Diseño e implementación de un regulador de carga solar para baterías de litio

Abstract

Este trabajo aborda el diseño y construcción de un regulador de carga solar para sistemas fotovoltaicos de autoconsumo con bancos de baterías de 12V o 24V para el almacenamiento de energía. Incorpora un convertidor DC-DC Buck gobernado por un Arduino Nano, que controla la carga y descarga de la batería, además de optimizar los módulos fotovoltaicos para extraer la máxima potencia disponible mediante el algoritmo Perturb & Observe (MPPT). El circuito, de bajo coste y open source, puede servir de apoyo a la docencia, pero principalmente se ha diseñado de manera robusta, de forma que controle adecuadamente la carga de las baterías en sistemas autónomos, estando a la altura de soluciones comerciales existentes.

This work addresses the design, construction and testing of a solar charge regulator for stand-alone photovoltaic 12 V or 24 V battery storage systems. Batteries provide power when there is no solar generation, while the charge controller recharges them safely following the proper charging procedure. It is based on DCDC Buck power stage driven by an Arduino Nano, which controls the charge and discharge of the batteries, and optimizes the solar power output using the Perturb & Observe algorithm. The design is an open source and low-cost tool, allowing anybody to replicate and/or modify it freely. The prototype can be used not only as a teaching resource, but also as a fully functional device, with at least the performance of similar solutions available in the market.