Cómo cablear los paneles solares en serie o en paralelo

Cuando empiezas a pensar en las opciones de energía solar para tu casa, es fácil confundirse con todos los términos técnicos que se pueden leer o escuchar. Es posible que te encuentres con las diferentes formas de cableado de los paneles solares. Y tu primer pensamiento puede ser: ¿es realmente importante? Al fin y al cabo, lo único que quieres es que los paneles produzcan electricidad.

La forma de cablear los paneles solares es importante. Influye en el rendimiento del sistema, así como en el inversor solar que podrás usar. Lo que realmente quieres es que tus paneles estén cableados de forma que te proporcionen el mayor ahorro posible y un mejor retorno de la inversión.

Hoy hablamos sobre el cableado de los paneles solares, vamos a intentar comprender mejor si te interesa conectar tus paneles en serie o en paralelo.

¿Qué significa cablear los paneles solares en serie?

Al igual que una batería, los paneles solares tienen dos terminales: uno positivo y otro negativo.

Cuando se conecta el terminal positivo de un panel al terminal negativo de otro panel, se crea una conexión en serie. Cuando conectas así dos o más paneles solares, se convierte en un circuito de fuente fotovoltaica.

Cuando los paneles solares se conectan en serie, la tensión de los paneles se suma, pero el amperaje sigue siendo el mismo. Así, si conectas en serie dos paneles solares con una tensión nominal de 40 voltios y un amperaje nominal de 5 amperios, la tensión de la serie sería de 80 voltios, mientras que el amperaje se mantendría en 5 amperios.

Poner los paneles en serie hace que el voltaje del conjunto aumente. Esto es importante, porque un sistema de energía solar necesita funcionar a un determinado voltaje para que el inversor funcione correctamente.

Por lo tanto, conectas tus paneles solares en serie para cumplir con los requisitos del inversor.

¿Qué significa cablear los paneles solares en paralelo?

Cuando los paneles solares se conectan en paralelo, el terminal positivo de un panel se conecta al terminal positivo de otro panel y los terminales negativos de los dos paneles se conectan juntos.

Los cables positivos se conectan a un conector positivo dentro de una caja de conexiones, y los cables negativos se conectan al conector negativo. Cuando se conectan varios paneles en paralelo, se denomina circuito de salida FV.

El cableado de los paneles solares en paralelo hace que el amperaje aumente, pero la tensión sigue siendo la misma. Por lo tanto, si se conectan los mismos paneles de antes en paralelo, el voltaje del sistema seguirá siendo de 40 voltios, pero el amperaje aumentará a 10 amperios.

El cableado en paralelo le permite tener más paneles solares que produzcan energía sin superar los límites de tensión de funcionamiento del inversor. Los inversores también tienen limitaciones de amperaje, que puede cumplir conectando sus paneles fotovoltaicos en paralelo.

¿Cómo se comparan los paneles solares cableados en serie con los paneles solares cableados en paralelo?

El regulador de carga es un factor determinante cuando se trata del cableado de los paneles solares. Los reguladores de carga de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) se usan para cablear los paneles solares en serie, mientras que los reguladores de tecnología PWM se usan para cablear los paneles solares en paralelo.

Para entender cómo funciona el cableado en serie en comparación con el cableado en paralelo, pensemos por un momento en cómo solían funcionar las luces de Navidad.

Si una bombilla se quemaba, se soltaba del casquillo o se rompía, toda la cadena no se encendía. Esto se debía a que las luces estaban conectadas en serie. Había que localizar la bombilla problemática y sustituirla o volver a colocarla para que la cadena de luces volviera a funcionar.

Hoy en día, la mayoría de las luces de Navidad cuentan con un tipo de cableado paralelo que permite que las cadenas de luces sigan encendidas incluso cuando hay una bombilla problemática en la cadena.

Los circuitos cableados en serie funcionan de la misma manera para los paneles solares.

Si hay un problema con la conexión de un panel en serie, todo el circuito falla. En cambio, un panel defectuoso o un cable suelto en un circuito paralelo no afectará a la producción del resto de los paneles solares.

En la práctica, la forma de cablear los paneles solares hoy en día depende del tipo de inversor que se use.

Cableado de los paneles solares cuando se usa un inversor de cadena.

Los inversores de cadena tienen una ventana de tensión nominal que necesitan de los paneles solares para funcionar. También tienen una corriente nominal que el inversor necesita para funcionar correctamente.

Los inversores de cadena tienen rastreadores de punto de máxima potencia (MMPT) que pueden variar la corriente y la tensión para producir la máxima cantidad de energía posible.

¿Se conectan los paneles solares en serie o en paralelo?

En la mayoría de los paneles solares cristalinos, la tensión de circuito abierto es de unos 40 voltios. La mayoría de los inversores de cadena tienen una ventana de tensión operativa entre 300 y 500 voltios. Esto significa que, al diseñar un sistema, podría tener entre 8 y 12 paneles en serie.

Más de eso excedería el voltaje máximo que el inversor podría manejar.

La cuestión es que la mayoría de los sistemas de paneles solares son más grandes que 12 paneles. Por lo tanto, para tener más paneles en el sistema, podría cablear otra serie de paneles, y conectar esas series en paralelo. Esto le permite tener el número adecuado de paneles para satisfacer las necesidades energéticas de tu vivienda, sin exceder los límites del inversor.

¿Qué es mejor, cableado en serie o en paralelo?

En teoría, el cableado en paralelo es una mejor opción para muchas aplicaciones eléctricas porque permite el funcionamiento continuo de los paneles, incluso si uno de ellos funciona mal. Pero no siempre es la mejor opción para todas las aplicaciones. También es posible que tenga que cumplir ciertos requisitos de voltaje para que el inversor funcione.

Es necesario alcanzar un equilibrio de voltaje y amperaje para que el conjunto solar rinda al máximo. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, un instalador solar diseñará tu instalación con un híbrido de conexiones en serie y en paralelo.

Ventajas y Desventajas de las Conexiones en Serie

Ventajas:

• Reducción del tamaño del cableado: Al sumar los voltajes y mantener la corriente baja, se pueden usar conductores de menor calibre, lo que reduce costos.
• Menores pérdidas por conducción: La fórmula P=I2×RP = I^2 \times RP=I2×R muestra que al disminuir la corriente se reducen las pérdidas de potencia en los conductores.

Desventajas:

• Sensibilidad a sombras: Si un panel de una cadena en serie se ve afectado por sombra, la corriente en toda la cadena disminuirá, reduciendo la producción de energía del sistema completo.
• Limitaciones de voltaje: Es necesario asegurarse de que la suma de los voltajes no exceda el límite del inversor.

Ventajas y Desventajas de las Conexiones en Paralelo

Ventajas:

• Mejor rendimiento en condiciones de sombra: La caída de rendimiento en un panel debido a sombra no afecta tanto a los otros paneles conectados en paralelo.
• Flexibilidad en la instalación: Es posible conectar paneles con diferentes orientaciones y ángulos de inclinación sin que esto afecte significativamente el rendimiento del sistema.

Desventajas:

• Mayor corriente total: La suma de corrientes en paralelo puede requerir conductores más gruesos y, por lo tanto, más costosos.
• Mayor complejidad en la protección: Se deben dimensionar correctamente las protecciones para evitar daños por sobrecorriente.

¿Puede añadir más paneles solares?

Una instalación diseñada desde el principio es siempre lo mejor cuando se instala un sistema solar residencial. El uso de una calculadora solar ayuda a estimar los costes de tu sistema solar y las necesidades de energía con el fin de determinar con precisión el número de paneles que debe tener tu sistema fotovoltaico.

Sin embargo, si tenías un presupuesto limitado, o no calculaste bien tus necesidades de energía cuando se instaló tu sistema fotovoltaico, podrías considerar añadir más paneles a tu sistema ya instalado.

Si está pensando en ampliar tu sistema solar fotovoltaico en el futuro, deberías diseñar su sistema teniendo esto en cuenta. Para poder acomodar más paneles en el futuro, deberías tener un inversor sobredimensionado.

¿El uso de microinversores u optimizadores cambia la forma de cablear los paneles solares?

El uso de microinversores u optimizadores en el diseño de tu sistema solar puede ayudar a evitar las limitaciones de tamaño del inversor que tienen los inversores de cadena. Al tener cada panel conectado a su propio microinversor, tu sistema puede ampliarse de un panel a otro.

Esto puede hacerse con los inversores de cadena existentes que están al máximo, siempre que los paneles adicionales se conecten al lado de CA del inversor de cadena.

¿Cómo se conectan los paneles solares a la red?

Otra consideración entre el cableado en serie y el cableado en paralelo es la cantidad de cables que se usan para conectar el sistema solar a la red. Un circuito con cableado en serie usará un solo cable para conectarse. En cambio, un sistema con cableado en paralelo tendrá varios cables para conectarlo a la red.

Serie o paralelo: ¿por qué no tener ambos?

Lo principal es recordar que el cableado en serie aumentará el voltaje, mientras que el cableado en paralelo aumentará el amperaje. Tanto el voltaje como el amperaje deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar tu sistema, especialmente cuando se trata de encontrar el mejor inversor solar para tu sistema.

La mayoría de las veces, un instalador solar optará por diseñar un sistema con conexiones tanto en serie como en paralelo. Esto permite que el sistema funcione con un voltaje y un amperaje mayores, sin sobrecargar el inversor, para que sus paneles solares puedan funcionar al máximo de su capacidad.

Optimización del Diseño: Combinación de Conexiones en Serie y Paralelo

En la práctica, los sistemas solares suelen utilizar una combinación de conexiones en serie y paralelo para optimizar el rendimiento. Esta combinación permite mantener un equilibrio entre el voltaje y la corriente, adaptándose a las especificaciones del inversor y a las características del sitio de instalación.

Por ejemplo, en un sistema con 11 paneles de 550 W, se podrían hacer dos cadenas: una con cinco paneles y otra con seis. Esto mantendría el voltaje dentro de los límites del inversor, evitando problemas de sobrecarga o subutilización del sistema.