Una cubierta tiene espacio para ocho paneles orientados al este y otros seis al oeste. ¿Podemos conectarlos al mismo inversor? ¿Necesitamos un MPPT para cada orientación? ¿Importa que un grupo tenga más paneles que el otro?
Estas decisiones influyen en el aprovechamiento de la instalación y en la elección del equipo. Para resolverlas no basta con sumar la potencia de los paneles: hay que comprobar cómo se agrupan y qué puede gestionar cada entrada del inversor.
Qué es un MPPT y para qué sirve
Los paneles solares no trabajan siempre con la misma tensión y corriente. Su punto de máxima potencia cambia con la radiación recibida y la temperatura.
El MPPT es el sistema de seguimiento que ajusta el punto de funcionamiento para aprovechar la potencia disponible. Cuando un inversor tiene dos MPPT independientes, puede regular por separado dos grupos de paneles.
Esto resulta especialmente útil cuando una parte de la instalación recibe el sol por la mañana y otra por la tarde, o cuando existen diferencias de inclinación y sombreado. Cada grupo puede trabajar en su propio punto de funcionamiento.
Tener más MPPT aporta flexibilidad para diseñar la instalación, pero no aumenta por sí mismo la potencia máxima de salida del inversor.
Dos entradas no significan necesariamente dos MPPT
Antes de repartir los paneles, conviene distinguir tres conceptos:
| Concepto | Qué significa |
|---|---|
| String | Cadena de paneles conectados en serie. |
| Entrada | Conexión física del inversor a la que llega un string. |
| MPPT | Seguidor que regula el punto de funcionamiento del grupo conectado. |
Un inversor puede disponer de varias entradas asociadas a un mismo MPPT. En ese caso, los strings conectados a ellas comparten la tensión de trabajo.
Por eso, no basta con contar los conectores: hay que revisar cuántos seguidores independientes tiene el equipo, qué entradas corresponden a cada uno y cuáles son sus límites eléctricos.
Orientaciones diferentes: un MPPT para cada grupo
Cuando los paneles se reparten entre orientaciones diferentes, el criterio de partida es asignar cada orientación a un MPPT independiente. Así, cada grupo puede adaptarse a sus propias condiciones de funcionamiento.
En el ejemplo de ocho paneles al este y seis al oeste, una distribución posible sería:
- MPPT 1: ocho paneles al este.
- MPPT 2: seis paneles al oeste.
No es necesario que ambos grupos tengan el mismo número de módulos cuando trabajan con seguidores independientes. Lo necesario es que cada string cumpla los requisitos eléctricos del equipo.
Esta distribución permite aprovechar cubiertas con superficies desiguales sin forzar un reparto idéntico. No obstante, separar las orientaciones no sirve si una de las cadenas queda demasiado corta para trabajar correctamente.
Qué ocurre si mezclamos dos orientaciones en un mismo string
Los paneles conectados en serie comparten corriente. Si mezclamos módulos orientados al este y al oeste en una misma cadena, unos recibirán más radiación que otros durante buena parte del día.
Los módulos peor iluminados pueden limitar la corriente del conjunto e impedir que los mejor iluminados aprovechen toda su capacidad de producción. Por la mañana puede limitar el grupo orientado al oeste y por la tarde ocurrir lo contrario.
Los diodos de bypass pueden puentear partes de los módulos en determinadas condiciones, pero eso también reduce la tensión y la potencia aprovechable. Por tanto, no sería exacto afirmar que todos los paneles producen siempre lo mismo que el peor situado.
El criterio práctico es mantener una orientación homogénea dentro de cada string, evitando que dos grupos con condiciones de irradiación muy diferentes se condicionen mutuamente.
Cuántos paneles admite cada string: límites por arriba y por abajo
Al conectar paneles en serie, sus tensiones se suman. Por eso, el número de módulos de una cadena debe encajar con las características del inversor.
Por arriba: no superar la tensión máxima
La tensión en circuito abierto del string no puede superar la máxima tensión de entrada admitida por el inversor.
Esta comprobación debe hacerse considerando el frío previsto en la ubicación, porque la tensión de los paneles aumenta cuando baja su temperatura. No basta con multiplicar el número de módulos por la tensión indicada en condiciones estándar.
Superar este límite no supone simplemente perder algo de producción: puede provocar una sobretensión y dañar el equipo.
Por abajo: alcanzar el arranque y mantenerse en el rango MPPT
Si la cadena no alcanza la tensión de arranque necesaria, el inversor no podrá iniciar la producción.
Además, arrancar no basta. Una vez funcionando, la tensión del string debe ser adecuada para el seguimiento MPPT, también cuando los paneles están calientes y su tensión disminuye.
Por eso hay que distinguir:
- Tensión de arranque: la necesaria para iniciar el funcionamiento.
- Rango MPPT: el intervalo de tensión en el que el equipo realiza el seguimiento.
- Rango MPPT a potencia nominal: el intervalo asociado a la capacidad de entregar la potencia nominal indicada.
No existe un número mínimo o máximo universal de paneles por string. Hay que calcularlo para la combinación concreta de módulos, inversor y temperaturas de diseño.
Un ejemplo sencillo
Supongamos unos módulos con una tensión de máxima potencia de 40 V por panel en la condición de temperatura estudiada:
| Módulos en serie | Tensión del string |
|---|---|
| 3 | 120 V |
| 4 | 160 V |
| 6 | 240 V |
Si el límite inferior del rango MPPT del inversor fuera de 150 V, la cadena de tres módulos quedaría por debajo. Con cuatro módulos alcanzaría 160 V, aunque habría que comprobar que conserva una tensión suficiente en las condiciones más desfavorables.
Los 40 V son un valor ilustrativo, no una tensión común a todos los paneles. En un diseño real se utiliza la ficha del módulo y se corrige su tensión según la temperatura. El arranque se comprueba aparte, con los parámetros correspondientes.
También hay que comprobar la corriente
Además de la tensión y la potencia, cada entrada y cada MPPT tienen límites de corriente.
Cuando se conectan strings en paralelo, sus corrientes se suman. Por tanto, hay que comprobar tanto la corriente máxima de funcionamiento como la corriente de cortocircuito admisible, que son valores distintos.
También conviene revisar si ambos seguidores tienen la misma capacidad: dos MPPT de un mismo inversor pueden admitir corrientes diferentes.
Que los kilovatios de los paneles encajen con los del equipo no demuestra, por sí solo, que la conexión sea correcta.
Tres situaciones habituales en una vivienda
| Situación | Criterio de diseño |
|---|---|
| Una única orientación y sin sombras relevantes | Un solo MPPT puede ser suficiente si la configuración cumple todos los límites del equipo. |
| Dos orientaciones con suficientes paneles en cada una | Plantear un MPPT independiente por orientación y comprobar cada string por separado. |
| Una orientación principal y muy pocos paneles en otra | Verificar si el grupo pequeño alcanza las tensiones necesarias. Si no cumple, replantear la distribución o estudiar otra solución compatible. |
La decisión debe tomarse durante el diseño, antes de instalar y cablear los módulos.
¿Y si hay sombras u optimizadores?
Separar un grupo sombreado puede permitir que otro trabaje de forma independiente, pero un MPPT adicional no elimina la sombra ni recupera la energía que deja de llegar a los paneles.
Hay que estudiar qué módulos quedan afectados, durante cuánto tiempo y cómo responde el sistema de seguimiento del inversor.
Los optimizadores pueden ser útiles en determinadas instalaciones, pero tampoco permiten cualquier combinación. Su utilización debe respetar las reglas de diseño del fabricante, incluyendo compatibilidad, número de módulos y condiciones de conexión.
Elegir el inversor a partir de la cubierta
La elección del inversor debería hacerse después de estudiar cómo se pueden distribuir los paneles.
Una cubierta sencilla puede resolverse con un único grupo. Otra con dos orientaciones puede necesitar seguidores independientes. Y una cubierta fragmentada, con pequeños grupos y sombras, puede requerir una solución diferente.
El objetivo es que cada grupo trabaje dentro de unas condiciones eléctricas adecuadas y aproveche bien la superficie disponible.
En PRONERTEK ayudamos a los instaladores a revisar la distribución de módulos, la compatibilidad con el inversor y las condiciones eléctricas de cada string, para definir una solución coherente antes de ejecutar la instalación.
