Voltaje de placas solares: qué es, tipos, cómo elegirlo

El voltaje, también conocido como tensión, es la medida de energía potencial eléctrica entre dos puntos de un circuito, y se mide en voltios (V). Esta diferencia origina el flujo de corriente eléctrica. La tensión es esencial para determinar cuánto trabajo se necesita para mover una carga eléctrica entre dos puntos de un campo eléctrico, lo que a su vez alimenta los dispositivos y circuitos eléctricos.

La electricidad fluye de zonas de alta tensión (alta concentración de carga positiva) a zonas de baja tensión (alta concentración de carga negativa). Cuanto mayor es la diferencia de potencial eléctrico, mayor es la tensión, que impulsa la corriente eléctrica a través del circuito, alimentando dispositivos y sistemas.

Los voltajes más comunes en las placas solares son de 12 y 24 voltios, aunque también se usan 48 voltios en sistemas más grandes. Para saber si un panel es de 12 o 24 V, revisa su ficha técnica: un panel de 12 V tiene un Voc de 21-22 V y suele tener 36 células; uno de 24 V tiene un Voc de 36-42 V y 72 células.

En la ficha técnica de una placa solar, aparecen el voltaje de circuito abierto (Voc) y el voltaje a máxima potencia (Vmp). La potencia se calcula con P = V * I, donde un mayor voltaje permite una menor corriente para la misma potencia, reduciendo pérdidas en los cables.

El voltaje adecuado para una instalación fotovoltaica depende de la distancia entre componentes, tamaño de la instalación y tipo de almacenamiento. Sistemas de 12 o 24 V son comunes en residencias, mientras que 48 V se usan en aplicaciones comerciales para manejar mayores potencias y reducir pérdidas.

¿Qué es el voltaje de un panel solar?

El voltaje de un panel solar es la suma del voltaje del conjunto de sus células solares. Cada célula solar genera una tensión (voltaje) de entre 0,5 y 0,6 voltios cuando se expone a la luz solar. Estas células se conectan en serie dentro del panel y la suma de sus tensiones determina el voltaje del panel solar.

Los paneles fotovoltaicos de 12 V se componen de 36 células, lo que da como resultado un Voltaje en Máxima Potencia (VMP) de entre 18V y 21V. En la siguiente escala, los paneles de 24V que están formados por 72 células (o 144 medias-céulas), lo que da como resultado una tensión de potencia máxima de entre 36 V y 43,2 V.

Estas clasificaciones tienen origen cuando la energía solar sólo se utilizaba en sistemas aislados. Entonces, en función de la tensión de la batería se elegían los paneles solares. Por ejemplo, para cargar una batería de 12V, se necesitan paneles que superen esa tensión en 2-3 Voltios y así asegurar la carga de la batería, por ello se clasifican paneles de 12V. Para baterías de 24V, se necesitan paneles que tengan una tensión de salida de, al menos, 27-28V, y por ello se clasifican en paneles de 24V. Y lo mismo con los paneles de 48V.

¿Cuáles son los voltajes más utilizados en las placas solares?

Los voltajes más utilizados en placas solares son 12V, 24V y 48V. Los paneles se agrupan de esta forma por su compatibilidad con baterías, inversores y reguladores de carga.

¿Cuándo utilizar paneles solares de 12V?

Los paneles solares de 12V son ideales para casas pequeñas, cabañas, autocaravanas, barcos y sistemas aislados de la red, como casetas de jardín o estaciones de control remoto. Las placas solares de 12V son aptas para iluminación interior y exterior, acampadas, pequeños electrodomésticos y aparatos electrónicos.

Al tener una tensión de salida superior a los 13-14 Voltios son compatibles con baterías de 12 V e inversores autónomos de pequeña potencia, lo que los hace interesantes para pequeñas instalaciones aisladas o aquellas donde necesidades de energía son reducidas.

¿Cuándo utilizar paneles solares de 24v?

Los paneles solares de 24V se instalan para aplicaciones de media y gran escala, como sistemas de energía solar para viviendas, edificios comerciales y grandes parques, conectados y aislados de la red.

Las placas solares de 24V se usan en sistemas fotovoltaicos que requieren una mayor potencia de salida, como para alimentación de electrodomésticos, sistemas de climatización y equipos industriales.

Los módulos fotovoltaicos de 24 v son compatibles con baterías de 24V e inversores en sistemas aislados, lo que garantiza un almacenamiento y una conversión de energía eficientes para necesidades energéticas medias y altas.

¿Cuándo utilizar paneles solares de 48v?

Los paneles solares de 48V se utilizan para aplicaciones de gran tamaño y de alta potencia, como instalaciones solares comerciales, grandes sistemas residenciales y grandes instalaciones conectadas y aisladas de la red.

Las placas solares de 48V son compatibles con bancos de baterías e inversores de 48 V para sistemas aislados de gran tamaño, lo que los hace adecuados para aplicaciones que requieren un almacenamiento de energía y una eficiencia de conversión superiores.

¿Cómo saber si un panel solar es de 12 o 24 V?

Para saber si un panel solar es de 12V o 24V consulta la etiqueta del panel (pegada en la parte posterior) o consulta la ficha técnica el dato que viene indicado como voltaje a máxima potencia (Vmp). En un panel de 12 V, el Vmp varía entre 15,5 V y 19,5 V. En un panel de 24 V, el Vmp varía entre 36,5 V y 39,5 V.

¿Qué tipos de voltaje se muestran en la ficha técnica de una placa solar?

Los tipos de voltaje que se muestran en la ficha técnica de un panel solar son la tensión en circuito abierto (VOC), la tensión a máxima potencia (VMP).
El significado de los tipos de voltaje indicados en la ficha de una placa solar se detalla a continuación.

Voltaje en circuito abierto (VOC)

El voltaje en circuito abierto (VOC), también conocido como tensión en circuito abierto es la tensión máxima que puede producir un panel solar cuando no está conectado a ninguna carga o circuito, lo que significa que no circula corriente.
El VOC se mide en condiciones de prueba estándar y representa el voltaje máximo de salida de tensión del panel.

Voltaje a máxima potencia (VMP)

El voltaje a máxima potencia (VMP) es la tensión que un panel solar ofrece a su máxima potencia. El VMP se utiliza para optimizar el rendimiento del sistema solar, garantizando que componentes como inversores o reguladores de carga sean compatibles con el punto de funcionamiento más eficiente del panel.

¿Qué otros datos técnicos se muestran en la ficha técnica?

Otros datos técnicos eléctricos que puedes encontrar en la ficha técnica de un panel solar son los siguientes.

• Corriente de cortocircuito (ISC): Es la corriente cuando los terminales de salida del panel solar están en cortocircuito. Representa la corriente máxima que puede producir el panel a plena luz del sol.
• Corriente a máxima potencia (IMP): Es la corriente a la que el panel suministra su máxima potencia estando conectado a una carga. Se utiliza para optimizar el diseño del sistema para obtener el máximo rendimiento.
• Potencia máxima (PMAX): Es la potencia de salida más alta que el panel puede producir en condiciones de prueba estándar.

Recuerda que todos los datos eléctricos que indica un fabricante en la ficha técnica deben estar indicados en condiciones STC (Condiciones Estándar de Medida, 1000W/m2, AM 1.5 y 25ºC) y NOCT (Condiciones Nominales de Operación, 800W/m2, AM 1,5 y 45ºC).

¿Qué relación hay entre voltaje y potencia en una placa solar?

La relación entre el voltaje y la potencia de una placa solar es directamente proporcional a la corriente del panel. La potencia máxima (Pmax) de una placa solar es el resultado de multiplicar el voltaje a máxima potencia (VMP) por la corriente a máxima potencia (IMP).

Cuanto más alto es el voltaje, mayor es la potencia de una placa solar.

¿Qué relación hay entre voltaje y temperatura en un panel fotovoltaico?

El voltaje de un panel solar está inversamente relacionado con su temperatura. Al aumentar la temperatura del panel, disminuye la tensión de salida. En el coeficiente de temperatura se indica, por cada ºC de aumento de temperatura, una disminución de entre el 0.4 y el 0.5% de la tensión.

Cuanto más alta es la temperatura de un panel solar, más disminuye su voltaje. Esto ocurre porque las temperaturas más altas aumentan el nivel de energía de los electrones en el material semiconductor, reduciendo la banda prohibida y provocando una caída de la tensión en circuito abierto (VOC).

¿Qué voltaje elegir para una instalación fotovoltaica?

El voltaje a elegir para una instalación fotovoltaica aislada y conectada a red la tensión estándar de las cadenas (strings) oscila entre 300V y 600 V. Estos voltajes son lo suficientemente altos como para minimizar las pérdidas de energía en el cableado, y son manejables para instalaciones residenciales y comerciales pequeñas sin necesidad de equipos especializados de alto voltaje.

En los grandes sistemas fotovoltaicos, como los utilizados en instalaciones comerciales o parques solares, la tensión estándar de las cadenas oscila entre 1.000 V y 1.500 V. Este rango de tensión más alto reduce el número de cadenas y componentes necesarios, reduce los costes de instalación y minimiza las pérdidas de energía a larga distancia.

¿Qué placas solares se recomienda comprar según su voltaje?

Las placas solares que se recomienda comprar según su voltaje varían según el tipo de instalación.

Para instalaciones residenciales, se utilizan paneles con salidas de voltaje de aproximadamente 30V y con 72 celdas o 108 medias células. Marcas como REC ofrecen paneles de este rango de voltaje. Si la instalación fotovoltaica es aislada, se recomienda comprar placas solares de 12V o 24V para alimentar a las baterías.

Para instalaciones industriales, se recomienda elegir placas solares de entre 120 y 144 medias células con una salida de voltaje de 40V. Se utilizan de 40V o más para configurar cadenas más cortas y reducir el número de componentes necesarios. Fabricantes como FuturaSun y SunPower ofrecen paneles en este rango de voltaje.

¿Cuáles son los voltajes más utilizados en las baterías para placas solares?

El voltaje más utilizado en las baterías para placas solares es 24V, para niveles de consumo medios.

La elección del voltaje adecuado para las baterías varía según las necesidades de capacidad y la inversión.

Vamos a ver con un ejemplo, de un consumo medio de vivienda en España de 300.000 Wh/dia, y la capacidad de almacenamiento de batería con 12V, 24V y 48V.

Con batería de 12V sería necesario una capacidad de 100.000 Ah
Con batería de 24V sería necesario una capacidad de 50.000 Ah
Con batería de 40V sería necesario una capacidad de 25.000 Ah

Como vemos, la opción de la batería de 24V sería la óptima en relación a precio y capacidad de almacenamiento. Pues se busca un equilibrio entre el coste (a mayor capacidad más coste) y la capacidad de acumulación (Ah).

¿Qué diferencia hay entre voltajes de flotación y de carga en las baterías solares?

La diferencia entre los voltajes de flotación y de carga consiste en que durante la etapa de carga, si tenemos una batería de 12 V se carga rápidamente con la corriente máxima hasta que alcanza aproximadamente un voltaje de carga de 12,6 V, y después más lentamente hasta un límite de 14,4-14,8 V, alcanzando el 80-90% de capacidad.

Después de esta fase de carga viene la etapa de absorción, en la que se mantiene la tensión y la corriente disminuye gradualmente hasta que la batería está totalmente cargada. Esto garantiza que el electrolito se recupere por completo, especialmente tras descargas profundas.

En la fase de flotación, la tensión de flotación, que es más baja, mantiene la batería a plena carga sin sobrecargarla, preservando la vida útil y la estabilidad de la batería.