En este articulo se explica cómo diseñar el arreglo de paneles solares en serie y paralelo. Se explican las ventajas y desventajas, para asi hacer un mejor diseño de los paneles solares, solares según los requerimientos de la instalación.
Hay bastantes maneras de diseñar el arreglo de los paneles solares, los principales factores son no exceder el voltaje máximo ni el amperaje máximo que soporta el inversor. Además de que la potencia del arreglo este acorde con la potencia necesaria.
Generando un arreglo de paneles en serie y paralelo.
Se tienen bastantes opciones al generar un arreglo, podemos elegir la que mejor se adapte a nuestra instalación.
A continuación sugerimos como elegir los paneles en serie y en paralelo, pero se puede ajustar a como mejor sea para cada instalación.
El siguiente cálculo se enfoca en tener la mayor cantidad posible de paneles en serie, con el fin de tener un amperaje bajo y poder utilizar cables más delgados.
Datos para el ejemplo.
Supongamos que tenemos lo siguiente:
- Se necesitan mínimo 9 paneles solares.
- El voltaje de circuito abierto de un panel Voc = 33V
- El inversor soporta como máximo un voltaje de 250 V
- El inversor soporta un amperaje de 50 A.
Voltaje de trabajo de los paneles.
El voltaje de trabajo se puede seleccionar como mejor se acomode tal vez a la distribución física u otros factores que faciliten la conexión.
Muchos autores recomiendan lo siguiente:
- Para potencias menores a 1.5 Kw, se sugiere un voltaje de trabajo entre 12 y 24 V
- Para potencias entre 1.5 y 5 Kw, se sugiere un voltaje de trabajo entre 24 y 72 V
- Para potencias superiores a 5 Kw se sugiere un voltaje de trabajo entre 120 y 300 V
Otra forma es maximizando los paneles en serie.
- Con el voltaje máximo que soporta el inversor se pone un límite a la cantidad de paneles en serie que se pueden tener.
- Con esos paneles en serie se obtiene el voltaje de trabajo.
Máxima cantidad de paneles en serie.
Como el voltaje en serie se suma, no queremos que el voltaje total del arreglo de paneles supere el voltaje máximo que el inversor puede soportar.
Así que el voltaje máximo que el inversor soporta es el que limitará la cantidad de paneles en serie que podemos tener.
Dónde:
- N serie max, es la cantidad máxima de paneles en serie que se pueden usar.
- Vmax inversor, es el voltaje máximo que soporta el inversor, en volts.
- Vpanel, es el voltaje de un panel, se suele usar el Voc, voltaje a circuito abierto. En volts.
- 8, se recomienda usar este factor para no acercarnos demasiado al voltaje máximo del inversor.
Nota: El resultado se redondea al valor inferior, para no exceder el voltaje del Inversor.
Para el ejemplo tenemos:
Se pueden tener hasta 7 paneles en serie.
Placas solares en paralelo.
La cantidad de paneles solares en paralelo, los podemos obtener una vez que ya tenemos los paneles en serie y la cantidad mínima de pales que la instalación requiere.
Primero se calcularán los paneles en paralelo si se elige el máximo número posible de paneles en serie.
Dónde:
- Nparalelo, es la cantidad de paneles en paralelo.
- Npaneles, es la cantidad mínima de paneles que la instalación necesita.
- N serie max, es la cantidad máxima de paneles en serie que se pueden usar.
Para el ejemplo que tenemos:
Se necesitan 2 paneles en paralelo, mejor dicho, 2 filas de paneles en serie.
Seleccionando paneles en serie.
Ahora que ya tenemos los paneles en paralelo, vamos a elegir la mejor opción para los paneles en serie. Teniendo en cuenta que la cantidad mínima de paneles que se necesita son 9 y los máximos que podemos usar en serie son 7.
En base a la tabla anterior, la mejor opción que se tiene es crear un arreglo de 2×5 paneles, teniendo un total de 10.
Nserie = 5
Nparalelo = 2
Con esto ya hemos diseñado el arreglo para el sistema fotovoltaico, seleccionando la cantidad de paneles en serie y en paralelo que mejor se acomodan a nuestra instalación.
Se necesitan mínimo 9 paneles, pero se instalarán 10 de acuerdo al arreglo seleccionado.
Voltaje y amperaje de los paneles en serie y paralelo.
Recordando:
- El voltaje en serie se suma y en paralelo es igual.
- La corriente eléctrica, en serie es igual y en paralelo se suma.
El voltaje del sistema de paneles solares, es la suma del voltaje de los paneles en serie. Si hay varias filas de paneles en serie, estas deben de contener la misma cantidad de paneles en serie para evitar problemas.
Dónde:
- Vsistema, voltaje de todo el sistema de paneles solares, en volts.
- Nserie, cantidad de paneles en serie.
- Vpanel, voltaje de un panel, en volts.
Cada celda tiene una corriente en las características del fabricante. Pero también la podemos calcular con la ley de ohm. Dividiendo la potencia del panel entre el voltaje del panel.
Dónde:
- Ipanel, intensidad de corriente de un panel, en amperes.
- Ppanel, potencia de un panel en watts.
- Vpanel, voltaje de un panel, en volts.
Mientras que la corriente eléctrica de todo el arreglo es la suma del amperaje de las celdas en paralelo.
Para el ejemplo seria así:
El inversor tendrá que soportar 165 V y 20 A, que es lo que el sistema fotovoltaico genera.
Así como la potencia total de los 10 paneles de 330W cada uno, dando un total de 3,300W.
Hay aplicaciones que calculan el arreglo de paneles solares, recomendamos usar la siguiente:
Para más tutoriales ve a este enlace.
También puedes conseguir un archivo de Excel en Hotmart:
Algunos temas que pueden ser de su interés.