Esta sección profundizará en las conexiones en serie, en paralelo y en serie-paralelo de los paneles solares. El propósito de esta sección es explicar por qué se utilizan ciertas conexiones, cómo configurar la conexión deseada, así como revisar cuál es la conexión más beneficiosa para utilizar según su situación.
¿Por qué en paralelo?
Las conexiones estrictamente en paralelo se utilizan principalmente en sistemas más pequeños y básicos, y generalmente con controladores PWM, aunque existen excepciones. Conectar sus paneles en paralelo aumentará los amperios y mantendrá el voltaje igual. Esto se utiliza a menudo en sistemas de 12V con múltiples paneles, ya que el cableado de paneles de 12V en paralelo le permite mantener sus capacidades de carga de 12V.
La desventaja de los sistemas en paralelo es que la alta corriente es difícil de transportar a largas distancias sin usar cables muy gruesos. Los sistemas de hasta 1000 vatios pueden llegar a producir más de 50 amperios, lo que es muy difícil de transferir, especialmente en sistemas donde los paneles están a más de 3 metros de su controlador, en cuyo caso tendría que usar un cable de calibre 4 AWG o más grueso, lo que puede ser costoso a largo plazo. Además, los sistemas en paralelo requieren equipos adicionales como conectores en T o una caja combinadora.
¿Por qué en serie?
Las conexiones estrictamente en serie se utilizan principalmente en sistemas más pequeños con un controlador MPPT. Conectar sus paneles en serie aumentará el nivel de voltaje y mantendrá la corriente igual. La razón por la que se utilizan conexiones en serie con los controladores MPPT es que los controladores MPPT son capaces de aceptar una entrada de voltaje más alta y aún así poder cargar sus baterías de 12V o más. Los controladores MPPT de Renogy pueden aceptar una entrada de 100 voltios. El beneficio de la serie es que es fácil de transferir a largas distancias. Por ejemplo, puede tener 4 paneles Renogy de 100 vatios en serie, hacerlo funcionar a 30 metros y solo usar un cable delgado de calibre 14.
La desventaja de los sistemas en serie son los problemas de sombreado. Cuando los paneles se conectan en serie, todos dependen, en cierto sentido, unos de otros. Si un panel está sombreado, afectará a toda la cadena. Esto no sucederá en una conexión en paralelo.
¿Por qué en serie-paralelo?
Los arreglos de paneles solares suelen estar limitados por un factor: el controlador de carga. Los controladores de carga están diseñados para aceptar solo una cierta cantidad de amperaje y voltaje. A menudo, para sistemas más grandes, para mantenerse dentro de esos parámetros de amperaje y voltaje, tenemos que ser creativos y utilizar una conexión serie-paralelo. Para esta conexión, se crea una cadena con 2 o más paneles en serie. Luego, se debe crear una cadena igual y conectarla en paralelo. 4 paneles en serie deben conectarse en paralelo con otros 4 paneles en serie o habrá una pérdida de energía considerable. Puede ver más en el ejemplo siguiente.
Realmente no hay ninguna desventaja en las conexiones en serie-paralelo. Suelen utilizarse cuando son necesarias y no hay otras opciones disponibles.
Cálculo de corriente, voltaje y potencia total
La corriente, el voltaje y la potencia total varían específicamente según el modo de conexión. En resumen:
- Conexión en serie: la corriente se mantiene constante, el voltaje se suma.
- Conexión en paralelo: el voltaje se mantiene constante, la corriente se suma.
- Conexión serie-paralelo: el voltaje de cada cadena en serie se suma, mientras que la corriente de cada cadena se multiplica por el número de cadenas en paralelo.
| Método de conexión | Corriente de salida total | Voltaje de salida total | Potencia de salida total |
|---|---|---|---|
| Conexión en serie | Itotal = I1 = I2 = ⋯ = In | Vtotal = V1 + V2 + ⋯ + Vn | Wtotal = Itotal × Vtotal |
| Conexión en paralelo | Itotal = I1 + I2 + ⋯ + In | Vtotal = V1 = V2 = ⋯ = Vn | Wtotal = Itotal × Vtotal |
| Conexión serie-paralelo | Itotal = Istring x m** | Vtotal = V1 = V2 = ⋯+ Vn | Wtotal = Itotal × Vtotal |
*En la fórmula, 1, 2, 3, o n representa el número del panel solar, respectivamente.
**Asuma que tiene m grupos de n paneles en serie, con m de esos grupos conectados en paralelo.
¿Cómo configurar su sistema en paralelo?
Una conexión en paralelo se realiza uniendo los positivos de dos paneles, así como los negativos de cada panel. Esto se puede lograr por diferentes medios, pero generalmente para sistemas más pequeños se utilizará mediante un conector de derivación. El conector de derivación tiene forma de Y, y uno tiene dos entradas para positivo, que se convierte en una, junto con dos entradas para negativo, que se convierte en una. Consulte la imagen a continuación.
Como puede ver, tiene una ranura para el terminal negativo del panel #1 y el terminal negativo del panel #2. Así como los equivalentes positivos. Luego, la salida negativa y la salida positiva se utilizarán para conectarse a su controlador de carga a través de un cable fotovoltaico solar.
Consulte el diagrama a continuación.
Veamos un ejemplo numérico. Supongamos que tiene 2 paneles solares de 100 vatios y un banco de baterías de 12 V. Dado que cada panel es de 12 V y el banco de baterías que desea cargar es de 12 V, debe conectar su sistema en paralelo para mantener el mismo voltaje. El voltaje de funcionamiento es de 18,9 V y la corriente de funcionamiento es de 5,29 amperios. La conexión en paralelo del sistema mantendría el voltaje igual y aumentaría los amperios según el número de paneles conectados en paralelo.
En este caso, tiene 5,29 amperios x 2 = 10,58 amperios. El voltaje se mantiene en 18,9 voltios. Para verificar los cálculos, puede hacer 10,58 amperios x 18,9 voltios = 199,96 vatios, o prácticamente 200 vatios.
En escenarios que involucran múltiples paneles solares conectados en paralelo, puede usar derivaciones o cables adaptadores que se enumeran en la tabla a continuación:
| Cable de derivación o adaptador | Aspecto | Características clave |
|---|---|---|
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Conectores solares en Y de derivación paralela |
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| Conectores de derivación solar 3 en 1 MMMF+FFFM (par) |
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| Conectores solares en M de derivación paralela Cable adaptador MMMF+FFFM (par) (SKU: RPC0110EC-M) |
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¿Cómo configurar su sistema en serie?
Una conexión en serie se logra uniendo el positivo de un panel con el negativo del otro panel. Con esto, no necesita ningún equipo adicional, excepto los cables del panel provistos. Consulte el diagrama a continuación.
Veamos un ejemplo numérico.
Supongamos que tiene 2 paneles solares de 100 vatios y un banco de baterías de 24 V. Dado que cada panel es de 12 V y el banco de baterías que desea cargar es de 24 V, debe conectar su sistema en serie para aumentar el voltaje. Para mayor seguridad, use el voltaje de circuito abierto para calcular las conexiones en serie, en este caso, el panel de 100 vatios tiene un voltaje de circuito abierto de 22,5 voltios y 5,29 amperios. La conexión en serie sería de 22,5 voltios x 2 = 45 voltios. Los amperios se mantendrían en 5,29. La razón por la que usamos el voltaje de circuito abierto es que debemos tener en cuenta el voltaje de entrada máximo del controlador de carga.
*Si desea comprobar los cálculos, no funcionará con el voltaje de circuito abierto. Puede usar el voltaje de funcionamiento, entonces 18,9 voltios x 2 = 37,8 voltios. 37,8 voltios x 5,29 amperios = 199,96 vatios, o prácticamente 200 vatios.
La siguiente tabla enumera un cable de extensión para paneles solares que podría ser necesario en conexiones en serie.
| Cable de derivación o adaptador | Aspecto | Características clave |
|---|---|---|
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Cable de extensión para panel solar con conectores solares macho a hembra (individual) |
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¿Cómo configurar su sistema en serie-paralelo?
Una conexión serie-paralelo se logra utilizando tanto una conexión en serie como una en paralelo. Cada vez que agrupa paneles en serie, ya sean 2, 4, 10, 100, etc., esto se llama una cadena. Al realizar una conexión serie-paralelo, esencialmente está conectando en paralelo 2 o más cadenas iguales.
Consulte el diagrama a continuación
Como puede ver, esta conexión serie-paralelo tiene 2 cadenas de 4 paneles. Las cadenas están conectadas en paralelo.
Veamos un ejemplo numérico para este diagrama. Esto se usa principalmente en nuestro controlador MPPT Renogy de 40 amperios, ya que puede aceptar hasta 800 vatios de potencia, pero solo puede aceptar 100 voltios de entrada, por lo que no se puede hacer todo en serie. Conectar 8 paneles en paralelo también causaría una corriente demasiado alta.
Para este ejemplo, usaría el voltaje de circuito abierto de 22,5 voltios y la corriente de funcionamiento de 5,29 amperios. Al crear una cadena de 4 paneles, tendrá un voltaje de 22,5 voltios x 4 = 90 voltios, lo que está por debajo del límite de 100 voltios. Luego, al conectar en paralelo la otra cadena, el voltaje se mantendrá en 90 voltios y los amperios se duplicarán, por lo que 5,29 amperios x 2 = 10,58 amperios.
* Tenga en cuenta que generalmente hay otro factor que debe tenerse en cuenta al dimensionar el controlador MPPT, llamado corriente de refuerzo. Esto se discutirá en Tipos de controladores de carga solar.
*Si quiere verificar los cálculos, no funcionará con el voltaje de circuito abierto. Puede usar el voltaje de operación, así que 18,9 voltios x 4 = 75,6 voltios. 75,6 voltios x 10,58 amperios = 799,85 vatios, o prácticamente 800 vatios.
Guía de vídeo de configuración
Cómo conectar sus paneles solares en serie y paralelo Parte 1
Cómo conectar sus paneles solares en serie y paralelo Parte 2
Lectura relacionada
Conexiones en serie, paralelo y serie-paralelo de bancos de baterías
