El cableado de tus paneles solares es más que simplemente conectar algunos cables. Se trata de diseñar un sistema seguro y eficiente que se adapte a tus necesidades de energía y funcione perfectamente con el resto de tu instalación solar. Un diagrama de cableado de paneles solares es el plano que hace esto posible.
En esta guía, te explicaremos cómo diseñar el esquema de cableado, los componentes esenciales que necesitarás y cómo interpretar o crear diagramas tanto para sistemas conectados a la red como fuera de la red.
Importancia de un diagrama de cableado de paneles solares
Un diagrama de cableado de un arreglo solar es un plano visual que muestra cómo múltiples paneles solares están conectados eléctricamente para formar un arreglo solar completo.
Ilustra no solo las configuraciones de cableado sino también cómo estos paneles se conectan a componentes clave del sistema como el controlador de carga, el inversor y las baterías.
Además, el diagrama indica la colocación adecuada de dispositivos protectores esenciales como fusibles y disyuntores.
El cableado correcto es crítico porque:
- Asegura que la salida del arreglo solar cumpla con las especificaciones de otros componentes en un sistema solar
- Maximiza la producción de energía y la eficiencia
- Previene riesgos de seguridad como cortocircuitos eléctricos y sobretensión
- Simplifica la solución de problemas y el mantenimiento
1. Dimensionamiento del sistema
Todo comienza con entender cuánta energía necesita producir su sistema. Calcule su consumo promedio diario de electricidad, usualmente medido en kilovatios-hora (kWh). Este paso es crítico porque influye en el tamaño y número de paneles solares, la capacidad del banco de baterías y el tamaño del inversor.
Con sus necesidades energéticas en mano, puede comenzar a elegir componentes que se ajusten a esos requisitos y diseñar un esquema de cableado para apoyarlos.
2. Elija los equipos principales
Un diagrama de cableado reúne todos los componentes clave de su sistema solar, reflejando la interacción entre las partes principales de su sistema. Aquí hay una breve mirada a lo básico del diagrama antes de que tome lápiz y papel.
- Paneles solares: Una vez que conozca la potencia necesaria del panel solar, puede diseñar cómo cablear físicamente, organizar los paneles para lograr esa potencia y voltaje del sistema y determinar cuántos paneles solares necesita.
- Controlador de carga solar: Determine el tipo de controlador de carga necesario y si se requieren controladores de carga en paralelo para regular la energía de diferentes cadenas solares que cargan una batería común, según la disposición de sus paneles.
- Inversor: El cableado del inversor varía según el tipo. Los inversores de potencia básicos tienen entradas DC simples, mientras que los inversores-cargadores incluyen controladores de carga integrados. Además, las salidas AC monofásicas, bifásicas o trifásicas afectan las conexiones a su panel eléctrico.
- Batería de almacenamiento de energía: Las conexiones de la batería deben planificarse para coincidir con el voltaje de carga del controlador de carga o inversor-cargador y para minimizar la pérdida de energía mientras se mantiene el equilibrio de corriente. La disposición y agrupación adecuada reduce problemas de alta corriente y mejora la eficiencia del sistema.
3. Dibuje sus conexiones
Una vez que haya elegido sus componentes, traduzca el plan en un diagrama claro. El cableado es más que conectar terminales positivos y negativos. Cada sección del sistema requiere diferentes tamaños de cable y protecciones.
- El tamaño y tipo de cable entre cada parte variará, comenzando desde los paneles solares, luego pasando al controlador de carga, banco de baterías, inversor y finalmente sus cargas.
- Considere si sus paneles serán cableados en serie, paralelo o en una configuración híbrida, ya que esto afecta tanto el tamaño del cable como los dispositivos de protección.
- Incluya todos los accesorios como interruptores, fusibles, cajas combinadoras y desconectadores en sus ubicaciones adecuadas.
Diagrama de conexión de paneles solares
En esta sección, proporcionamos ejemplos de diagramas de conexión de paneles solares tanto en configuraciones en serie como en paralelo. El objetivo es resaltar el hardware esencial necesario para cada configuración para que pueda preparar el equipo adecuado antes de la instalación.
Para instrucciones detalladas paso a paso, por favor consulte nuestras guías dedicadas:
1️⃣ Cómo conectar paneles solares en serie
2️⃣ Cómo conectar paneles solares en paralelo
Diagrama de conexión en serie de paneles solares
Al cablear paneles en serie, el terminal positivo de un panel se conecta al terminal negativo del siguiente. Esta configuración aumenta el voltaje total del sistema mientras mantiene la corriente igual, lo cual puede ser útil para reducir pérdidas en la línea en cables largos.
Hardware requerido para el cableado en serie de paneles solares:
- Cable para panel solar: Usualmente un calibre más pequeño es suficiente ya que la corriente se mantiene baja, mismo tamaño desde el panel hasta el interruptor y el controlador de carga.
- Conectores MC4: Conexiones seguras y resistentes a la intemperie entre paneles.
- Interruptores automáticos de CC: Proporcionan protección contra sobrecorriente para cada cadena.
- Diodos de derivación (Opcional): Evitan que un panel sombreado o defectuoso reduzca drásticamente la potencia de toda la cadena
Diagrama de conexión en paralelo de paneles solares
Al cablear paneles en paralelo, todos los terminales positivos se conectan juntos y todos los terminales negativos se conectan juntos. Esto mantiene el voltaje del sistema igual al de un solo panel pero aumenta la corriente total, lo que requiere atención al dimensionamiento y protección del cable.
Hardware requerido para cableado paralelo de paneles solares:
- Cable para panel solar: Asegura que los cables ramales coincidan con la corriente del panel; el cable principal maneja la corriente total combinada.
- Conectores MC4: Aseguran conexiones de panel a panel para cada tramo de cable.
- Conectores ramales MC4: Permiten combinar múltiples salidas de paneles en paralelo.
- Fusibles para paneles solares: Protegen cada panel o cadena paralela contra sobrecorriente.
- Caja combinadora/de interruptores: Incluye barras colectoras para distribución de corriente e interruptores automáticos de CC para protección.
Otros accesorios comunes para la instalación de sistemas solares
Más allá del hardware de cableado para paneles solares, un sistema solar completo requiere componentes adicionales para garantizar seguridad, eficiencia y funcionalidad. A continuación, accesorios esenciales para diferentes partes del sistema:
- Barra colectora para batería ayuda a organizar el cableado de la batería y proporciona un camino de baja resistencia para la corriente. Permite conectar múltiples cables ordenadamente manteniendo conexiones eléctricas seguras.
- Sistema de gestión de baterías (BMS) monitorea la salud de la batería, equilibra las celdas y protege contra sobrecarga, sobredescarga y cortocircuitos. Esto es especialmente importante para baterías de litio.
- Interruptor automático de CC para batería actúa como un interruptor de seguridad entre la batería y otros componentes de CC. Facilita desconectar la energía para mantenimiento o durante emergencias.
- Panel de distribución de CA dirige la salida de CA del inversor a diferentes circuitos o electrodomésticos e incluye interruptores automáticos incorporados para protección contra sobrecargas.
- Interruptor de transferencia manual o automático es necesario si desea cambiar la fuente de carga de CA entre el inversor y una fuente alternativa de CA como la red, un generador o la energía de muelle para casas rodantes.
Estos elementos cubren los fundamentos del cableado solar, con ajustes necesarios para diferentes aplicaciones. Exploremos las diferencias entre sistemas para casas rodantes y residenciales.
Diagrama del sistema solar fuera de la red
Una instalación solar típica fuera de la red incluye paneles solares (cableados en serie, paralelo o una combinación), un controlador de carga (PWM o MPPT) para regular la carga, un banco de baterías para almacenamiento de energía, un inversor compacto de batería o inversor de potencia para convertir CC a CA, y varios accesorios de cableado como conectores, fusibles, interruptores, BMS y barras colectoras para baterías en paralelo.
Se requieren partes adicionales en instalaciones móviles o de casa rodante:
- Prensaestopas de entrada al techo sella y protege el punto donde los cables pasan a través del techo.
- Caja de fusibles de CC o panel de CC alimenta y protege electrodomésticos de 12V como luces, ventiladores y refrigeradores.
- Entrada de energía de tierra permite que las baterías se carguen desde un campamento u otra fuente externa de energía de CA.
Diagrama de cableado solar para el hogar
Un sistema solar doméstico usualmente usa voltajes más altos (por ejemplo, almacenamiento en batería de 48V o operación directa conectada a la red) y a menudo se conecta a la red eléctrica. Esto requiere una planificación más cuidadosa para:
- Arreglo de paneles solares según la orientación y la inclinación del techo.
- Cumplimiento con los códigos locales para puesta a tierra, enrutamiento de conductos y interruptores de desconexión.
- Selección del inversor, a menudo un inversor híbrido todo en uno que puede manejar entrada solar, almacenamiento en batería y conexión a la red.
Al diseñar el diagrama de cableado para un sistema solar doméstico, el lado de CA puede ser más complejo que en sistemas pequeños fuera de la red. Esto se debe a que la instalación puede necesitar conectarse a la red eléctrica en configuraciones monofásicas, bifásicas o trifásicas. El cableado de CA debe hacerse correctamente para las conexiones de Línea (L) y Neutro (N), y en algunos casos, la puesta a tierra (E).
Para algunas instalaciones solares residenciales puede haber otras partes:
- El subpanel de cargas críticas suministra energía a electrodomésticos esenciales durante cortes de energía.
- El interruptor principal de servicio es un requisito de seguridad para los trabajadores de la utilidad al dar servicio al sistema.
- El medidor de medición neta (para sistemas conectados a la red) registra el exceso de energía exportada a la red.
Preguntas frecuentes - ¿Necesita un arreglo solar estar conectado a tierra?
Sí, un arreglo solar debe estar conectado a tierra por seguridad y rendimiento. La puesta a tierra ayuda a proteger a las personas y equipos de descargas eléctricas en caso de una falla. También reduce el riesgo de incendio causado por corrientes eléctricas errantes y puede ayudar a proteger contra daños por rayos.
En una casa rodante, la puesta a tierra del sistema a menudo conecta el lado negativo del sistema de CC al chasis del vehículo, que sirve como punto de puesta a tierra.
En una casa, la puesta a tierra del sistema típicamente conecta el conductor neutro del sistema a una varilla de tierra dedicada clavada en la tierra.
