Placas solares

¿Cómo saber que placa solar necesito?

Dependiendo del número de células solares que tiene cada placa solar podemos distinguir 3 tipos de placas solares:

Las antiguas placas solares de 36 células y 12V, y placas solares de 72 células y 24V. Básicamente las placas solares de 12V son para cargar baterías solares de 12V, las placas solares de 24V son para cargar baterías solares de 24V

Y todas las nuevas placas solares de mucha más potencia y un número de células:

• 60 células (o 120 células para los modelos Half Cell)
• 72 células (o 144 células para los modelos Half Cell)
• 78 células (o 156 células para los modelos Half Cell)

Actualmente con el incremento de potencias de las placas solares, y por tanto los valores de tensión de trabajo Vmp, es prácticamente imprescindible la utilización de reguladores MPPT en instalaciones aisladas para cargar baterías.

 

Placas solares de 12V y 36 células (Antiguas)

Las baterías solares de 12v no mantienen los 12 voltios permanentemente, dependiendo del estado de carga de la batería, esta tensión variará desde los 12V cuando la batería está al 0% de carga y los 14,4V en la fase de absorción para llegar al 100% de carga. Tensiones de batería por debajo de los 12v suponen descargas de alta profundidad que acortan la vida de las baterías. Es por esto, que los inversores solares se paran cuando detectan que la tensión de la batería baja por debajo de los 12 voltios para proteger la batería solar.

Una vez conocemos que una batería solar de 12V necesita llegar hasta los 14,4V para ser cargada al 100%, es fácil comprender que las placas solares encargadas de realizar la carga de la batería de 12v deben ser capaces de elevar la tensión de la misma hasta esos 14,4V. Por tanto, las placas solares de 12v con 36 células solares tienen una tensión de salida en su punto de máxima potencia (Vmp) de alrededor de los 18V. De esta forma nos aseguramos que incluso en las peores condiciones para las placas solares (cuando hace mucho calor y la tensión de salida de las placas solares baja unos voltios), las placas solares de 12v serán capaces de subir la tensión de las baterías solares de 12v hasta esos 14,4V completando una carga completa de batería y asegurando un buen mantenimiento de la misma.

Las antiguas placas solares de 32 células solares con tensión de salida en su punto de máxima potencia de unos 16V no son capaces de elevar la tensión de la batería de 12v hasta los 14,4V cuando la temperatura es elevada. Y es por eso que existen numerosas ofertas de placas solares baratas por internet que supuestamente son de 12v pero que raramente tienen 36 células ya que son placas solares muy antiguas y descatalogadas que no deberían utilizarse para cargar baterías solares de 12V, ya que las baterías solares deben alcanzar alrededor de 3 a 4 cargas completas durante una semana, de lo contrario tensiones bajas constantes en una batería supone una sulfatación excesiva que acorta considerablemente la vida de la batería solar.

 *Nota: los valores de tensión de las baterías indicados son para baterías de plomo ácido abiertas, para baterías selladas AGM los valores suelen ser muy parecidos, pero para las baterías GEL estos valores son inferiores, absorcion normalmente 14,2V.

Las placas solares de 12V y 36 células solares suelen utilizarse sobretodo en instalaciones solares pequeñas con consumos pequeños o medios de uso vacacional o en segundas viviendas. Como los consumos no son elevados, las baterías suelen ser de 12V y para abaratar costes las placas solares de 12V suelen utilizarse con reguladores solares PWM que son más baratos que los reguladores solares MPPT. Cálculo del regulador solar PWM necesario

En estas instalaciones solares lo más habitual es conectar las placas solares en paralelo para seguir trabajando a 12V y sumar corriente. 

En pocas ocasiones donde se quiere maximizar la producción solar de 1 o 2 placas solares de 12V, como en las caravanas, se utilizan reguladores solares MPPT para cargar baterías de 12V. Calcular el regulador solar MPPT necesario.

Hay que tener en cuenta que el regulador solar MPPT para baterías de 12V deberá soportar una gran corriente de carga de batería ya que la tensión de la misma es muy baja. Es importante realizar bien el cálculo.

¿Como saber si una placa solar es de 12 voltios?

Es fácil reconocer una placa solar de 12 voltios contando el número de células solares mirándolo de frente, para ser una placa solar de 12 voltios debe tener 36 células solares.

También podemos ver la etiqueta de características técnicas que tienen en la parte posterior de la placa solar, debajo de la caja de conexión de los cables.

- Debe tener una tensión en el punto de máxima potencia (Vmpp) en torno a los 18v - 19v

Si la placa solar tiene otro número de células solares, 30, 32, 35 u otro número lo más normal es que no puedas utilizarlo con placas solares de 36 células ni utilizar reguladores PWM para cargar las baterías. En algunos casos es posible combinar conexiones serie-paralelo y utilizar reguladores MPPT para poder utilizarlos, en otros casos simplemente es mejor no utilizarlos.

¿Como comprobar el buen funcionamiento de una placa solar de 12 voltios?

Para comprobar el funcionamiento de una placa solar necesitamos un polímetro o multímetro digital para medir tensión y corriente. Y si tienes una pinza amperimétrica mejor.

Medir la tensión de la placa solar:

Primeramente ponemos la placa solar al sol y conectamos las puntas de prueba del polímetro o tester en los cables de la placa solar, positivo con positivo y negativo con negativo. Como el panel está funcionando en vacío, es decir en circuito abierto, la tensión que debemos medir debe estar dentro de los 22v - 23v. (a mayor temperatura de la placa solar menor tensión)

Medir la corriente de la placa solar con pinza amperimétrica:

Conectaremos el cable positivo de la placa solar con el cable negativo haciendo un cortocircuito, no hay que preocuparse por dañar la placa solar ya que la corriente máxima de paso está limitada por las características físicas de la placa solar. Una vez tenemos los cables conectados pondremos la pinza amperimétrica y mediremos corriente continua (CC o DC) donde la medida debe ser cercana al máximo de corriente de la placa solar (isc) unos 2,8A para paneles solares de 50W, unos 5A para paneles solares de 85W y unos 8A o 9A para paneles solares de 140W o 150W. La corriente que midamos dependerá de las condiciones de radiación solar, si el día está nublado o estamos midiendo a primera o ultima hora del día la corriente será proporcionalmente menor.

Placas solares de 12V y 72 células

Aunque lo habitual es que las placas solares de 12V sean de 36 células solares, las nuevas placas solares de 12V tienen 72 células solares. Justamente el doble de células solares que una placa solar habitual y que coincide con el número de células de una placa solar de 24V. La diferencia está en la conexión de las mismas. Las células de las placas solares de 12V y 72 células están conectadas en 2 cadenas de células solares en paralelo para trabajar a la misma tensión que una placa solar de 12V Vmp: 18v pero con el doble de corriente.

Placas solares de 24V y 72 células (Antiguas)

Las baterías solares de 24V, estarán al 0% de carga con una tensión de 24V hasta llegar al 100% de carga después de la fase de absorción al llegar a los 28,8V.

Por eso las placas solares de 24V con 72 células tienen una tensión de salida en su punto de máxima potencia (Vmp) de unos 37V. Posibilitando, incluso en las perores condiciones de temperatura elevada, cargar las baterías solares de 24v hasta los 28,8V necesarios para realizar una carga completa.

Las placas solares de 60 células tienen una tensión de salida en su punto de máxima potencia (Vmp) de unos 30V. Esta tensión es insuficiente para cargar una batería solar de 24v cuando la temperatura es elevada. Es decir, que en verano cuando la temperatura exterior supera los 30 grados, la tensión de salida de las placas solares de 60 células será inferior a los 28,8V y no serán capaces de cargar la batería hasta los 28,8V. Al no realizarse cargas completas de la batería el proceso de sulfactación se acelera y reduce enórmemente la vida de la batería solar.

Para cargar baterías solares de 24V con placas solares de 60 células es obligatorio el uso de reguladores MPPT.

Las placas solares de 24V suelen utilizarse para cargar baterías de 24V con reguladores solares PWM cuando la distancia entre las placas solares y el regulador solar no es muy elevada y el número de placas solares de 24V no es superior a 3. Ya que cuantas más placas solares y mayor distancia, mayor será la corriente desde el generador fotovoltaico hacia el regulador y mayores serán las pérdidas por calentamiento en los cables. Y por lo tanto, las secciones de los cables que debemos utilizar son mucho mayores. Utiliza nuestra calculadora de secciones de cables para realizar el cálculo.

Hoy en día hay una gran tendencia a utilizar placas solares de 24v con reguladores solares MPPT. Ya que éstos maximizan la producción solar. Pero es muy importante realizar bien el cálculo del regulador solar MPPT necesario para evitar superar la máxima tensión admisible a la entrada del regulador solar MPPT, de lo contrario se puede dañar.

Los reguladores solares MPPT fueron diseñados para trabajar con placas solares de 60 células que tienen una tensión en circuito abierto Voc:39V aprox. y por lo tanto éstos reguladores son mucho más fáciles de configurar con las placas solares de 60 células. Si se utilizan placas solares de 24v tenemos que tener en cuenta que la tensión en circuito abierto ronda los Voc=47V. Y configuraciones de 3 placas solares en serie pueden superar fácilmente los 150V máximos permitidos habitualmente.

¿Como saber si un panel solar es de 24 voltios?

Para saber si un panel solar es de 24 voltios podemos contar el número de células solares mirándolo de frente, para ser un panel solar de 24 voltios debe tener 72 células solares.

También podemos ver la etiqueta de características técnicas que tienen en la parte posterior de la placa solar, debajo de la caja de conexión de los cables.

- Debe tener una tensión en el punto de máxima potencia (Vmpp) en torno a los 36v - 37v

Si el panel solar tiene 60 células no se puede utilizar junto con paneles de 72 células ni utilizar reguladores PWM para cargar las baterías. Para los paneles solares de 60 células es necesario utilizar reguladores MPPT.

¿Como saber si funciona correctamente un panel solar de 24 voltios?

Para comprobar el funcionamiento de un panel solar necesitamos un polímetro o multímetro digital para medir tensión y corriente. Y si tienes una pinza amperimétrica mejor.

Medir la tensión del panel solar de 24V :

Primeramente ponemos el panel solar al sol y conectamos las puntas de prueba del polímetro o tester en los cables de la placa solar, positio con positivo y negativo con negativo. Como el panel está funcionando en vacío (no está conectado a la instalación), es decir en circuito abierto, la tensión que debemos medir debe estar dentro de los 44v - 45v. (a mayor temperatura de la placa solar menor tensión)

Medir la corriente del panel de 24V solar con pinza amperimétrica:

Conectaremos el cable positivo del panel solar con el cable negativo haciendo un cortocircuito, no hay que preocuparse por dañar el panel solar ya que la corriente máxima de paso está limitada por las características físicas del panel solar. Una vez tenemos los cables conectados pondremos la pinza amperimétrica y mediremos corriente continua (CC o DC) donde la medida debe ser cercana al máximo de corriente de la placa solar (isc) unos 5,5A para paneles solares de 190W. La corriente que midamos dependerá de las condiciones de radiación solar, si el día está nublado o estamos midiendo a primera o ultima hora del día la corriente será proporcionalmente menor.

Placas solares de 60 células (Antiguas)

Es muy fácil confundir las placas solares de 60 células con las placas solares de 24V porque hay muchísima desinformación por internet. Muchas ofertas de placas solares de 24V que realmente son de 60 células. Es UN GRAN ERROR utilizar placas solares de 60 células pensando que son placas solares de 24v. Placas solares de 24V que no lo son.

Ejemplo de Placas solares de 60 células por 24V

Imaginad que compramos 3 placas solares de 60 células y 250W pensando que son realmente de 24V. Hago el cálculo del regulador que tengo que instalar para la corriente de carga de esas 3 placas solares en paralelo y me da 24 amperios.

Por lo tanto compraríamos un regulador PWM de unos 30 amperios con un coste de unos 50€. Debido a que las placas solares de 60 células no serían capaces de cargar las baterías solares de 24v hasta los 28,8V necesarios, finalmente deberíamos comprar un regulador solar MPPT de unos 250€ para poder conectar las 3 placas solares en serie y trabajar a 90V en el campo fotovoltaico y poder asegurar la carga completa de la batería.

Si nos damos cuenta del error a tiempo no dañaremos excesivamente la batería, si en cambio pasamos varios veranos sin alcanzar cargas completas en las baterías solares, veremos como la sulfatación depositada en el fondo de las baterías va aumentando hasta dañar irreversiblemente la batería solar.

Las placas solares de 60 células son las placas solares más baratas debido a la fuerte demanda del sector a nivel mundial. Ya que son las placas más utilizadas en las instalaciones de autoconsumo y conexión a red. Estas placas solares deben utilizarse obligatoriamente con reguladores solares MPPT para cargar baterías solares.

¿Como comprobar el funcionamiento de un panel solar de 60 células?

Para comprobar el funcionamiento de un panel solar necesitamos un polímetro o multímetro digital para medir tensión y corriente. Y si tienes una pinza amperimétrica mejor.

Medir la tensión de un panel solar de 60 células:

Primeramente ponemos la placa solar al sol (sin conectar a la instalación ) y conectamos las puntas de prueba del polímetro o tester en los cables de la placa solar, positivo con positivo y negativo con negativo. Como el panel está funcionando en vacío, es decir en circuito abierto, la tensión que debemos medir debe estar dentro de los 30v - 31v. (a mayor temperatura de la placa solar menor tensión)

Medir la corriente de un panel solar con pinza amperimétrica:

Conectaremos el cable positivo del panel solar con el cable negativo haciendo un cortocircuito, no hay que preocuparse por dañar la placa solar ya que la corriente máxima de paso está limitada por las características físicas de la placa solar. Una vez tenemos los cables conectados pondremos la pinza amperimétrica y mediremos corriente continua (CC o DC) donde la medida debe ser cercana al máximo de corriente de la placa solar (isc) unos 8,9A para paneles solares de 250W, unos 5A. La corriente que midamos dependerá de las condiciones de radiación solar, si el día está nublado o estamos midiendo a primera o ultima hora del día la corriente será proporcionalmente menor.

Placas solares de 60 células HC (120 células) y 72 células HC (144 células) de Alta potencia 450W o superior

La actual tecnología de placas solares HC (half cell) o media es panel solar está divido en dos partes independientes. De este modo, las sombras parciales en la parte superior no afectan a la parte inferior del panel solar y viceversa. Las placas solares de 60 células se convierten en 120 células y las placas solares de 72 células se convierten en 144 células.

Debido a las nueva potencias de los paneles solares y las tensiones de trabajo Vmp tan elevadas, se hace prácticamente imprescindible el uso de reguladores MPPT para hacer trabajar a los paneles solares en su punto máximo de potencia. De lo contrario, es decir utilizando reguladores PWM, nos encontraríamos con paneles muy potentes trabajando a tensionesmuy bajas y a muy bajo rendimiento.

Las placas solares con potencias superiores a los 450W tienen tensiones de trabajo en el punto de máxima potencia Vmp: 43,24V o más. Valores muy superiores a los habituales paneles de 24V con Vmp: entre 36 y 37V. Por tanto, sería un error englobar estos paneles solares dentro de la categoría de paneles solares de 24V, ya que para la utilización de estos paneles solares es necesario el uso de reguladores solares MPPT en instalaciones aisladas. Los inversores de autoconsumo solar todos incorporan seguidores MPPT y por tanto se pueden utilizar en todas las aplicaciones de autoconsumo.

Placas solares de 78 células HC (156 células) de potencia 450W o superior

Aunque menos habituales, también existen paneles solares fabricados con 156 células. Las tensiones y corrientes de estos paneles es diferente a las de los paneles de 120 células por lo que no se pueden combinar en el mismo MPPT.

Nuevas Placas solares con células N-Type

La nueva tecnología de células tipo N logra un coeficiente de temperatura mucho mejor que las células tipo P, lo que se traduce en menor pérdida de rendimiento con la subida de la temperatura. Es decir, que producen más cuanto más calor hace, que en general, es cuando mayor radiación solar hay. Este hecho permite a los paneles tipo N ofrecer hasta un 2% más de potencia en condiciones de alta temperatura. Ideal para un clima cálido como el nuestro.

Las células tipo N son más eficientes que las tipo P. En la búsqueda de paneles más potentes se ha ido incrementando el tamaño de los paneles para tener mayor superfície de captación, no obstante, se ha llegado ya a tamaños tan grandes y pesados que son difíciles de manejar. Con la entrada de las células tipo N se consigue mayores eficiencias y potencias de salida sin incrementar el tamaño del panel. Por tanto, la tecnología de los próximos años en paneles solares será con células tipo N.

Sin pérdidas por efecto LID (Light Induce Degradation) ya que no se utiliza boro para la fabricación de las células y es la combinación boro-oxigeno la gran responsable de provocar la perdida de potencia.

Menor efecto PID (Potencial Induce Degradation). El PID se produce principalmente por imperfecciones del vidrio, generando combinaciones de oxígeno con el boro por ejemplo. En las células tipo n, al no tener Boro, se elimina gran parte del problema.

Debido a los dos factores anteriores, se consiguen degradaciones anuales de un 0,40% durante más de 30 años frente a las degradaciones muy superiores de 0,55% a 25 años de las tecnologías tipo P. Es decir, el panel solar pierde mucha menos eficiencia con el paso de los años, lo que se traduce en mayor generación de energía durante la vida del panel solar.