FAQ

Preguntas Frecuentes: Soluciones y Componentes para Energía Solar

Introducción

En esta sección abordamos las preguntas más frecuentes (FAQ) sobre los distintos sistemas de energía solar y sus componentes, incluyendo paneles solares, inversores, baterías, soportes, productos de sistemas térmicos (e.g. calentadores de agua solares, colectores solares y bombas de calor), productos de sistemas de bombeo solar (e.g. variadores de frecuencia solares y bombas sumergibles solares), equipos de conexión y protección (e.g. cables solares, disyuntores)., etc, y otros productos relacionados.

Nuestro objetivo es ayudarte a comprender mejor cada tecnología, despejar las dudas y tomar decisiones informadas.

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA
BOMBEO SOLAR
INVERSORES
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ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA

Preguntas y Respuestas Generales sobre Energía Solar Fotovoltaica

La energía solar es un tipo de energía renovable que se obtiene de la absorción y captación de la radiación electromagnética del Sol.

Es una energía limpia, fiable y barata que puede ayudar a resolver algunos de los problemas climáticos más acuciantes de la humanidad.

La energía solar fotovoltaica consiste en el uso de la radiación solar y su luz para producir electricidad a través de materiales semiconductores (células fotovoltaicas de silicio) comúnmente denominados paneles solares. Aprovecha el efecto fotovoltaico: cuando los fotones de la luz solar impactan en los paneles solares, se genera electricidad.

Un sistema solar fotovoltaico convierte la luz del sol en electricidad mediante paneles solares. La energía generada es enviada a un inversor, que la transforma en electricidad utilizable para el hogar o la empresa. Dependiendo del tipo de sistema, la energía puede almacenarse en baterías o inyectarse a la red eléctrica

  • Reducción muy notable de los costes de electricidad.
  • Permite obtener energía y electricidad en donde la red no llega (independencia energética)
  • El coste de la instalación se amortizará rápidamente con la electricidad generada.
  • La energía solar es abundante e inagotable.
  • El sistema es modular, por lo que puede adaptarse y ampliarse en función de nuestras necesidades cambiantes.
  • Ganamos independencia energética durante muchos años, ya que los paneles generan energía durante más de 30 años.
  • Es silenciosa, no genera contaminación y contribuye a evitar el calentamiento global.
  • Contribuye al desarrollo sostenible generando riqueza y empleo local en la comunidad.

A continuación, se detallan los principales elementos que se encuentran en un sistema de energía solar:

1. Paneles Solares:
Son los encargados de capturar la radiación solar y convertirla en electricidad en forma de corriente continua (CC).
Pueden ser monocristalinos, policristalinos o de película delgada.
Se mide en vatios pico (Wp), que indica la potencia máxima en condiciones ideales.

2. Inversor Solar:
Convierte la corriente continua (CC) generada por los paneles o las baterías en corriente alterna (CA), que es la utilizada en la mayoría de los equipos eléctricos.

3. Baterías:
Almacenan la energía generada para su uso posterior.

4. Controlador de Carga Solar (Regulador Solares):
Regula la carga y descarga de las baterías para evitar sobrecargas o descargas profundas.

5. Sistema de Montaje (Soporte):
Soportes que fijan los paneles solares en techos, suelos o estructuras móviles con el ángulo de inclinación óptimo

6. Cableado y Protecciones:
Consiste en el cableado solar (especial para CC, resistente a UV y altas temperaturas), los fusibles y disyuntores (para proteger el sistema contra sobrecargas, cortocircuitos o descargas atmosféricas) y puesta a tierra.

7. Medidor Bidireccional (En sistemas conectados a la red):
Mide la cantidad de energía que se consume y la que se inyecta a la red eléctrica.

Dependiendo del objetivo del sistema y las necesidades particulares de cada uno, se puede necesitar más o menos componentes.
En Enertik, podemos diseñar un sistema perfecto a la medida de cada cliente, asegurando que se adapte a sus requerimientos específicos.

En un sistema on-grid (con conexión a red), el inversor on-grid está conectado a la red eléctrica todo el tiempo. Utiliza más energía solar posible para cubrir el consumo y cubre la diferencia con la energía de la red. Cuando hay excedentes (cuando el consumo es menor que la energía solar generada), el usuario puede elegir si inyectar el excedente de energía a la red o no.

Por otro lado, un sistema off-grid (fuera de la red, aislado) es independiente de la red, y el inversor off-grid necesita baterías para servir como un amortiguador, proveyendo energía constante y estable al inversor y almacenando la energía generada. Algunos inversores off-grid pueden proveer energía incluso sin baterías, pero cuando el sol se cae va a tener que usar la energía CA, por lo tanto es recomendable usar las baterías para lograr la independencia energética.

En términos de cada instante:
Depende de varios factores: el tamaño del sistema, la cantidad y eficiencia de los paneles solares, y la radiación solar disponible junto con las condiciones climáticas de cada momento. Un sistema bien diseñado puede cubrir la mayor parte o la totalidad del consumo energético de una vivienda o negocio, incluso en picos de demanda energética.

En términos de energía total generada:
Al diseñar el sistema, podemos calcular la cantidad total de energía que se puede generar lo largo de los años, que es la energía generada por día (promedio) x  años de la vida útil x 365.

Sí, en sistemas conectados a la red (on-grid), la energía generada se consume en tiempo real y el excedente se inyecta a la red eléctrica, sin necesidad de baterías. En cambio, los sistemas aislados (off-grid) requieren baterías para almacenar energía.

El mantenimiento es mínimo. Se recomienda limpiar periódicamente los paneles solares para eliminar polvo y suciedad, revisar conexiones y asegurar que los inversores y baterías funcionen correctamente. Los inversores modernos pueden almacenar registros de funcionamiento y realizar diagnósticos del sistema. Además, puede guardar los datos de la energía generada en cada hora en su memoria interna, generar informes, sugerir ajustes o ser controlados de forma remota.

El porcentaje de costo de cada componente en un sistema fotovoltaico puede variar según la escala del sistema (residencial, comercial o industrial), la calidad de los equipos y la región donde se instale. Sin embargo, en términos generales, el desglose típico de costos es el siguiente:

Paneles solares : 35% – 45%
Inversor : 15% – 25%
Baterías : (si el sistema es híbrido u Off-Grid) 20% – 40%
Estructura de montaje :  5% – 10%
Cableado y protecciones :  5% – 10%
Mano de obra e instalación :  10% – 20%
Otros costos (permisos, ingeniería, monitoreo, accesorios, etc.) :  5% – 10%

El tiempo de amortización de un sistema fotovoltaico varía según varios factores, como el costo inicial, la tarifa eléctrica, el nivel de irradiación solar y los incentivos disponibles en cada país. En términos generales, un sistema fotovoltaico bien dimensionado suele amortizarse en un período de 3 a 7 años.

  • En lugares con altos costos de electricidad y buenas condiciones solares, la recuperación de la inversión puede ser más rápida, en torno a 3 a 5 años.
  • En regiones con tarifas eléctricas más bajas o menos horas de sol, el retorno de inversión puede extenderse hasta 5 a 8 años.
  • Si se aprovechan incentivos gubernamentales, financiamiento o esquemas de venta de excedentes a la red, el tiempo de amortización puede reducirse significativamente.

Después de este período, la energía generada es prácticamente gratuita, ya que la vida útil de los paneles solares supera los 25 años con garantías de producción de al menos 80% de su capacidad original al 25.º año.

Preguntas y Respuestas sobre Paneles Solares

Generalmente, la vida útil es de 25 a 30 años con garantías de rendimiento del 80-90% al final del período. Los paneles de marcas reconocidas como Trina, Jinko, Hanersun., etc, suelen tener una vida útil muy larga.

La eficiencia de un panel solar indica qué porcentaje de la energía solar que recibe se convierte en electricidad. Cuanto mayor sea la eficiencia, más energía generará el panel en el mismo espacio.

Los paneles solares comerciales más eficientes, como los más nuevos de Trina o Jinko, tienen una eficiencia de alrededor del 22% al 24% en tecnología monocristalina TOPCon. En laboratorios, se han logrado valores superiores al 30%, pero aún no están disponibles para el público en general.

Los paneles monocristalinos tienen mayor eficiencia y mejor rendimiento en condiciones de poca luz, mientras que los policristalinos son más económicos pero con menor eficiencia.

TOPCon y PERC son tecnologías que mejoran la eficiencia de los paneles. En comparación con paneles solares normales, los paneles TOPCon captan más luz y tienen mejor rendimiento en altas temperaturas. Por otro lado, los paneles PERC solo captan más luz.

El número de celdas en un panel solar indica cómo están organizados internamente los módulos fotovoltaicos. Los paneles estándares suelen tener las celdas organizadas en números múltiplos de 12, como 60, 72 o 144 celdas. Más celdas no siempre significan más potencia, ya que depende de la tecnología utilizada.

No necesariamente. Un panel de mayor potencia puede generar más energía, pero también es importante considerar el espacio disponible, la eficiencia, y el voltaje o la corriente compatible de los inversores y reguladores solares. En algunos casos, usar varios paneles de menor potencia puede ser más conveniente. El arte reside en encontrar “el punto dulce” y diseñar el sistema con todos los componentes que resultan compatibles entre sí para que trabajen en orquestra y entreguen un servicio adecuado, confiable y sin desperdicios.

Depende del consumo energético. Se evalúa el consumo energético diario y mensual, la radiación solar disponible y su patrón, el espacio de instalación, el tiempo de backup deseado, y la localización geográfica., etc, entre otros factores. Un hogar promedio puede necesitar entre 6 y 20 paneles según su consumo. Usted puede consultar a los representantes de venta o los técnicos para que diseñen un sistema a medida de sus necesidades.

Sí, pero es importante que los nuevos paneles sean compatibles con el sistema existente.

Sí, aunque con menor eficiencia. En días nublados o lluviosos, los paneles solares siguen generando energía, pero en menor cantidad. Los reguladores solares MPPT de alta calidad pueden optimizar la potencia generada de los paneles solares en días nublados, reduciendo el impacto de las condiciones atmosféricas. Para asegurar un suministro continuo, se pueden utilizar baterías de almacenamiento. 

No, pero se puede almacenar la energía generada durante el día en baterías para su uso nocturno. En algunos sistemas bien diseñados, la energía generada y almacenada en las baterías bajo 5 horas del sol puede incluso cubrir la necesidad de 24-36 horas enteras.

La mayoría están diseñados para soportar condiciones climáticas adversas, pero es importante verificar las especificaciones del fabricante.

En términos generales, a mayor temperatura, menor eficiencia, ya que el voltaje disminuye con el calor. Sin embargo, la corriente también aumenta con el calor, lo cual contrarresta parte de este efecto negativo. Los reguladores MPPT pueden encontrar el punto de equilibrio bajo distintas temperaturas para asegurar que el sistema siempre genere la mayor potencia posible.

Sí, pero es necesario utilizar estructuras de montaje adecuadas para cada tipo de techo.

Limpieza periódica para evitar acumulación de polvo y chequeos anuales del sistema eléctrico.

Preguntas y Respuestas sobre Controladores de Carga Solares

Es un dispositivo que toma la energía generada por los paneles solares para cargar las baterías en un sistema solar fotovoltaico. Puede cargar con tensión y corriente correctas según el tipo de baterías conectadas y evitar sobrecargas o descargas profundas. Algunos inversores-cargadores tienen este elemento incorporado.

  • Carga las baterías con la energía proveniente de los paneles solares
  • Carga las baterías con tensión y corriente correcta y aplica algoritmos de carga óptimos de varias etapas para distintos tipos de baterías
  • Monitorea la tensión, la capacidad y el estado de carga de las baterías
  • Implementa medidas de mantenimiento automáticas para alargar la vida útil de las baterías
  • Protege las baterías de sobrecarga y descarga profunda
  • Optimiza la captación de energía de los paneles solares con algoritmos 
  • Algunos modelos tienen salidas USB o CC programables para alimentar y controlar las luces de iluminación

Los MPPT son más eficientes porque incorporan algoritmos para detectar el punto de potencia máxima de los paneles solares (la relación entre tensión y corriente) y guiar a los paneles a generar la energía al punto de potencia máxima. Pueden incrementar hasta un 30% la captación de energía en comparación con los PWM.

Suele estar entre el 95% y el 99%, dependiendo del modelo y fabricante.

Debe seleccionarse en función de la potencia, la tensión y la corriente de los paneles y el voltaje y la capacidad del banco de baterías.

Podría quemarse o limitar la carga disponible, afectando el rendimiento del sistema.

Sí, algunos modelos incluyen o son compatibles con accesorios de WiFi / Bluetooth / Panel remoto para realizar monitoreo y control remoto.

No requieren mantenimiento regular, pero se recomienda revisar conexiones periódicamente.

No es necesario, ya que los inversores On-Grid gestionan directamente la energía de los paneles.

Generalmente incluyen protección contra sobrecarga, cortocircuito, sobrecalentamiento y sobretensión.

Depende del modelo, los más comunes trabajan con bancos de baterías de 12V, 24V o 48V . Distintos modelos pueden soportar una tensión máxima distinta la matriz de paneles, la cual puede variar desde 50V a 500V normalmente en sistemas de tamaño pequeño o mediano.

La cantidad de paneles solares que puede aceptar un controlador de carga solar depende de dos factores principales:

  1. La corriente máxima del controlador (A) – Indica cuántos amperios puede manejar. Si el controlador es de 30A, significa que no debe excederse esa corriente en la entrada.
  2. El voltaje máximo de entrada del controlador (V) – En controladores MPPT, es crucial respetar el voltaje máximo admitido. Si el controlador soporta hasta 100V, la suma del voltaje en serie de los paneles no debe superarlo.

Ejemplo:

Si tienes un controlador MPPT de 30A y 100V, y paneles de 400W con 40V y 10A cada uno:

  • En serie, puedes conectar hasta 2 paneles (40V + 40V = 80V, dentro del límite de 100V).
  • En paralelo, podrías conectar hasta 3 grupos de 2 paneles en serie, ya que 3 × 10A = 30A (límite del controlador).

Sí, algunos modelos, como los de Victron Energy, permiten conexión en paralelo. En este caso, los reguladores trabajan de forma sincronizada para aumentar la capacidad de carga del sistema. 

Preguntas y Respuestas sobre Inversores con Conexión a Red

Es un inversor que convierte la corriente continua (CC) generada por los paneles solares en corriente alterna (CA) y la vierte directamente en la red eléctrica conectada.

Los inversores On-Grid dejan de funcionar por seguridad, evitando que la energía fluya hacia la red eléctrica y cause accidentes.

Sí, es posible conectar varios inversores en paralelo para aumentar la capacidad del sistema.

No. Los inversores On-Grid están diseñados para operar únicamente cuando hay suministro de la red eléctrica y generación solar. No pueden almacenar energía en baterías. Su función principal es inyectar la energía solar directamente en la red para reducir o minimizar el consumo eléctrico (facturas) o, en algunos casos, vender el excedente a la compañía eléctrica.

En sistemas aislados donde haya una fuente de energía confiable (como un generador), un inversor On-Grid podría utilizarse para reducir el consumo de combustible durante el día, pero no proporcionará energía por la noche. En estos casos, un sistema híbrido u Off-Grid sigue siendo la mejor opción.

Si la red eléctrica falla o no hay suficiente radiación solar, el inversor On-Grid se apaga automáticamente por seguridad, dejando el sistema sin suministro de energía. Para almacenar energía, se requiere un inversor híbrido o un sistema Off-Grid con baterías.

Sí, los inversores híbridos pueden almacenar energía en baterías. Puede verter la energía de los paneles a la red conectada y/o a las baterías para su uso posterior. Esto permite aprovechar la energía solar durante la noche o en momentos de cortes de energía, dependiendo de la configuración del sistema.

Sí, en la mayoría de los países, los inversores deben cumplir con normativas locales para su conexión a la red eléctrica. En Enertik Chile, ofrecemos los inversores On-Grid con la certificación necesaria.

Preguntas y Respuestas sobre Soportes (Sistemas de Montaje) de Paneles Solares

Son estructuras metálicas diseñadas para fijar los paneles solares en techos, suelo u otras superficies.

Fijan los paneles solares de forma segura y aseguran la correcta inclinación y orientación de los mismos para maximizar la captación de energía.

Sí, hay soportes fijos y ajustables y distintos tipos que adaptan al lugar de instalación. 

La elección del soporte adecuado depende de varios factores, como el tipo de superficie de instalación (techo o suelo), la ubicación geográfica y la disponibilidad de espacio.

  • Instalaciones simples: Algunos sistemas permiten el montaje de paneles en balcones o muros.

  • Instalaciones en techos: Existen soportes diseñados para distintos tipos de techos, como chapa, tejas, hormigón y costura. Dependiendo del material y la estructura del techo, se pueden utilizar rieles y patas de fijación, algunos con posibilidad de ajustar el ángulo de inclinación para optimizar la captación solar. También hay sistemas sin perforación, ideales para techos de chapa, que evitan riesgos de filtraciones.

  • Instalaciones en suelo: Se emplean estructuras de montaje fijo o con ajuste de inclinación, dependiendo del espacio disponible y la necesidad de maximizar la exposición solar.

Se usan estructuras de montaje en suelo, fijadas con bases de hormigón o hincadas directamente en la tierra, dependiendo de la estabilidad del terreno.

Depende de la latitud del lugar; generalmente el ángulo de inclinación es igual a la latitud del sitio, y la orientación es hacia el ecuador (en el hemisferio norte, los paneles deben orientarse hacia el sur, y vice versa). Por ejemplo, si un lugar tiene una latitud de 15° sur, los paneles deberían instalarse con una inclinación cercana a 15° y con orientación hacia el norte.

Sí, si están bien anclados y diseñados según normativas de resistencia estructural.

Principalmente aluminio anodizado, acero galvanizado y acero inoxidable, materiales que garantizan resistencia a la corrosión y una vida útil prolongada.

La mayoría están hechos de aluminio anodizado o acero galvanizado, con una vida útil superior a 25 años.

Preguntas y Respuestas sobre Cables Fotovoltaicos

Es un cable diseñado para conectar los paneles solares entre sí y con el inversor o regulador de carga.

Transportan la electricidad generada por los paneles solares hacia los diferentes componentes del sistema.

Generalmente de cobre estañado con un recubrimiento de doble aislamiento resistente a la intemperie.

Los cables fotovoltaicos están diseñados para resistir agua, altas temperaturas, radiación UV y condiciones climáticas extremas.

Depende de la corriente que transportará y la distancia de instalación; calibres comunes son 4mm², 6mm² y 10mm².

No, los cables comunes no tienen la resistencia adecuada para exteriores, ni están hechos para el tipo de corriente generada por los paneles.

Mediante conectores MC4, que garantizan una conexión segura, resistente al agua y de fácil mantenimiento.

Para conectarlos correctamente, se debe respetar la polaridad: el cable positivo (rojo) se conecta al terminal positivo del panel, y el cable negativo (negro) al terminal negativo. Se recomienda usar herramientas específicas para crimpar los conectores MC4 y asegurar una conexión firme y eficiente.

Sí, la inversión de polaridad puede causar fallas en el sistema y dañar los equipos.

Deben seguirse recorridos seguros, evitando esquinas afiladas y asegurando una buena fijación. Para proteger los cables solares de roedores y daños mecánicos, se recomienda utilizar canalizaciones, tuberías o mallas metálicas de protección.

 

A mayor distancia, mayor pérdida de energía (caída de tensión) ; por eso es importante elegir el calibre adecuado.

BOMBEO SOLAR

Preguntas y Respuestas sobre VFD Solares

Un VFD (Variable Frequency Drive, o “Variador de Frecuencia”) es un dispositivo electrónico utilizado para controlar la velocidad y el par motor de una bomba de agua mediante la regulación de la frecuencia de la corriente eléctrica que llega al motor. El VFD ajusta la velocidad del motor en función de las necesidades del sistema, lo que permite una mayor eficiencia energética y control sobre el flujo de agua.

Algunos de los beneficios clave de usar un VFD en bombas de agua incluyen:

  1. Eficiencia energética: Al ajustar la velocidad del motor en función de la demanda, se reduce el consumo energético en comparación con las bombas de velocidad fija.
  2. Menos desgaste: Operar a velocidades más bajas reduce el desgaste del motor y la bomba, extendiendo su vida útil.
  3. Control preciso: Permite un control más preciso del caudal y presión del agua, mejorando la operación del sistema.
  4. Reducción de costos operativos: Aunque el VFD tiene un costo inicial, puede generar ahorros significativos en energía y mantenimiento a largo plazo.

Es una herramienta especialmente útil en sistemas de bombeo. Permite un arranque suave, protege el motor de la bomba y mejora la eficiencia en el consumo energético.

Es un variador de frecuencia diseñado para controlar bombas de agua utilizando energía solar, a diferencia que los VFD de corriente alterna que utiliza la energía de la red. Puede ser implementado en sistemas de riego o distribución de agua con bombas de agua existentes.

Depende del modelo, pero la mayoría son compatibles con bombas monofásicas o trifásicas de CA.

No, el VFD se alimenta directamente de los paneles solares.

 

El VFD ajusta la velocidad de la bomba según la energía disponible, evitando paradas bruscas.

Se conecta entre los paneles solares y la bomba, ajustando parámetros según la potencia requerida.

Sí, algunos modelos permiten cambiar entre energía solar y red eléctrica automáticamente. Además, algunos modelos pueden combinar la energía solar con energía de la red.

El VFD puede reducir la velocidad de la bomba o detenerla temporalmente para evitar sobrecargas. Algunos modelos pueden combinar la energía solar con energía de la red para suministrar una potencia estable.

Sí, siempre que la bomba sea compatible con variadores de frecuencia.

Preguntas y Respuestas sobre Bombas Solares

Es una bomba de agua diseñada para funcionar con energía solar, sin necesidad de conexión a la red eléctrica. Se compone de un VFD solar (variador de frecuencia o controlador) y una bomba sumergible especialmente diseñada para trabajar con ese controlador. Esto garantiza un funcionamiento óptimo, menores costos y una instalación, configuración y mantenimiento más simples.

Algunos modelos permiten una entrada híbrida, lo que permite conmutar o combinar la energía proveniente de la red eléctrica o de las baterías, según las necesidades del sistema.

Se usa para abastecimiento de agua potable, riego agrícola y bombeo de aguas residuales con fuente de energía sostenible e independiente de la red. 

Depende del caudal y la altura de bombeo, pero la mayoría requiere entre 200W y 3kW de potencia desde paneles solares.

Primero se debe elegir el modelo de la bomba solar adecuado para sus necesidades, y después conseguir los paneles recomendados según el manual de la bomba solar. Mayor potencia de la bomba solar, más paneles solares se necesita.

No necesariamente, aunque algunos sistemas las usan para asegurar funcionamiento nocturno.

Para elegir una bomba solar, debes considerar dos factores principales:

  1. Caudal (flujo de agua requerido): ¿Cuántos litros por hora necesitas bombear?
  2. Altura de bombeo (altura manométrica total – HMT): ¿Desde qué profundidad y hasta qué altura debe bombear el agua?

Después, debes mirar la curva del rendimiento del modelo que deseas conseguir y comprobar que el mismo puede funcionar bajo tus requerimientos.

Otras características:

Potencia de la bomba: Suele corresponder con el caudal y la altura. Más potencia significa más paneles solares necesarios. Distintos modelos están diseñados para distintas aplicaciones. Un modelo diseñado para elevar agua por muchos metros con un flujo pequeño puede requerir la misma potencia que un modelo diseñado para elevar agua por muy pocos metros pero con un flujo grande.

Fuente de energía: Algunos modelos permiten una entrada híbrida, lo que permite conmutar o combinar la energía proveniente de la red eléctrica o de las baterías, según las necesidades del sistema.

La curva de rendimiento de una bomba muestra la relación entre el flujo (litros por hora) y la altura de bombeo (metros).

  • Si la altura de bombeo aumenta, el caudal disminuirá.
  • Si la altura de bombeo es baja, la bomba podrá mover más agua por hora.
  • Se debe elegir una bomba cuya curva de rendimiento se ajuste a los requerimientos específicos de la instalación.

La altura manométrica total (HMT) se calcula sumando:

  1. Profundidad del pozo o fuente de agua cuando el agua está en su nivel mínimo teórico
  2. Distancia vertical desde la bomba hasta el punto más alto de salida del agua.
  3. Pérdidas por fricción en las tuberías, especialmente en sistemas largos o con muchas curvas (se suman entre 10% y 20% adicionales).

Ejemplo:

Si la bomba está en un pozo de 20 metros de profundidad, debe elevar agua a un tanque a 15 metros de altura y la tubería tiene pérdidas por fricción de 5 metros, la altura total será: 20 + 15 + 5 = 40 metros de altura manométrica total (HMT).

La bomba solar funcionará mejor en horas de máxima radiación solar.

  • En días nublados, la bomba puede disminuir su rendimiento.
  • Algunas bombas tienen controladores MPPT para optimizar la potencia incluso con menos radiación.

Sí, son ideales para sistemas de riego eficientes.

INVERSORES

Preguntas y Respuestas sobre Inversores

Un inversor es un dispositivo que convierte la corriente continua (CC) de baterías en corriente alterna (CA) con tensión y frecuencia adecuados, permitiendo alimentar electrodomésticos y otros aparatos eléctricos. Es ampliamente usado en sistemas de energía solar, autocaravanas, motorhomes, embarcaciones y sistemas de electricidad en lugares remotos., etc.

Existen dos tipos principales de inversores:

  1. Inversores de onda senoidal pura: Generan una onda eléctrica idéntica a la de la red eléctrica, proporcionando una energía estable y sin interferencias. Es adecuado para todo tipo de equipos eléctricos, incluidos los electrodomésticos sensibles, como computadoras, televisores, radios, equipos médicos y otros dispositivos que tengan componentes electrónicos avanzados.
  2. Inversores de onda senoidal modificada: Generan una onda escalonada que imita una onda senoidal, pero con menor calidad. Es adecuado para equipos básicos como bombillas, luces incandescentes, herramientas eléctricas sencillas y algunos electrodomésticos sin electrónica avanzada.

Los inversores de onda modificada son menos costosos, pero su escenario de aplicación es más limitado y consumen más energía de las baterías debido a su baja eficiencia.

Los equipos electrónicos pueden sobrecalentarse, apagarse de forma accidental, generar ruido eléctrico o incluso dañarse, especialmente computadoras, televisores LED, motores y bombas de agua.

Sí, los inversores modernos incluyen protecciones contra sobrecarga, sobrecalentamiento, cortocircuitos y baja tensión en baterías.

Un inversor de buena calidad puede durar entre 12 y 15 años. 

Sí, pero el inversor debe ser de onda senoidal pura y tener suficiente potencia para soportar el pico de arranque del compresor o el motor. Normalmente se debe sobredimensionar la potencia del equipo con motor por 3-5 veces cuando se calcula la potencia total necesaria, pero algunos modelos modernos de inversores ya incorporan la función para soportar el pico de hasta 2-3 veces de su potencia nominal durante varios segundos, lo cual normalmente ya es suficiente. Consulte los datos técnicos del inversor para saber más detalles.

Se conecta a un banco de baterías o a un sistema solar, asegurando que los cables sean del calibre adecuado y que el inversor tenga buena ventilación.

  • Suma la potencia (en W) de todos los equipos que se usarán simultáneamente.
  • Añade un margen de seguridad del 20-30% para evitar sobrecargas.
  • Si hay motores o compresores, multiplica su potencia nominal por 5.

Puedes incluir los siguientes puntos en consideración en función de tus necesidades:

  • Potencia de salida nominal : Según el consumo calculado
  • Capacidad de pico o sobrecarga
  • Tensión de baterías : Si acepta un banco de baterías de 12V, 24V, 48V o puede aceptar varias tensiones
  • Voltaje de salida : 110-120V o 220-240V
  • Frecuencia de salida: 50Hz o 60Hz
  • Eficiencia: Más eficiencia, menor consumo de energía. 
  • Si incorpora tomas de corriente (para conectar equipos con enchufe)
  • Capacidad de trabajo en paralelo o trifásico, para conservar la posibilidad de expandir el sistema en el futuro
  • Si cuenta con algún sistema de monitoreo y conectividad

Preguntas y Respuestas sobre Inversores-Cargadores

Es un equipo que convierte la corriente continua (CC) de las baterías en corriente alterna (CA) y también permite cargar las baterías desde una fuente externa como la red eléctrica o un generador. En términos generales, es un inversor de corriente (CC-CA) más un cargador de baterías (CA-CC) en un solo equipo.

Es un equipo plurivalente que puede realizar las siguientes conversiones de forma independiente o realizar varias de esas conversiones simultáneamente :

  • Convierte la energía almacenada en las baterías en corriente alterna de onda senoidal pura para alimentar a los electrodomésticos y equipos eléctricos. (Conversión CC a CA)
  • Convierte la corriente continua generada por los paneles solares en corriente alterna de onda senoidal pura para alimentar a los electrodomésticos y equipos eléctricos. (Conversión CC a CA)
  • Carga las baterías desde la red eléctrica o un generador (Conversión CA a CC)
  • Carga las baterías desde los paneles solares (Conversión CC a CC)
  • Regulación: Toma la energía de la red o el generador, la regula, y la transfiere a las cargas conectadas.
  • Bypass: Transferir la energía de la red o el generador a las cargas conectadas tal y como viene, sin hacer ninguna conversión o manipulación. El Bypass suele ser un modo independiente bajo el cual no puede realizar conversiones a la vez.

En términos generales, es un solo equipo de la vanguardia que combina un inversor de corriente, un controlador de carga solar MPPT, un cargador de baterías y una computadora interna capaz de monitorear todos los componentes conectados y controlar el flujo de energía dependiendo de las condiciones ambientales, el consumo en tiempo real, el objetivo del sistema y las preferencias o programas del usuario. Normalmente la salida CA del inversor está conectada con un circuito de suministro para alimentar todo o parte del hogar. 

Un inversor-cargador normal es un dispositivo que convierte la corriente continua (CC) almacenada en las baterías en corriente alterna (CA) para alimentar los equipos eléctricos. Además, cuenta con un cargador integrado que permite recargar las baterías desde una fuente externa, como la red eléctrica o un generador. Sin embargo, en las aplicaciones de energía solar, este tipo de inversor-cargador no puede conectarse directamente a los paneles solares para cargar las baterías o generar corriente alterna con energía solar, por lo que es necesario un controlador de carga solar externo que controle la energía proveniente de los paneles y administre la carga de las baterías de forma adecuada. Estos inversores-cargadores son ideales para aplicaciones en movilidad, como autocaravanas o embarcaciones, para aplicaciones donde no es necesario usar la energía solar, o en sistemas con o sin energía solar complejos profesionales, donde es necesario gestionar los equipos de conversión de forma separada debido a las complejidad de los controles altamente personalizados y un gran número de accesorios de control o programación periféricos.

Por otro lado, un inversor-cargador solar con MPPT incorporado es un equipo avanzado que integra un controlador de carga MPPT en su estructura, permitiendo la conexión directa a los paneles solares sin necesidad de un regulador externo. Además, este tipo de inversor prioriza automáticamente el uso de la energía solar, reduciendo el consumo de la red eléctrica o del generador a solo cuando la producción solar no es suficiente.

En la actualidad, el inversor-cargador solar se ha convertido en el corazón y el cerebro del sistema de energía solar, actuando como un único centro de control inteligente capaz de regular cada componente, controlar el flujo de energía y modificar su propio comportamiento en tiempo real de manera centralizada e inteligente dependiendo de las condiciones ambientales, el consumo en cada momento, el objetivo del sistema y las preferencias o programas del usuario.

Sí, pero se recomienda que tengan una capacidad un 30% a 50% mayor a la potencia nominal del motor.

El inversor-cargador solar gestiona de manera inteligente las diferentes fuentes de energía. Permite distintos escenarios de uso, uno de los cuales es “Priorización Solar”. Tomamos este modo como ejemplo: Prioriza el uso de la energía solar cuando está disponible para cargar las baterías y alimentar los electrodomésticos, usa las baterías cuando no hay sol y, solo cuando es necesario (por ejemplo, cuando las baterías están por agotarse), utiliza la red eléctrica o un generador. En el último caso, podemos elegir si se permite cargar las baterías con la red eléctrica o un generador, o si debe esperar a que salga el sol para cargar las baterías con la energía solar.  Esto garantiza una autonomía energética óptima y un menor consumo de la red.

Depende de la corrientede carga máxima del inversor-cargador, el tamaño del banco de baterías y las fuentes disponibles. Generalmente, en un sistema bien dimensionado, cuando se trata de un inversor-cargador normal, puede tardar entre 4 y 6 horas en una carga completa si se usa solamente la energía de la red eléctrica, y entre 4 y 10 horas si se usa el generador (o el generador del motor del vehículo/embarcaciones).

Si cargamos el banco de baterías con un inversor-cargador solar o un inversor-cargador normal más unos reguladores solares, la corriente de carga desde los paneles solares o la corriente de carga combinada de paneles y la red / el generador puede cargar las baterías en menor tiempo debido a la potencia de carga aumentada.

Los inversores-cargadores normales necesitan baterías para operar correctamente y estabilizar el suministro de energía. Por otro lado, la mayoría de los inversores-cargadores solares también necesitan las baterías como una fuente amortiguador, pero algunos modelos en específico pueden funcionar sin baterías, proveyendo corriente alterna de onda senoidal pura solo con la energía de los paneles solares.

Depende del modelo. Los inversores-cargadores normales no tienen un controlador solar integrado y necesitan un regulador de carga externo para manejar la energía solar. Sin embargo, los inversores-cargadores solares con MPPT sí permiten la conexión directa a los paneles solares, optimizando la captación de energía sin necesidad de un dispositivo adicional.

Sí, algunos modelos permiten conectar varios inversores-cargadores en paralelo, lo que permite aumentar la potencia total del sistema tanto en la capacidad de carga como en la capacidad de conversión. Esto es útil en aplicaciones de gran consumo. Además, algunos modelos permiten conectar varios inversores-cargadores en paralelo para formar un sistema trifásico.

Sí, siempre que el generador sea compatible con la potencia del inversor, y que sea de buena calidad (para evitar incompatibilidad de ondas y frecuencias).

Regulan la carga para evitar sobrecargas y descargas profundas, prolongando la vida útil de las baterías. Además, utilizan distintos algoritmos de carga para distintos tipos de baterías y realiza ajustes de carga dinámicos en función de la condición y el estado de carga de las baterías.

Los inversores-cargadores son compatibles con diferentes tipos de baterías, incluyendo:

  • Baterías de plomo-ácido (AGM, GEL, OPzV).
  • Baterías de litio (LiFePO4), más eficientes y de mayor vida útil.

Es importante verificar que el voltaje del inversor coincida con el banco de baterías (12V, 24V, 48V o alta tensión).

  • Suma la potencia (en W) de todos los equipos que se usarán simultáneamente.
  • Añade un margen de seguridad del 20-30% para evitar sobrecargas.
  • Si hay motores o compresores, multiplica su potencia nominal por 3 o 4.
  • Elige el inversor-cargador solar con la potencia y las características que cumplen con tus requerimientos

Después, puedes conseguir los paneles solares y las baterías adecuados siguiendo las instrucciones o recomendaciones del manual del inversor-cargador solar. El manual de un inversor-cargador solar suele ser muy explicativo y detallado.

Cuanto mayor sea el voltaje del banco de baterías, menor será la corriente que debe manejar el inversor, lo que mejora la eficiencia y reduce la caída de tensión. En realidad, qué tensión de baterías debemos usar depende de lo que acepta el inversor-cargador.

Por ejemplo:

  • Sistemas de 12V: Se usan en aplicaciones pequeñas, pero requieren cables más gruesos porque bajo la misma potencia, cuando menor sea la tensión, mayor será la corriente.
  • Sistemas de 24V y 48V: Son más eficientes para instalaciones medianas y grandes, ya que permiten transportar más energía con menos pérdidas.
  • Sistemas de alta tensión: Son aún más eficientes y normalmente son para instalaciones grandes. Al tener una tensión alta, la corriente puede ser muy pequeña y los cables pueden ser tan finos como los de paneles solares mientras transportan mucha energía, como es el caso de la red eléctrica pero en el mundo de corriente continua. No es muy común en sistemas domésticos, de movilidad o con una potencia menor que 20 kW. En este caso se suelen usar baterías de litio con conexión en serie, y el inversor-cargador puede permitir un rango estrecho de voltaje, por ejemplo 440-572V para conectar 10 u 11 baterías de litio 48V en serie.

Para aplicaciones de tamaño pequeño o mediano, normalmente el inversor-cargador solo acepta un nivel de tensión. Por lo tanto, es importante armar el banco de baterías según la compatibilidad del inversor-cargador. Las baterías de plomo-ácido (AGM, GEL, OPzV) suelen tener 12V o 2V y pueden organizarse de forma flexible entre conexión en serie y en paralelo para conseguir la tensión deseada en 12, 24 o 48V. Por otro lado, las baterías de litio suelen tener una tensión fija y solo se permiten conectarse en paralelo.

Algunos modelos de inversores-cargadores tienen la función “UPS”. Cuando el inversor-cargador detecta un corte de luz o una insuficiencia solar (en el caso de inversores-cargadores solares en modo salida con solar), cambia automáticamente a la energía de las baterías en menos de un segundo, asegurando que los equipos conectados más sofisticados sigan funcionando sin interrupciones.

Los modelos de calidad tienen protección automática contra sobrecarga, lo que significa que reducirán la potencia de salida o se apagarán para evitar daños.

Sí, todos los inversores tienen un consumo en stand-by. Sin embargo, los modelos modernos incluyen un modo de ahorro de energía, reduciendo el consumo cuando no hay carga conectada en uso a alrededor de 2-20W, dependiendo de la potencia nominal del equipo.

os errores más frecuentes incluyen:

  • Usar cables de calibre inadecuado, lo que provoca caídas de tensión y sobrecalentamiento.
  • No conectar adecuadamente las protecciones eléctricas, exponiendo el sistema a sobrecargas.
  • Ubicar el inversor en un espacio mal ventilado, lo que puede provocar sobrecalentamiento y reducción de eficiencia.
  • Conectar una carga mayor a la capacidad del inversor, lo que puede hacer que el sistema se apague o falle.

Un inversor-cargador de baja calidad puede generar pérdidas de energía, menor eficiencia en la conversión de corriente y posibles fallos en el suministro eléctrico. Además, pueden generar interferencias eléctricas que afecten el funcionamiento de algunos dispositivos sensibles. Un inversor-cargador de calidad tiene una mayor eficiencia, mejor gestión de carga y una mayor vida útil, lo que garantiza estabilidad en el sistema de energía solar.

Sí, muchos modelos tienen WiFi, Bluetooth o puerto RS485, lo que permite monitoreo a través de aplicaciones móviles o software especializado. Esto facilita la supervisión del consumo, generación solar y estado de las baterías en tiempo real.

BATERÍAS Y SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO

Preguntas y Respuestas Generales sobre Baterías

En sistemas fotovoltaicos se utilizan principalmente tres tipos de baterías para almacenar la energía solar:

  1. Baterías de plomo-ácido (AGM, GEL, OPzV, OPzS).
  2. Baterías de litio (LiFePO4, NMC).

 

Las baterías de plomo-ácido tienen un menor costo inicial y son más fáciles de instalar y configurar, pero tienen menor vida útil, menor capacidad utilizable (menor profundidad de descarga) y son más pesadas. En cambio, las baterías de litio ofrecen mayor eficiencia, más ciclos de vida, son más ligeras y permiten descargas profundas sin afectar su rendimiento, aunque su costo inicial es mayor.

  • Baterías AGM (Absorbent Glass Mat): Selladas, sin mantenimiento, buena eficiencia, recomendadas para sistemas medianos.
  • Baterías GEL: Similares a las AGM, pero su elemento de reacción está gelificado y ofrecen mejor resistencia a ciclos profundos y temperaturas extremas.
  • Baterías OPzV (Tubulares de gel): De ciclo profundo, ideales para sistemas exigentes con más de 2.500 – 3.000 ciclos de vida.

Depende del presupuesto y la aplicación:

  • Para sistemas pequeños: AGM o GEL.
  • Para sistemas medianos-grandes: OPzV o LiFePO4.
  • Para máxima eficiencia y larga duración: Litio LiFePO4.

Las baterías de litio LiFePO4 tienen la mayor vida útil, pueden aguantar hasta 6.000 ciclos, y aún mantener un 70-80% de su capacidad inicial, en comparación con las baterías de plomo-ácido OPzV (alrededor de 3.000 ciclos) y AGM/GEL (alrededor de 1.500 ciclos).

La capacidad, medida en amperios-hora (Ah), indica cuánta energía puede suministrar durante un tiempo determinado. Una batería de 100Ah puede entregar 10A por 10 horas o 5A por 20 horas dependiendo de la demanda. (A grandes rasgos, en realidad el tiempo de uso se reduce a medida que la demanda de corriente aumenta, las hojas técnicas de las baterías detallan la curva de relación entre corriente y capacidad total utilizable) 

No. Cada tipo de batería tiene características de carga diferentes, y mezclar tecnologías (por ejemplo, AGM con litio o gel) puede generar desbalances o problemas importantes en el sistema.

Depende de la corriente de carga. Por ejemplo, si una batería de 200Ah se carga con un cargador de 20A, tardará aproximadamente 10 horas en cargarse completamente.

El dimensionamiento de baterías en un sistema solar es crucial para garantizar la autonomía energética y optimizar el uso de la energía generada por los paneles solares. Para calcular correctamente el banco de baterías, es necesario considerar varios factores, como el consumo energético, la autonomía deseada, el tipo de batería y el voltaje del sistema.

Paso 1: Calcular el consumo diario de energía

La energía consumida por un sistema se mide en vatios-hora (Wh) o kilovatios-hora (kWh). Para calcularlo, se debe conocer la potencia de cada dispositivo y el tiempo de uso diario.

EJEMPLO:
Refrigerador: 120W × 10 horas = 1.200 Wh
Luces LED: 50W × 5 horas = 250 Wh
TV: 100W × 3 horas = 300 Wh
Bomba de agua: 500W × 2 horas = 1.000 Wh
— > Consumo total diario = 2.750 Wh

Paso 2: Definir la autonomía de las baterías

La autonomía es el tiempo que el sistema podrá operar sin recibir carga solar o la red, es decir, cuántos días podrá funcionar solo con la energía almacenada en las baterías.

Si se desea 2 días de autonomía, la capacidad requerida será:

EJEMPLO:
2.750 Wh x 2 = 5.500 Wh

Paso 3: Ajustar según la profundidad de descarga (DOD) de las baterías (inferir la capacidad total necesaria)

Cada tipo de batería tiene un límite de descarga recomendado para optimizar su vida útil.

AGM/GEL : 50%
OPzV (Gel Tubular) : 70%
Litio LiFePO4 : 90%

EJEMPLO CON BATERÍAS AGM:
5.500 Wh / 50% = 11.000 Wh

Paso 4 : Determinar la capacidad en Ah del banco de baterías

Las baterías se dimensionan en amperios-hora (Ah), por lo que debemos convertir los Wh en Ah, considerando el voltaje del banco de baterías.

EJEMPLO CON BATERÍAS AGM, SISTEMA DE 12V
11.000 Wh / 12V = 916Ah

EJEMPLO CON BATERÍAS AGM, SISTEMA DE 24V
11.000 Wh / 24V = 458Ah

EJEMPLO CON BATERÍAS AGM, SISTEMA DE 48V
11.000 Wh / 48V = 229Ah

Paso 5 : Seleccionar las baterías y definir el número de unidades

EJEMPLO CON BATERÍAS de 12V 200Ah:

  • Para un banco de 24V: Se necesitan 2 baterías en serie.
  • Para 458 Ah requeridos:
    • Se necesitan 3 bancos en paralelo (200Ah × 3 = 600Ah).
    • Cada banco tiene 2 baterías en serie (para 24V).
    • Total: 6 baterías de 12V/200Ah.

Preguntas y Respuestas sobre Baterías AGM

Las baterías AGM (Absorbent Glass Mat) son un tipo de batería de plomo-ácido en la que el electrolito está absorbido en una malla de fibra de vidrio. Se usan en sistemas solares, vehículos eléctricos, sistemas de respaldo UPS y aplicaciones marinas debido a su bajo mantenimiento y larga vida útil en comparación con las baterías convencionales.

A diferencia de las baterías de plomo-ácido abiertas, las AGM son selladas, lo que significa que no requieren mantenimiento, no emiten gases peligrosos y pueden instalarse en interiores sin riesgos de fugas.

Su vida útil depende del uso y profundidad de descarga, pero en sistemas bien diseñados que usan baterías de alta calidad,  suelen durar entre 5 y 10 años, dependiendo del número de ciclos de carga-descarga.

Para maximizar su vida útil, se recomienda una descarga máxima del 50% al 70% de su capacidad nominal. Descargas más profundas reducen significativamente su vida útil. 

Deben cargarse con un cargador adecuado que tenga un perfil de carga específico para baterías AGM. La carga debe realizarse en tres etapas: bulk (carga rápida), absorción y flotación, evitando sobrecargas que puedan dañarlas. Además, hay que elegir la corriente de carga adecuada para no afectar a su vida útil y evitar sobrecalentamiento. Los reguladores o inversores-cargadores solares modernos son capaces de gestionar las etapas de carga con tensión y corriente correctas.

Sí, se pueden conectar en serie para aumentar el voltaje (por ejemplo, dos baterías de 12V en serie producen 24V) o en paralelo para aumentar la capacidad de almacenamiento. Sin embargo, todas las baterías deben ser del mismo modelo y capacidad para evitar desbalances en la carga. Normalmente, un banco de baterías suele consistir en varias baterías conectadas en serie y en paralelo. Los sistemas bien diseñados pueden incorporar monitores y balanceador de baterías para evitar el desbalance entre baterías.

No es recomendable. Si una batería AGM se descarga completamente (por debajo de 10.5V en una batería de 12V), su vida útil se reduce drásticamente y puede quedar inutilizable.

Las temperaturas ambientales extremas reducen el rendimiento de las baterías. Su funcionamiento óptimo es entre 15°C y 25°C. En climas fríos, la capacidad de almacenamiento puede reducirse hasta un 30%.

Dependiendo de la profundidad de descarga:

  • Ciclos de 30% de descarga → 1.000 – 1500 ciclos aproximadamente.
  • Ciclos de 50% de descarga → 800 – 1.000 ciclos.
  • Ciclos de 80% de descarga → 400 – 600 ciclos.

Si el sistema solar está bien dimensionado, la batería se carga completamente cada día, evitando descargas profundas y aumentando su vida útil. En cambio, si el sistema es insuficiente, la batería puede permanecer con carga parcial y sufrir sulfatación.

Preguntas y Respuestas sobre Baterías GEL

Una batería GEL es un tipo de batería de plomo-ácido sellada en la que el electrolito está mezclado con sílice, formando un gel espeso. Esto evita fugas y hace que sean libres de mantenimiento, además de proporcionar una mayor resistencia a ciclos de carga y descarga en comparación con las baterías de plomo-ácido convencionales. Son ideales para sistemas solares, almacenamiento de energía y aplicaciones en telecomunicaciones.

Las baterías GEL tienen una vida útil de 5 a 12 años, dependiendo de la calidad, la profundidad de descarga y el número de ciclos de carga y descarga. En aplicaciones solares con un uso moderado, pueden durar hasta 10 años si se utilizan correctamente.

Para maximizar la vida útil de una batería GEL, se recomienda descargarla hasta un 50% – 70% de su capacidad. Si se descarga al 80%, la vida útil disminuirá más rápido, pero aún será mejor que la de una batería AGM o de plomo-ácido convencional.

Deben cargarse con un cargador adecuado que tenga un perfil de carga específico para baterías GEL. La carga debe realizarse en tres etapas: bulk (carga rápida), absorción y flotación, evitando sobrecargas que puedan dañarlas. Además, hay que elegir la corriente de carga adecuada para no afectar a su vida útil y evitar sobrecalentamiento. Los reguladores o inversores-cargadores solares modernos son capaces de gestionar las etapas de carga con tensión y corriente correctas.

Sí, pueden conectarse en serie para aumentar el voltaje del sistema (por ejemplo, dos baterías de 12V en serie suman 24V) o en paralelo para aumentar la capacidad (por ejemplo, dos baterías de 200Ah en paralelo suman 400Ah). Es importante que todas las baterías conectadas sean idénticas en capacidad y voltaje para evitar desbalances.

El número de ciclos de carga/descarga depende de la profundidad de descarga (DOD):
30% : 1.500 – 2.000 ciclos
50% : 1.200 – 1.500 ciclos
80% : 800 – 1.200 ciclos
Si se descargan profundamente con frecuencia, su vida útil se acortará.

Si el voltaje de carga es demasiado alto, se puede generar calor interno y dañar el gel del electrolito, reduciendo su vida útil. Si el voltaje de carga es demasiado bajo, la batería no se cargará completamente y sufrirá sulfatación, perdiendo capacidad con el tiempo.

Preguntas y Respuestas sobre Baterías de OPzV (Tubulares de Gel)

Las baterías OPzV son baterías de plomo-ácido tubulares selladas con electrolito en gel. Son de ciclo profundo, tienen mayor vida útil y pueden soportar más de 3.000 ciclos, lo que las hace superiores a las AGM y GEL estándar, pero inferiores a las baterías de litio en términos de durabilidad.

  • Larga vida útil: Más de 10 años en aplicaciones estacionarias.
  • Resistentes a descargas profundas: Se pueden descargar hasta el 70-80% sin afectar su vida útil.
  • Selladas y libres de mantenimiento: No requieren recarga de agua.
  • Alta eficiencia: Mejor rendimiento en almacenamiento solar comparado con AGM/GEL.
  • Aptas para condiciones extremas: pueden operar en un rango de -20°C a 50°C.
  • Permiten mayor flexibilidad : Cada batería tiene una tensión de 2V que les permite desplegar en más tipos de sistemas. Al ser selladas y con electrolito en gel, pueden instalarse en posición vertical u horizontal sin riesgo de fugas.

Son más seguras porque no tienen electrolito líquido que pueda derramarse y no generan gases peligrosos.

Sí, al ser selladas y con electrolito en gel, pueden instalarse en posición vertical u horizontal sin riesgo de fugas.

No es recomendable mezclar diferentes tecnologías de baterías, ya que tienen diferentes curvas de carga y descarga, lo que puede afectar su rendimiento y vida útil.

Preguntas y Respuestas sobre Baterías de Litio (LiFePO4)

Las baterías de litio LiFePO4 (Litio-Fosfato de Hierro) son una alternativa avanzada a las baterías de plomo-ácido, con mayor eficiencia, ciclo de vida más largo y menor peso. Son ideales para sistemas solares debido a su rápida carga y descarga, su eficiencia del 90-98% y su capacidad para soportar descargas profundas sin afectar su vida útil.

Las baterías de litio pueden durar entre 3 y 5 veces más que una AGM. Mientras una AGM tiene entre 800 y 1.500 ciclos de vida, una batería LiFePO4 puede superar los 4.000 – 6.000 ciclos, dependiendo de su uso y mantenimiento.

Las baterías de litio pueden descargarse hasta el 80% – 90% sin afectar su vida útil, mientras que las AGM deben mantenerse por encima del 50% para evitar un desgaste prematuro.

No, son libres de mantenimiento.

Sí, las baterías de litio tienen una eficiencia de carga y descarga cercana al 90–98%, mientras que las AGM rondan el 75-80%. Esto significa que aprovechan mejor la energía almacenada.

Sí, las baterías de litio utilizadas en los sistemas fotovoltaicos para almacenar energía son de LiFePO4 (Litio-Fosfato de Hierro), y son una de las opciones más seguras para almacenamiento de energía. A diferencia de otras químicas de litio que se usan en los coches eléctricos como el NMC (Níquel-Manganeso-Cobalto), las LiFePO4 tienen una mayor estabilidad térmica y no presentan riesgo de combustión espontánea bajo condiciones normales de uso.

Además, estas baterías de litio incluyen un BMS (Battery Management System), un sistema de gestión inteligente que protege contra sobrecargas y sobredescargas, regula la temperatura interna para evitar sobrecalentamientos, monitorea la corriente de carga y descarga, evita cortocircuitos y desconecta la batería automáticamente del inversor-cargador o las celdas internas en caso de fallos eléctricos.

Finalmente, a diferencia de las baterías de plomo-ácido, las de litio no generan gases explosivos, no contiene plomo ni ácidos, ni requieren ventilación especial, lo que las hace más seguras para instalaciones en interiores.

Sin embargo, para garantizar la seguridad, se recomienda:

  • Usar inversores y cargadores compatibles con litio.
  • Evitar temperaturas extremas por encima de 60°C o por debajo de -10°C.
  • No perforar ni dañar las celdas de la batería.

El BMS (Battery Management System) es un sistema de gestión que protege la batería de sobrecargas, sobredescargas, cortocircuitos y temperaturas extremas.

Funcionan mejor en climas cálidos que las de plomo-ácido, pero su rendimiento disminuye en temperaturas bajo cero, por lo que algunos modelos incluyen calefacción interna.

Depende del inversor / inversor-cargador y del regulador de carga. Algunos equipos están diseñados solo para baterías de plomo-ácido.

Las baterías de litio, en especial las LiFePO4, requieren un perfil de carga específico para maximizar su eficiencia y vida útil. Se recomienda utilizar un cargador, regulador solar MPPT o inversor-cargador compatible con baterías de litio, ya que estos equipos permiten establecer los parámetros de carga adecuados, evitando sobrecargas o descargas profundas.

Los inversores-cargadores y reguladores solares modernos pueden comunicarse con el BMS (Battery Management System) de las baterías de litio a través de protocolos como CAN o RS485, lo que permite:

– Monitorear en tiempo real la tensión, corriente y temperatura de la batería.
– Ajustar dinámicamente la corriente de carga y descarga para mejorar la eficiencia.
– Evitar sobrecargas o descargas excesivas, protegiendo la batería y prolongando su vida útil.

Preguntas y Respuestas sobre Gabinetes Rack

Un gabinete rack es una estructura metálica diseñada para organizar, proteger y optimizar la instalación de equipos con diseño “rackeable”, es decir, con un diseño modular y tamaños estándares. Entre los productos que se pueden integrar en este tipo de estructuras se incluyen baterías de litio, servidores, módulos de UPS y otros equipos electrónicos.

Los escenarios de aplicación más comunes son los sistemas de almacenamiento de energía solar, centros de datos, telecomunicaciones y otras áreas donde se requiere una solución ordenada y eficiente para albergar equipos.

En el ámbito de la energía solar y el almacenamiento de energía, los gabinetes rack permiten la instalación de bancos de baterías en formato modular, mejorando la seguridad, la ventilación y la accesibilidad para tareas de conexión y mantenimiento.

  • Organización eficiente: Permite una disposición ordenada de los equipos en rieles de soporte, evitando el desorden y mejorando la accesibilidad. 

  • Reducción de cables y conexiones desordenadas: Los gabinetes rack organizan cables y conexiones, reduciendo el riesgo de interferencias y facilitando la identificación de componentes para inspección, instalación, mantenimiento o reemplazo.

  • Optimización del espacio: Su diseño modular aprovecha al máximo el espacio disponible, permitiendo alojar una gran cantidad de equipos en un área reducida.

  • Mejor refrigeración y ventilación: Los gabinetes están diseñados para facilitar el flujo de aire, lo que ayuda a mantener los equipos a temperaturas adecuadas y prevenir el sobrecalentamiento. Además, suelen incluir un módulo de ventilación activa para evitar sobrecalentamientos. 

  • Facilidad de mantenimiento: La estructura modular y accesible de los gabinetes facilita el mantenimiento y la actualización de los equipos sin necesidad de desinstalar otros componentes.

  • Seguridad mejorada: Los gabinetes rack brindan una protección física robusta para los equipos, evitando daños accidentales y minimizando el riesgo de robos. Su diseño cerrado, que incluye puertas transparentes y una cerradura con llave, previene la manipulación no autorizada, asegurando que solo el personal capacitado pueda acceder y operar los equipos. De esta manera, se protege tanto la integridad de los dispositivos como la seguridad general del sistema.

  • Protección extra: Protege los equipos de polvo y suciedad. Algunos gabinetes tienen certificación IP que permite montar los equipos en el exterior.

  • Escalabilidad: El diseño modular permite agregar más unidades o componentes a medida que se amplían los sistemas, lo que facilita la escalabilidad en aplicaciones como el almacenamiento de energía solar o centros de datos.

  • Estética profesional: El uso de gabinetes rack en instalaciones de alto nivel como centros de datos o sistemas industriales mejora la apariencia y profesionalismo del entorno.

  • Integración con otros equipos electrónicos: Puede alojar módulos de UPS, inversores y sistemas de monitoreo en la misma estructura, facilitando la administración de la instalación.

En el mundo de los gabinetes rack, el término “U” (unidad de rack) se refiere a la altura estándar utilizada en la industria. 1U equivale a 1,75 pulgadas (44,45 mm) de altura.

Los equipos diseñados para ser montados en racks siguen esta norma. Su ancho es siempre 19″, y su altura siempre se especifica en múltiplos de U, lo que facilita su instalación y organización en gabinetes de tamaño estándar.

Paso 1: Identificar la altura de los productos y calcular su altura total en U

El primer paso es determinar la altura de cada equipo que se desea instalar en el gabinete.

Las baterías de litio rackeables, por ejemplo, suelen tener tamaños de 2U, 3U o 5U, dependiendo de su capacidad.

EJEMPLO:
Si se instalan 4 baterías de 3U, la altura total requerida será 12U.

Paso 2: Añadir espacio para ventilación y bandejas 

Agregar 0,3U adicional por cada producto instalado para considerar la altura ocupada por las bandejas de soporte.

EJEMPLO:
[Altura de productos 12U] + [4 baterías x 0,3]   = 13,2U

Paso 3: Definir la cantidad de bandejas necesarias

Es la cantidad de productos – 1.

EJEMPLO:
Se necesitan 4 – 1 = 3 bandejas.

  • Distribuyen el peso de las baterías para evitar sobrecargas en la estructura del rack. Las bandejas refuerzan la estructura del gabinete y por sí pueden soportar el peso de las baterías de litio, aumentando el peso total admitido del gabinete.
  • Facilitan el mantenimiento al permitir una extracción y reemplazo sencillo.
  • Aseguran estabilidad en caso de vibraciones o movimientos.
  • Evitan daños en los conectores al sustentar y mantener las baterías en una posición fija.

Algunas baterías de litio en formato rack ya incluyen soportes laterales perforados, lo que permite atornillarlas directamente al gabinete sin necesidad de bandejas adicionales. Sin embargo, no se recomienda fijar las baterías de esta manera que floten en el aire ya que son más pesadas y pueden causar inestabilidad al gabinete o generar un desequilibrio muy importante del peso hacia un lado, causando peligros de volcadura.

  1. Capacidad en U suficiente: Asegurar que el gabinete tenga espacio adecuado para todas las baterías y otros equipos.
  2. Profundidad del rack: Verificar que la profundidad del gabinete sea compatible con el tamaño de las baterías.
  3. Sistema de ventilación: Los racks deben tener rejillas de ventilación y, en instalaciones grandes, ventiladores para evitar sobrecalentamientos.
  4. Material y resistencia: Fabricados en acero robusto, con capacidad para soportar el peso de las baterías sin deformarse.
  5. Compatibilidad con cableado: Espacio para pasar los cables de interconexión de las baterías, inversores y breakers.
  6. Puerta con cerradura: Para evitar manipulaciones no autorizadas y garantizar la seguridad.

Los gabinetes rack varían en capacidad de carga según la altura total que puede albergar, pero en promedio pueden soportar entre 200 kg y 1.200 kg, dependiendo del modelo. Un gabinete rack de buena calidad está diseñado para soportar el peso de las baterías de litio.

OTROS PRODUCTOS

Preguntas y Respuestas sobre Convertidores de Corriente Continua (DC-DC)

Un convertidor de corriente continua CC-CC es un dispositivo electrónico que regula y transforma el voltaje de una fuente de corriente continua (CC) a otro nivel de voltaje, manteniendo la potencia. Se utilizan en sistemas de energía solar, baterías de litio, vehículos eléctricos, sistemas de control y monitoreo de distintas industrias, y sobre todo en sistemas de telecomunicaciones y sistemas marítimos.

Ejemplo de aplicaciones:

  • Reducir 48V a 12V para alimentar dispositivos de baja tensión en sistemas solares.
  • Elevar 12V a 24V para optimizar el rendimiento de motores y circuitos.
  • Convertir 24V a 5V para alimentar sensores y dispositivos electrónicos.

Clasificación según el tipo de conversión:

Tipo de ConvertidorFunciónEjemplo de Uso
Step-down (Buck) : ReductorReduce el voltaje de entradaConvertir 48V a 12V para alimentar luces LED.
Step-up (Boost) : ElevadorAumenta el voltaje de entradaElevar 12V a 24V para una bomba de agua.
Buck-Boost : ReguladorPuede aumentar o reducir el voltaje de entrada a un determinado voltajeAplicaciones en vehículos eléctricos y telecomunicaciones.
Aislado (con transformador)Proporciona aislamiento eléctrico entre la entrada y la salidaSistemas industriales y médicos.

Para seleccionar un convertidor CC-CC, se deben considerar los siguientes aspectos:

Voltaje de entrada y salida: Debe coincidir con la fuente de alimentación y la carga.

Corriente de salida (A): Debe ser suficiente para alimentar el equipo conectado.

Eficiencia (%): Los mejores modelos tienen eficiencias superiores al 90%, reduciendo el consumo energético.

Potencia nominal (W): Se recomienda un convertidor con al menos un 20% más de potencia de la requerida para evitar sobrecargas.

Diseño térmico: Se recomienda un convertidor que tiene un diseño adecuado capaz de disipar el calor de forma eficiente.

Diseño eléctrico: Se recomienda un convertidor que no genera ruido eléctrico excesivo.

Protecciones eléctricas: Algunos modelos incluyen protección contra cortocircuitos, sobrecargas y sobrecalentamiento.

Protecciones físicas: Algunos modelos son resistentes al agua y polvo (IP65, IP67) y algunos son resistentes a las vibraciones.

Comparación entre convertidor DC-DC e inversor DC-AC:

CaracterísticaConvertidor DC-DCInversor DC-AC
Tipo de corrienteCorriente continua (CC)Convierte CC en corriente alterna (CA)
Ejemplo de conversión48V CC → 12V CC48V CC → 220V CA
UsosAlimentar dispositivos en CC como luces, motores y sensoresConectar electrodomésticos o equipos de CA

Por lo tanto, si se necesita alimentar dispositivos que funcionan en corriente alterna (CA), se debe usar un inversor en lugar de un convertidor DC-DC.

No, si se elige un convertidor adecuado con las protecciones necesarias.

Funciones de protección recomendadas en un convertidor DC-DC:

Protección contra sobrecarga: Evita daños si la carga conectada supera la capacidad del convertidor.

Protección contra cortocircuitos: Apaga el sistema si hay un cortocircuito.

Protección contra sobretemperatura: Desconecta el convertidor si detecta temperaturas excesivas.

Un convertidor de baja calidad puede generar fluctuaciones de voltaje que dañen los equipos conectados o ruidos que interfieren el funcionamiento de los equipos.

Sí, los convertidores CC-CC son muy comunes en camiones, motorhomes y sistemas móviles, ya que permiten adaptar el voltaje de la batería del vehículo a otros equipos.

Ejemplo de uso en un motorhome:

Convertir 24V a 12V para alimentar luces, refrigeradores o sistemas de entretenimiento.

Convertir 12V a 5V para cargar dispositivos USB.

Depende del modelo:

  • Los convertidores de calidad industrial pueden operar entre -40°C y 85°C.
  • Convertidores estándar pueden trabajar entre -10°C y 50°C.
  • En climas cálidos, se recomienda un convertidor con disipador de calor o ventilación activa.

Si el voltaje de entrada es muy bajo, el convertidor puede apagarse o no funcionar correctamente.

Por otro lado, si el voltaje de entrada es demasiado alto, puede sobrecalentarse y dañarse.

Por lo tanto, es fundamental verificar que el convertidor sea compatible con el voltaje y la potencia del sistema antes de instalarlo.

Los convertidores CC-CC pueden clasificarse en aislados y no aislados, dependiendo de si hay una separación eléctrica entre la entrada y la salida. Esta diferencia afecta la seguridad, la estabilidad y el uso adecuado del convertidor en diversas aplicaciones.

Un convertidor CC-CC aislado incorpora un transformador interno que separa completamente la entrada de la salida. Esto significa que no hay una conexión eléctrica directa entre el voltaje de entrada y el de salida, lo que mejora la seguridad y reduce el riesgo de interferencias eléctricas.

Ventajas de un convertidor aislado:

  • Mayor seguridad: Reduce el riesgo de choques eléctricos o fallos en el sistema al evitar que fluctuaciones en la entrada afecten la salida.
  • Menos interferencia electromagnética: Útil en sistemas de telecomunicaciones y equipos electrónicos sensibles.
  • Protección en circuitos críticos: Evita que fallas en la entrada dañen los dispositivos conectados en la salida.

Ejemplo de aplicación:
Se usa en sistemas médicos, telecomunicaciones, estaciones de carga y aplicaciones industriales donde la seguridad y la estabilidad del voltaje son esenciales.

Por otro lado, un convertidor CC-CC no aislado tiene una conexión eléctrica directa entre la entrada y la salida, lo que permite una conversión de energía más eficiente, pero sin la protección adicional de un transformador.

Ventajas de un convertidor no aislado:

  • Mayor eficiencia energética: Dado que no usa un transformador, las pérdidas de energía son menores y el rendimiento es más alto.
  • Menor tamaño y costo: Son más compactos y económicos que los aislados.
  • Menor peso: Al no incluir transformador, son ideales para aplicaciones móviles y en vehículos.

Ejemplo de aplicación:
Se usan en automóviles, sistemas de baterías solares y electrónica de consumo, donde la eficiencia es más importante que la separación galvánica.

Preguntas y Respuestas sobre Accesorios de Protección para Sistemas Fotovoltaicos

Los sistemas fotovoltaicos están expuestos a fluctuaciones eléctricas, sobretensiones, rayos y cortocircuitos que pueden dañar los paneles, inversores y baterías. Contar con accesorios de protección ayuda a prevenir fallas, reducir costos de reparación y aumentar la seguridad del sistema.

Los principlaes accesorios de protección en sistemas solares:

  • Protector contra sobretensiones (SPD): Evita daños en inversores y paneles por descargas eléctricas y rayos.
  • Fusibles o disyuntores CC solares : Protegen a los paneles contra sobrecorrientes y cortocircuitos, y pueden aislar a los paneles defectuosos, protegiendo la integridad del sistema.
  • Fusibles CC para baterías: Protegen contra sobrecorrientes y cortocircuitos entre la batería y el inversor. Es crucial para la seguridad.
  • Seccionadores (llaves) de corriente DC: Permiten desconectar los paneles solares de forma segura para mantenimiento.
  • Disyuntores termomagnéticos: Evitan sobrecargas en los circuitos eléctricos.

Si un sistema fotovoltaico no tiene la protección adecuada, pueden ocurrir

  • Cortocircuitos y daños irreparables en paneles, inversores y baterías.
  • Riesgos de incendio debido a sobrecargas eléctricas.
  • Afectación de la vida útil del sistema por falta de protección contra sobretensiones.
  • Pérdidas económicas por reparaciones o reemplazo de equipos dañados.

Uno de los accesorios que más suele pasarse por alto en las instalaciones eléctricas y fotovoltaicas es el protector contra sobretensiones CC y CA (SPD, por sus siglas en inglés – Dispositivo de Protección contra Sobretensiones). Su ausencia puede generar problemas graves, ya que un pico de voltaje repentino (por descargas atmosféricas o variaciones en la red) puede dañar inversores, baterías, paneles solares o cualquier equipo conectado.

¿Por qué es importante un DPS?

  • Protege contra rayos y sobretensiones que pueden quemar los equipos.
  • Evita daños en inversores y baterías por picos de voltaje inesperados.
  • Reduce el riesgo de fallos en sistemas eléctricos y alarga la vida útil de los dispositivos.
  • Previene gastos innecesarios en reparaciones o reemplazos de equipos dañados.

Es fundamental instalar un DPS adecuado en las líneas de corriente continua (DC) y corriente alterna (AC) en cualquier sistema fotovoltaico o eléctrico. También es recomendable complementar con una puesta a tierra bien diseñada para asegurar que la energía de un pico de voltaje se disipe de manera segura.

No subestimes la protección contra sobretensiones. Puede evitar fallas costosas y garantizar la seguridad del sistema. Por nuestra experiencia, la mayoría de las fallas se pueden evitar con el uso de los SPD CC y CA adecuados.