Tipos de conexiones de paneles solares

¿Cómo se conectan las placas solares? En una instalación fotovoltaica siempre se necesitan varias placas solares. Es por ello, que la forma en que se conecten unas con otras es importante para conseguir la intensidad y tensión necesarias para que el sistema funcione correctamente. En este artículo, revisamos los diferentes tipos de conexión de las placas entre sí y del conjunto solar con el exterior. Información relevante para asegurar un rendimiento adecuado y ahorrar en la factura de la luz.

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Marcos Carbonell
Artículo escrito por:
Marcos Carbonell para www.HogarSense.es
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Fuente de la imagen: ©Fotolia.com

¿Qué dos tipos de conexiones pueden tener los paneles solares?

Antes de entrar en detalle sobre los tipos de conexiones hemos preparado tabla explicativa para su diferenciación:

Tipos de conexiones de paneles solares

1. Entre las placas solares 2. Conexión de toda la instalación
a. Conexión de paneles solares en serie a. Sistema fotovoltaico autónomo o aislado
b. Conexión de placas solares en paralelo b. Instalación fotovoltaica conectada a la red eléctrica
c. Conexión seria-paralelo o mixta -

Como ves, estas dos clasificaciones hacen referencia a elementos diferentes. A continuación, te lo contamos todo con detalle:

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1. Entre las placas solares: conexión en serie, paralelo o mixta

La decisión de ejecutar un tipo de conexión de paneles solares u otra la hace el instalador o el técnico en fotovoltaica que ha calculado y diseñado la instalación. Esta resolución es tomada para conjugar los diferentes componentes que conforman la instalación fotovoltaica, ya que las placas solares trabajan a una tensión y el inversor a otra diferente.

Así, una placa solar trabaja a una tensión determinada, proporcionando una potencia variable en función de la intensidad que en cada momento pueda generar, con la luz solar que le llegue. De este modo, el técnico que dimensiona la instalación para ajustarse al autoconsumo de una familia o una empresa, calculando la cantidad de placas fotovoltaicas que hacen falta. Después decide que inversor se adapta mejor, y según la tensión a la que trabaje, tendrá que hacer conjuntos de placas para sumar las tensiones hasta llegar a la tensión e intensidad que admita el inversor. Estos conjuntos de placas pueden realizarse con conexiones en serie, paralelo o mixto ¿Cómo es cada una de estas?

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a. Conexión en serie

La conexión de placas solares en serie se efectúa uniendo cada uno de los paneles al siguiente, como si construyéramos una cadena, en la que cada placa solar es un eslabón. En esta configuración se conecta el polo positivo de una placa al negativo de la siguiente y así con todas las que forman el conjunto.

En este tipo de conexión, en serie, se consigue aumentar la tensión del conjunto, mientras se mantiene la intensidad de corriente, es decir, los amperios que es capaz de generar el conjunto.

Exponemos un ejemplo para entenderlo con más claridad. Si tenemos 4 paneles solares de 335 W a 24 V cada uno, capaces de generar hasta 13,96 A, al ejecutar la conexión en serie resultan 1.340 W, a 96 V, con una intensidad de 13,96 A.

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Fuente de la imagen: ©Hogarsense.es

Los profesionales de la fotovoltaica calculan cuantos paneles se pueden conectar en serie a en paralelo. No obstante, es muy habitual que las personas que desconocen el tema se hagan esa pregunta, que tratamos de aclarar:

¿Cuántos paneles solares se pueden conectar en serie?

Respondiendo a la pregunta, podemos decir que no hay un límite a la cantidad de placas solares que podemos conectar en serie. Sin embargo, siempre hay un tope que nos marca nuestro objetivo. Ese límite lo define la tensión de salida que necesitamos para conectar las placas al siguiente componente fotovoltaico.

Cuando los instaladores plantean o diseñas un sistema con conexionado en serie lo hacen para conseguir voltajes más grandes que los nominales que ofrecen las placas. De este modo, si disponemos de placas solares de 12 V, para obtener 48 V necesitaremos unir en serie 4 placas solares fotovoltaicas. Otro motivo para realizar la conexión de placas solares en serie es para ajustarse al punto de trabajo del inversor solar, ya que estos equipos tienen una tensión mínima de trabajo.

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b. Conexión de paneles en paralelo

La conexión de placas solares en paralelo se realiza uniendo los polos positivos entre sí, y los negativos también juntos al otro lado. Por lo que, todos los cables que se conectan al polo positivo de las placas se unen aún cable más grande que soporte al trabajo de los que a él llegan. Todos los polos negativos de las placas se unen igual a otro cable conductor.

Este método de conexión de las placas solares consigue que la intensidad de corriente eléctrica del conjunto sea la suma de todas las intensidades de cada una de las placas que forman el conjunto. En cambio, la tensión permanece constante.

Exponemos un ejemplo para entenderlo con más claridad. Si tenemos 4 paneles solares de 335 W a 24 V cada uno, capaces de generar hasta 13,96 A, al ejecutar la conexión en serie resultan 1.340 W, a 24 V, con una intensidad de 55,84 A.

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Fuente de la imagen: ©Hogarsense.es


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c. Conexión de paneles solares en serie-paralelo

Es el método que encontramos en la mayoría de las instalaciones, simplemente porque la empresa instaladora fotovoltaica realiza el cálculo adecuado para optimizar toda la instalación. Por ello hará diferentes conjuntos de placas uniendo varias placas en serie, y luego conectando esos grupos de “placas en serie” de forma paralela. Así se consigue la tensión e intensidad adecuadas para elegir el inversor solar que nos aporte mejor resultado a toda la instalación.

Siguiendo con el ejemplo de las placas para entenderlo mejor, vemos que al unir los 4 paneles solares en grupos de 2 placas:

Tenemos 4 paneles solares de 335 W a 24 V cada uno, capaces de generar hasta 13,96 A.

Generamos 2 grupos de dos placas cada uno, unidas en serie que aportan 670 W con 48 V, capaces de generar hasta 13,96 A.

Efectuamos con esos dos grupos previos una conexión en paralelo entre ellos. Con lo que conseguimos una tensión de salida de 48 V con una intensidad de 27,92 A, que nos aportan 1340 A

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Fuente de la imagen: ©Hogarsense.es

Como vemos en los tres ejemplos, las diferentes maneras de conectar las placas solares nos aportan la misma potencia eléctrica. No podía ser de otro modo, ya que “la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma”. Sin embargo, en función del tipo de conexión de las placas solares que elijamos hemos variado la tensión o intensidad de salida. Así adecuamos cada una de ellas a las necesidades de nuestra instalación fotovoltaica.

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2. Conexión general de la instalación

Por otro lado, podemos hacer referencia a la disposición del sistema fotovoltaico con respecto al entorno. Es decir, hablamos de sistemas conectados a la red y sistemas aislados. Aquí, no hablamos de la conexión interna de los paneles solares, sino de la unión de todo el sistema a la red general de distribución eléctrica o de su aislamiento.

Estos dos tipos de conexión nos indican si un sistema fotovoltaico es totalmente independiente o, por el contrario, realiza un autoconsumo con excedentes. En este caso, también consume parte de la energía que necesita la vivienda o empresa de la red, aunque gran parte de ella es generada por las placas solares, de modo que se consigue un ahorro económico respecta a una situación sin placas solares.

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a. Sistema fotovoltaico conectado a la red eléctrica

Es el conjunto de placas solares más común para el autoconsumo. Los elementos o componentes básicos que lo forman son las placas fotovoltaicas, el inversor o inversores, los elementos de maniobra y protección y el contador bidireccional. Evidentemente, se necesitará de una estructura fotovoltaica adecuada para la correcta orientación e inclinación de las placas solares y el cableado para unir todos los componentes entre ellos, con la instalación interior de la vivienda o industria y con la red eléctrica.

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b. Sistema de paneles solares aislados

En este caso, el conjunto de placas solares no tiene ninguna conexión externa por lo que debe ser totalmente autónomo y generar la suficiente electricidad para el consumo de la vivienda o industria. En este caso debemos sumar a los elementos que se usan en una instalación con conexión a la red las baterías solares. Estas almacenarán la energía durante el día, para poderla utilizar por la noche o en días nublados, cuando la generación no sea suficiente para cubrir las necesidades.

En este tipo de instalaciones, todos los componentes se suelen sobredimensionar, para garantizar que se puede almacenar electricidad para 3 días sin sol. Es decir, se suele calcular para generar un poco más de electricidad que la que se necesita, de forma que todos los días con sol, se almacene parte del sobrante para consumirlo por la noche y dejar una reserva para días en los que no haya sol.

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Aspectos importantes en conexión de paneles solares

Para la correcta instalación de un sistema fotovoltaico los instaladores homologados tienen en cuenta una serie de conceptos que aseguran un correcto funcionamiento del conjunto de placas solares:

Aspectos en conexión de paneles solares

Aspecto Explicación
Las placas se conectan lo último ✓ Siempre se debe realizar la conexión de la batería al regulador o al inversor primero y posteriormente a los paneles solares
Reguladores adecuados ✓ Usar reguladores solares que puedan soportar la intensidad que se deriva de los paneles solares y de la instalación
Intensidad de potencia máxima ✓ Se utiliza el valor de intensidad a potencia máxima (IMP) para hallar la corriente de carga, no el de intensidad en cortocircuito (ISC)
Paneles solares iguales ✓ Por ningún motivo se deben conectar en serie paneles de distintas potencias, células o modelos
Tensión a potencia máxima ✓ Se utiliza la tensión a potencia máxima (Vmp) para hallar la tensión de funcionamiento del panel, no el valor de voltaje en circuito abierto (Voc)
Voltaje en circuito abierto ✓ El valor de Voc se utiliza para conocer el máximo voltaje que se obtiene de la instalación en función de la temperatura de trabajo

¿Qué es la caja de conexiones de un panel solar?

La caja de conexiones de un panel solar está situada por lo general en la parte posterior de la placa. Es el punto de encuentro de los conectores de las diferentes celdas fotovoltaicas que forman el panel, donde se instalan los diodos de seguridad y los cables de conexión exterior de la placa. Estos cables de conexión sirven para unir un panel con sus vecinos, para conseguir un conjunto de placas solares.

En cuanto a los diodos, son elementos electrónicos que solo permiten el paso de corriente eléctrica en un sentido. Se instalan en las cajas de conexión para prevenir el paso de corriente en el sentido no deseado, de forma que se evita el consumo de energía cuando las células están sombreadas o dañadas. Es decir, hacen de puente cuando alguna celda de la placa solar no funciona, sea por el motivo que sea.

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