Este cargador solar 48 V gestiona instalaciones de hasta 1 kW, por lo que funciona como cargador solar 1 kW completo: cargador de baterías fotovoltaico, controlador solar Ethernet y equipo de monitorización de energía solar en una sola caja. Es un controlador fotovoltaico RISC-V con construcción de cargador solar industrial, preparado para trabajar como cargador de batería 48 V dentro de un sistema de gestión energética.
El equipo está basado en una arquitectura RISC-V con sistema operativo FreeRTOS e incorpora comunicaciones Ethernet, entradas y salidas de control, monitorización de los principales parámetros eléctricos y una interfaz de configuración y diagnóstico mediante USB-C.
La electrónica realiza la medida continua de la tensión del panel solar, tensión de batería, corriente suministrada a la carga y corriente de carga de la batería, permitiendo calcular y supervisar las diferentes potencias del sistema.
Su construcción utiliza una caja de aluminio anodizado con disipación térmica pasiva, aprovechando la propia envolvente como elemento de evacuación de calor y proporcionando una solución compacta y robusta para instalaciones energéticas autónomas.
Gestión de energía solar hasta 1 kW
El equipo está diseñado para gestionar sistemas fotovoltaicos de hasta 1 kW, controlando el flujo de energía entre los paneles solares, la batería y la carga conectada.
La electrónica supervisa continuamente las variables eléctricas necesarias para conocer el estado energético de la instalación y gestionar de forma segura el proceso de carga.
La arquitectura general puede representarse como:
- Panel solar
- Cargador inteligente
- Batería 48 V
- Carga
El sistema de medida integrado permite conocer en tiempo real cómo se distribuye la energía entre los diferentes elementos.
Sistema de baterías de 48 V
La plataforma está desarrollada para trabajar con sistemas de almacenamiento de 48 V, habituales en instalaciones solares autónomas y aplicaciones industriales.
El controlador supervisa permanentemente la tensión de batería y la corriente de carga, proporcionando la información necesaria para controlar el proceso energético y detectar condiciones anómalas.
Monitorización eléctrica en tiempo real
El equipo integra diferentes circuitos de adquisición para supervisar los principales parámetros eléctricos de la instalación.
Entre las variables monitorizadas se encuentran:
- Tensión procedente del panel solar
- Tensión de la batería
- Corriente suministrada a la carga
- Corriente destinada a la carga de batería
- Potencia proporcionada por el sistema fotovoltaico
- Potencia suministrada a la carga
- Potencia destinada a la carga de batería
- Temperatura interna del sistema
- Esta información proporciona una visión completa del comportamiento energético del conjunto
Medida de tensión del panel solar
La electrónica mide continuamente la tensión proporcionada por los paneles fotovoltaicos.
Esta medida permite supervisar las condiciones de generación y proporciona información fundamental para controlar el funcionamiento del sistema solar.
La combinación de tensión y corriente permite además determinar la potencia instantánea disponible procedente de los paneles.
Supervisión de la batería
El cargador realiza la medida continua de la tensión de la batería de 48 V, permitiendo supervisar su evolución durante los procesos de carga y descarga.
Junto con la medida de corriente, el sistema dispone de la información necesaria para determinar el comportamiento eléctrico del almacenamiento energético.
Medida independiente de corrientes
El sistema permite diferenciar entre la corriente suministrada a la carga y la corriente utilizada para cargar la batería.
Esta característica permite conocer cómo se distribuye en cada momento la energía disponible.
De esta forma pueden distinguirse diferentes escenarios de funcionamiento:
- Generación solar
- Alimentación de la carga
- Generación solar
- Carga de batería
- Generación solar
- Carga + batería
La información obtenida puede utilizarse tanto para control como para monitorización y diagnóstico.
Cálculo de potencia
A partir de las medidas de tensión y corriente, el controlador puede determinar las potencias instantáneas asociadas a los diferentes flujos energéticos.
Esto permite disponer de información sobre la potencia generada, potencia consumida por la carga y potencia destinada al almacenamiento.
La monitorización de potencia facilita el análisis del rendimiento energético de la instalación y la detección de condiciones de funcionamiento anómalas.
Monitorización de temperatura
El equipo incorpora medida de temperatura para supervisar las condiciones térmicas de funcionamiento.
La información térmica puede utilizarse para controlar el comportamiento del cargador y proteger la electrónica frente a condiciones de temperatura no adecuadas.
Esta supervisión resulta especialmente importante en un sistema de potencia capaz de gestionar hasta 1 kW.
Arquitectura RISC-V
El cargador está basado en un controlador con arquitectura RISC-V, encargado de gestionar la adquisición de las variables eléctricas, algoritmos de control, comunicaciones y entradas/salidas.
La plataforma realiza en tiempo real la supervisión de tensiones, corrientes, potencias y temperatura, coordinando el funcionamiento de los diferentes subsistemas.
Sistema operativo FreeRTOS
El firmware está desarrollado sobre FreeRTOS, permitiendo distribuir las diferentes funciones del cargador en tareas independientes.
La arquitectura software puede separar funciones como adquisición analógica, control energético, comunicaciones Ethernet, gestión de entradas y salidas, supervisión térmica, diagnóstico e interfaz USB-C.
Esta organización facilita el desarrollo de un sistema de control determinista y robusto.
Comunicaciones Ethernet
El equipo incorpora conectividad Ethernet, permitiendo integrarlo en sistemas de supervisión y control mediante una infraestructura de red cableada.
La interfaz puede utilizarse para acceder a los parámetros de funcionamiento, consultar medidas y estados o integrar el cargador dentro de una instalación de gestión energética superior.
La conectividad Ethernet permite convertir el cargador en un elemento activo dentro de una arquitectura IoT o de monitorización energética industrial.
Entradas y salidas de control
La plataforma dispone de entradas y salidas digitales que permiten interactuar con elementos externos de la instalación.
Estas interfaces pueden utilizarse para recibir estados, controlar actuadores o implementar señales de habilitación, alarma e interbloqueo.
La disponibilidad de E/S amplía las posibilidades de integración del cargador dentro de instalaciones fotovoltaicas más complejas.
USB-C para configuración y diagnóstico
El equipo incorpora un conector USB-C con interfaz Shell, proporcionando acceso local a funciones de configuración, mantenimiento y monitorización.
Mediante una consola de comandos es posible disponer de una interfaz técnica directa con el sistema durante la instalación o mantenimiento.
La Shell puede utilizarse para consultar parámetros, comprobar medidas, modificar configuraciones y realizar tareas de diagnóstico sin necesidad de acceder a la interfaz Ethernet.
Diagnóstico local
La combinación de la Shell USB-C y la monitorización interna permite disponer de herramientas de diagnóstico durante la puesta en marcha.
El técnico puede acceder directamente al controlador y comprobar parámetros como tensiones, corrientes, potencias, temperatura, estado de entradas/salidas y comunicaciones.
Esta funcionalidad facilita considerablemente los procesos de instalación, mantenimiento y resolución de incidencias.
Refrigeración pasiva mediante caja de aluminio
La electrónica se integra en una envolvente de aluminio anodizado diseñada para actuar como disipador térmico.
El calor generado por los componentes de potencia se transfiere hacia la estructura, utilizando la superficie exterior y sus aletas para favorecer la disipación.
Esta arquitectura reduce la necesidad de elementos activos de refrigeración y permite desarrollar un sistema compacto y robusto.
La ausencia de ventiladores también elimina elementos mecánicos susceptibles de desgaste y reduce las necesidades de mantenimiento.
Diseño para funcionamiento continuo
La combinación de monitorización eléctrica, supervisión térmica y refrigeración pasiva permite orientar el dispositivo a aplicaciones donde sea necesario mantener un funcionamiento prolongado.
La carcasa de aluminio proporciona además protección mecánica a la electrónica y facilita su integración en instalaciones industriales o energéticas.
Supervisión remota
La interfaz Ethernet permite integrar el cargador en una plataforma de monitorización desde la que consultar el comportamiento del sistema fotovoltaico.
Los datos de tensión, corriente, potencia y temperatura pueden utilizarse para analizar el estado de la instalación, realizar diagnósticos y generar históricos de funcionamiento.
La arquitectura permite plantear un flujo de información del tipo:
- Panel solar + batería + carga
- Cargador RISC-V
- Ethernet
- Sistema de supervisión
Ventajas principales
- Gestión de sistemas solares de hasta 1 kW
- Diseñado para sistemas de 48 V
- Medida independiente de tensión de panel y batería
- Medida de corriente hacia la carga y hacia la batería
- Cálculo y supervisión de las potencias del sistema
- Monitorización de temperatura
- Arquitectura RISC-V + FreeRTOS
- Conectividad Ethernet para supervisión remota
- Entradas y salidas para integración con otros sistemas
- Shell mediante USB-C para configuración y diagnóstico
- Refrigeración pasiva sin ventiladores
- Caja de aluminio anodizado utilizada como disipador
- Diseño compacto y robusto para aplicaciones energéticas
Aplicaciones
El sistema está orientado a instalaciones solares autónomas, sistemas fotovoltaicos de 48 V, alimentación de equipos remotos, infraestructuras de telecomunicaciones, sistemas IoT, instalaciones industriales y aplicaciones con almacenamiento energético mediante baterías.
La plataforma resulta especialmente interesante cuando, además de realizar la gestión energética, es necesario disponer de monitorización remota, diagnóstico local y capacidad de integración con otros elementos de control.
Especificaciones técnicas
| Tipo de equipo | Cargador solar inteligente |
|---|---|
| Potencia | Hasta 1 kW |
| Sistema | 48 V |
| Arquitectura | RISC-V |
| Sistema operativo | FreeRTOS |
| Comunicaciones | Ethernet |
| Interfaz de servicio | USB-C |
| Consola local | Shell de configuración y diagnóstico |
| Medida de tensión de panel | Sí |
| Medida de tensión de batería | Sí |
| Corriente hacia la carga | Sí |
| Corriente de carga de batería | Sí |
| Cálculo de potencia | Sí |
| Medida de temperatura | Sí |
| Entradas digitales | Sí |
| Salidas digitales | Sí |
| Refrigeración | Pasiva |
| Disipación | A través de la envolvente |
| Envolvente | Aluminio anodizado |
| Aplicación | Sistemas fotovoltaicos / almacenamiento energético |
