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Calcular sección de los cables de un kit solar con regulador MPPT

Olvídate de fórmulas complejas para calcular la sección de los cables de una instalación solar. Simplemente utiliza nuestra herramienta de cálculo: Calculadora de secciones de cablesY sigue estos pasos:

Cálculo secciones cables con regulador solar MPPT.

Para el cálculo de la sección de los cables en instalaciones solares con reguladores solares PWM ver: Calcular secciones de cables de kit solar con regulador PWM

Si tienes un regulador solar MPPT debes saber que la tensión de trabajo del campo fotovoltaico es diferente a la tensión de la batería. Esta es la principal ventaja de este tipo de reguladores, de esta forma el seguidor del punto de máxima potencia del regulador solar es capaz de variar la tensión del campo fotovoltaico para obtener en todo momento la máxima potencia de los paneles solares y posteriormente convertir esta potencia a la tensión de batería para poder cargarla.

Cuando disponemos de un regulador MPPT podemos configurar el campo fotovoltaico para trabajar a la máxima tensión admisible por el regulador y así reducir al mínimo el paso de corriente, para reducir también al máximo la sección de cables necesaria y las pérdidas por temperatura.

Con un regulador solar MPPT debemos tener en cuenta 5 cosas:

  • No sobrepasar la Vmax en el campo fotovoltaico. Normalmente 100V o 150V. En este punto tenemos que considerar la Voc de los paneles solares.
  • La tensión del campo fotovoltaico debe ser como mínimo 2v superior a la tensión de batería. Incluso cuando la batería está en absorción 14,4V para baterías de 12V y 28,8V para baterías de 24V.
  • No sobrepasar la potencia máxima permitida por el regulador solar.
  • Los paneles solares de cada cadena o serie deben ser iguales.
  • Las cadenas de paneles solares deben tener el mismo número de paneles solares.

Si tienes dudas para calcular el regulador solar MPPT: Calcular regulador solar MPPT

Para facilitar la comprensión utilizaremos un EJEMPLO con:

  • 6 paneles solares de 270W y 60 células con: Vmp:30V;   Voc: 37V;    Imp: 8A
  • Tensión de baterías a 24V
  • Inversor de 3000W y 24V

     

1.- Cálculo de tensión y corriente conexión entre paneles solares (L1)

La corriente Imp y la tensión Vmp en el punto de máxima potencia del panel solar la proporciona el fabricante en su ficha técnica.

Entra en la calculadora de secciones y empieza a introducir los datos:

  • Introduciremos la distancia entre el panel solar y la caja de conexiones. En el cálculo ya se tiene en cuenta la longitud del cable que será el 2x la distancia introducida.
  • La corriente Imp: 8A del panel solar
  • La tensión Vmp: 30V del panel solar

*Los valores más utilizados de secciones de cables en este tramo suelen ser: 4mm2 a 10mm2 ya que esta distancia suele ser muy pequeña de 2 – 5 metros.

2.- Cálculo de tensión y corriente desde el campo FV hasta el regulador (L2)

  • La tensión de trabajo del campo fotovoltaico será la suma de tensiones de paneles solares conectados en serie
  • Y la corriente del campo fotovoltaico la suma de corrientes de cada rama o cadena en paralelo.

En nuestro ejemplo: 6 paneles solares de 270W y 60 células con: Vmp:30V;   Voc: 37V;    Imp: 8A

Cadena de 3 paneles en serie tendrá una tensión de trabajo de Vmp: 90V (3 x 30Vmp); una Voc: 111V (3 x 37Voc) y una corriente Imp: 8A. En este caso el regulador MPPT deberá tener una Vmax: 150V para que nuestra Voc: 111V nunca sobrepase el máximo valor. De lo contrario se dañará el regulador solar.

2 cadenas en paralelo (con 3 paneles en serie) supondrá una corriente de 16A (8A por cadena)

Por lo tanto, la línea L2 tendrá:

  • Distancia entre el campo FV y el regulador solar
  • Vmp: 90V
  • Imp: 16A

*Los valores más utilizados de secciones de cables en este tramo suelen ser: 4mm2 a 16mm2 ya que aunque esta distancia puede ser de hasta 10 metros o más, al utilizar tensiones de 90V la sección de cable necesaria es pequeña.

3.-Cálculo de tensión y corriente desde el regulador hasta la batería (L3)

(Nota: Solamente para instalaciones con Regulador + Inversor separados, para inversores 3 en 1 se utiliza el cálculo del apartado 4)

Una vez llegamos al regulador solar MPPT el cable que va desde el regulador a la batería pasará a tener la tensión de la batería 12v, 24v, 48v, etc y la corriente de carga la calcularemos de la siguiente manera:

  • Calculamos la potencia del campo fotovoltaico: potencia de un panel solar por el número de paneles solares
  • Dividimos la potencia del campo fotovoltaico entre la tensión de batería: 12v, 24v, 48v, etc

En nuestro ejemplo: con una batería de 24V

  • 6 paneles de 270W serían: 6 x 270W = 1620W
  • Corriente de carga: 1620W / 24V = 67,5A
  • Tensión de la línea L3 será la tensión de la batería: 24V

Por lo tanto, la línea L3 tendrá:

  • Distancia entre el regulador solar y la batería
  • Vmp: 24V
  • Imp: 67,5A

*En este tramo es importante reducir al máximo la distancia de la línea entre el regulador y la batería ya que la corriente de paso será elevada a una tensión baja. Los valores más utilizados de secciones de cables en este tramo suelen ser: 25mm2 a 35mm2 con distancias de 1 o 2 metros.

4.- Cálculo de tensión y corriente desde la batería al inversor (L4) o L3 para inversores 3 en 1

(Nota: Para instalaciones con inversores 3 en 1 este cálculo será utilizado para la línea L3)

La corriente de paso por esta linea será la máxima que pueda suministrar el inversor, si nuestro inversor es por ejemplo de 3000W con pico de potencia máxima de 6000W tendremos una corriente:

6000W / 24V = 250A

Por lo tanto, la línea L4 tendrá:

  • Distancia entre la batería y el inversor
  • Vmp: 24V
  • Imp: 250A

En las instalaciones con inversores 3 en 1, solamente existe la línea L3 y no existe la línea L4. Como el cálculo de corriente de paso del inversor es superior al de la línea del regulador-batería, utilizaremos el cálculo de corriente del inversor para la línea L3

*En este tramo es muy importante reducir al máximo la distancia entre la batería y el inversor ya que la corriente de paso será muy elevada a una tensión baja. Los valores más utilizados de secciones de cables en este tramo suelen ser: 35mm2 a 120mm2 con distancias de 1 metro. Mínimo recomendado 35mm2.

5.- Modificaremos la caída de tensión de cada línea con las siguientes recomendaciones:


LINEA                             MAXIMA          RECOMENDADA
Paneles-regulador …………3% ……………………….1 %
Reg-acumulador ……………1% ……………………….0.5%
Bateria-inversor …………….1% ……………………….1%

*Tanto el IDAE (Instituto para la diversificación y ahorro de la Energía ) como el AVEN (Agencia Valenciana de la Energía) recomiendan un máximo de pérdidas para el total de la instalación del 1,5%.

Aunque la recomendación resulta un poco exagerada, desde Monsolar.com recomendamos no sobrepasar el 3% de Caída Total en la instalación.

Tabla de equivalencias con el sistema americano de medidas de cables:

    

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Acerca de Jorge Insa

Soy un apasionado de la tecnología y la naturaleza, si juntas las 2 descubres todo un mundo de posibilidades con las energías renovables. Y como todos tenemos que trabajar, yo lo hago siguiendo una idea bien clara, la sostenibilidad del planeta. Mis esfuerzos están dirigidos a promover, divulgar y concienciar a la gente en el uso de energías alternativas por un futuro sostenible.

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