El LED se enciende cuando la batería alcanza el valor nominal completo. El LED no pierde potencia de carga útil, ya que sólo se enciende cuando la batería está llena.
El IC ofrece 78L09 de alimentación regulada de 9V en el circuito de comparador. La potencia de funcionamiento para este circuito se proporciona por completo del panel fotovoltaico, prácticamente no hay potencia tomada de la batería durante la noche.
Este circuito puede ser modificado para mayor amperaje mediante la sustitución del diodo 1N5818, 68 ohmios de carga y MOSFET IRFD110 con componentes de mayor potencia. Si la resistencia de carga se conecta directamente a través del panel fotovoltaico a mediodía en un día soleado, la tensión de salida de PV debe bajar a 12 o menos. Más altos de energía los paneles fotovoltaicos se requiere de una resistencia con un menor ohmios y una potencia nominal superior. En climas fríos, puede ser útil para utilizar el calor de la resistencia de carga para mantener el calentamiento de la batería.
El funcionamiento de una versión de alta potencia de este circuito con un generador de viento debe ser posible, aunque el autor no ha intentado esto. Para obtener una versión de 20 amperios de este circuito, el MOSFET IRFD110 debe ser reemplazado con un IRFZ44N y el diodo 1N5818 Schottky debe ser reemplazado con un 20L15T. Ambas partes deben tener los disipadores de calor grandes. La resistencia 68ohm/3W se debe cambiar a una resistencia mucho mayor, una resistencia de 0,6 ohm/250W sería capaz de manejar 20 amperios a 12 voltios.
Ficha técnica:
Panel Solar de voltaje de circuito abierto: 18V (36 celdas)
Panel solar Corriente de cortocircuito: 0-1 Amp máx.
Voltaje de la batería: 12 V (nominal)
Capacidad de la batería: 0,1 a 50 amperios por hora