Las instalaciones solares aisladas permiten disponer de electricidad en lugares donde no existe conexión a la red eléctrica. Viviendas rurales, explotaciones agrícolas, casetas, instalaciones de telecomunicaciones o determinados negocios pueden recurrir a estos sistemas para generar y almacenar su propia energía.
Los expertos señalan que una instalación aislada no debe plantearse simplemente a partir de la potencia de los paneles solares. El inversor, el regulador de carga y las baterías tienen que trabajar como un conjunto. Un error de dimensionamiento en cualquiera de estos elementos puede limitar el funcionamiento de todo el sistema.
Antes de elegir los componentes, el primer paso consiste en analizar las necesidades energéticas. “Es necesario conocer cuánto se consume diariamente, qué aparatos funcionarán al mismo tiempo y cuál es la potencia máxima que puede llegar a solicitar la instalación”, señalan los profesionales de CuencaSolar, especializados en la instalación de sistemas solares.
Inversor y regulador MPPT: dos componentes que deben dimensionarse conjuntamente
El inversor es el equipo encargado de transformar la corriente continua procedente del sistema de baterías en corriente alterna para alimentar los dispositivos habituales de una vivienda o instalación. Por ello, su potencia debe elegirse teniendo en cuenta las cargas que pueden funcionar simultáneamente, y no únicamente el consumo energético diario.
Esta diferencia es importante porque una instalación puede tener un consumo diario relativamente reducido y, al mismo tiempo, necesitar un inversor de cierta potencia debido a los aparatos que se utilizan. “Algunos equipos, además, presentan picos de arranque superiores a su potencia nominal”, subrayan.
En el catálogo de CuencaSolar de la marca Victronexisten soluciones específicamente preparadas para trabajar en sistemas autónomos. La familia MultiPlus-II, por ejemplo, reúne las funciones de inversor y cargador. Las indicaciones del fabricante contemplan expresamente su configuración para aplicaciones aisladas y, según el modelo, existen diferentes potencias y tensiones de batería, por lo que la selección debe realizarse de acuerdo con las características concretas del sistema.
La tensión de trabajo es otro factor relevante. Los sistemas pueden configurarse, según los equipos utilizados, a diferentes tensiones de batería. Conforme aumenta la potencia requerida, trabajar con tensiones superiores permite reducir la intensidad necesaria para transportar una misma potencia. Esto influye en aspectos como el cableado, las protecciones y las pérdidas eléctricas.
Junto al inversor se encuentra el regulador solar. Su función es gestionar la energía que producen los paneles y realizar la carga de las baterías dentro de los parámetros establecidos. Victron dispone de reguladores SmartSolar que utilizan tecnología MPPT, siglas de Maximum Power Point Tracking o seguimiento del punto de máxima potencia.
La elección de un MPPT no debe realizarse únicamente a partir de la potencia total instalada en paneles. Hay que comprobar las características eléctricas de las placas y la manera en la que se conectarán.
La propia denominación de los reguladores SmartSolar aporta información sobre sus límites. En un SmartSolar MPPT 100/30, por ejemplo, el primer valor corresponde a la tensión fotovoltaica máxima y el segundo a la corriente máxima de carga de batería. En este caso, serían 100 V y 30 A, respectivamente.
Este aspecto resulta especialmente importante cuando varios paneles se conectan en serie. Al aumentar el número de módulos conectados de esta manera también aumenta la tensión del conjunto. La tensión de circuito abierto del campo fotovoltaico no debe superar el máximo admitido por el regulador.
Victron establece además requisitos sobre la relación entre la tensión procedente de los paneles y la de la batería. En sus reguladores SmartSolar de determinadas gamas, la tensión fotovoltaica nominal debe situarse al menos 5 V por encima de la tensión de la batería para realizar la carga. Los valores concretos y los límites deben comprobarse siempre en la documentación correspondiente al modelo seleccionado.
Desde CuencaSolar se insiste en que elegir el regulador requiere conocer previamente la configuración del campo fotovoltaico. Número de placas, conexión en serie o paralelo, tensión de circuito abierto, corriente y condiciones ambientales forman parte del cálculo.
Cómo elegir las baterías para una instalación solar aislada con Victron
Si el inversor determina qué potencia puede suministrar el sistema y el regulador controla la energía procedente de los paneles, la batería establece en buena medida cuánta energía puede almacenarse para utilizarla posteriormente.
Su dimensionamiento comienza por el consumo. Este suele expresarse en kWh diarios. A partir de esta cifra se puede estimar la capacidad de almacenamiento necesaria según las horas o días de autonomía que se quieran conseguir.
Pero ojo, porque elegir la potencia sólo por el consumo medio diario es uno de los errores más comunes a la hora de elegir equipo, tal y como recuerdan desde Tecnologeek.com, portal especializado en el análisis de todo tipo de productos tecnológicos.
No obstante, la capacidad nominal no es el único criterio. También deben considerarse la profundidad de descarga prevista, la eficiencia del sistema, la potencia de los consumos y las corrientes máximas de carga y descarga admitidas por la batería.
Esto último es especialmente importante porque una batería puede disponer de suficiente capacidad energética y, sin embargo, no ser adecuada para proporcionar la corriente que solicita un inversor de elevada potencia. Del mismo modo, un campo fotovoltaico sobredimensionado respecto a la batería puede generar corrientes de carga superiores a las admitidas por esta.
La documentación de Victron para algunos sistemas de baterías compatibles advierte precisamente de esta circunstancia: combinar un campo solar de gran tamaño con un banco de baterías demasiado pequeño puede superar los límites de carga de la batería y provocar alarmas o desconexiones gestionadas por el BMS.
En las baterías de litio, el Battery Management System o BMS desempeña una función esencial. Este sistema supervisa parámetros relacionados con el funcionamiento de la batería y permite protegerla frente a condiciones que puedan quedar fuera de sus límites operativos.
La tecnología de la batería también tiene mucho que ver en el diseño. Victron dispone, entre otras opciones, de baterías de litio LiFePO4 de diferentes capacidades y tensiones, de modo que el almacenamiento puede adaptarse a distintos tipos de instalación.
Como referencia, la gama Lithium NG de 25,6 V incluye modelos de 100, 200 y 300 Ah, equivalentes respectivamente a capacidades nominales de 2,56, 5,12 y 7,68 kWh a 25 °C. “Estos datos muestran también por qué no conviene comparar baterías fijándose exclusivamente en los amperios-hora: para conocer la energía almacenada es necesario considerar en conjunto capacidad y tensión”, sentencian.
