MANUAL PANELES SOLARES 2

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MANUAL 
PANELES SOLARES 
 
 
 
 
 
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Experiencia 
 Basando nuestros 
conocimientos en años de 
estudios y puesta de 
profesores calificados para el 
desarrollo de este mismo, a 
su vez este curso cuenta con 
un criterio visto de la 
actualidad tomando como 
referencia la necesidad 
imperiosa de tener una salida 
laboral rápida donde el 
alumno ya formado se pueda 
ingresar al mercado de forma 
eficiente. Este curso tiene 
como primer objetivo 
entrenar a los alumnos en los 
cinco puntos más 
importantes a la hora de 
instalar y mantener los 
equipos fotovoltaicos: 
 1)Conciencia de un medio 
ambiente autosustentable y 
la necesidad imperiosa de 
un cambio de paradigma en 
hábitos y costumbres. 
Objetivo 
Su redacción se verá fundada 
en el marco del trabajo 
pedagógico y didáctico dentro 
del aula ocasionando un apoyo 
directo al alumno a la hora de 
entender conceptos 
importantes, que dan la 
posibilidad de usar este manual 
como material de estudio, 
desde nuestro lugar esperamos 
llenar todas las expectativas de 
logro que tenga el alumno a lo 
largo de este curso. 
 
 
 
 
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 2 ) Conocimiento de las 
fuentes de energía 
Renovables. 
3) Normativas y leyes que 
contemplan a la actividad. 
4)Normativas técnicas de 
INSTALACIÓN DE 
PANELES 
FOTOVOLTAICOS. 
5) Desarrollo de prácticas 
en el aula-taller. 
Educación 
El curso de Instalación de 
Paneles Fotovoltaicos será 
dictado por técnicos 
altamente capacitado para su 
labor pedagógica. 
 
 
EN SÍNTESIS SE VERÁ 
 
-Conceptos de 
Electricidad 
aplicada a 
Paneles 
Fotovoltaicos. 
-Componentes que 
conforman una instalación 
fotovoltaica. 
-Principios de la Energía Solar. 
-Buenas prácticas de 
Instalación. 
-Cálculos de sistemas 
Fotovoltaicos. 
-Diseño de proyectos 
Domiciliarios 
Fotovoltaicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ÍNDICE 
 
PANELES FOTOVOLTAICOS E 
INTRODUCCIÓN A LA ENERGÍA 
EÓLICA. 
 
 
Pág. 5--- Nociones Geográficas. 
Pág. 15--- La ley de la conservación de la energía. 
 
Pág. 16--- Conductores, aislantes y semiconductores. 
Pág. 22--- ¿La luz, es energía? 
Pág.30--- Generadores fotovoltaicos. 
Pág.35--- Efectos de la irradiancia 
 
Pág. 40--- Interpretación de hoja de características técnicas panel de un 
fabricante 
Pág. 41--- Como conectar paneles fotovoltaicos. 
Pág.47--- Reguladores e inversores. 
Pág. 55--- Baterías, tipos y posibilidades. 
Pág. 63--- Estimación del consumo que debe cubrir la instalación 
fotovoltaica. 
Pág. 71--- Nuestro proyecto fotovoltaico. 
Pág. 77--- Cálculo sección cables para fotovoltaica. 
Pág. 83--- Proyectar instalación generadora para un domicilio. 
Pág. 85--- Generadores eólicos. 
 
 
 
 
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INSTALADORES DE ENERGIA NO CONVENCIONAL 
 
NOCIONES GEOGRÁFICAS 
ESTACIONES DEL AÑO 
 
 
 ¿Por qué hace más calor en verano que en invierno y a qué se debe que 
tengamos 4 estaciones distintas a lo largo de un año? 
 
 La explicación de estos fenómenos se debe al viaje que realiza la tierra 
alrededor del Sol, ya que, en el transcurso del año, tiempo que tarda en 
dar una vuelta completa alrededor del Sol, las regiones de nuestro 
planeta tierra reciben distintas intensidades de luz y calor. 
 
 ¿Por Qué Tenemos Diferentes Estaciones Durante el Año? 
 
 Las estaciones NO se deben a la distancia de la tierra al Sol, esto es 
muy importante porque mucha gente lo confunde. De hecho, cuando la 
tierra está más alejada del Sol puede ser verano o invierno, depende de 
la zona en la que nos encontremos. 
 
 Lo realmente importante para definir las estaciones es la inclinación 
del eje de la tierra que es de 23,5º (23 grados y medio 
aproximadamente). 
 
 Los lugares que reciben los rayos solares más verticales 
(perpendiculares) se calientan mucho más, por ejemplo en el Ecuador. 
 
 Los lugares que reciben los rayos solares muy inclinados (oblicuos) 
estarán más fríos, por ejemplo las zonas más próximas a los dos polos, 
norte y sur. ¿Por qué? 
 
 Veamos esto mucho mejor para entenderlo. Fíjate en la siguiente 
 
 
 
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imagen: 
 
 
 
 El Sol envía la misma cantidad de calor en los dos casos. En el caso de 
la izquierda calentará menor superficie que en el caso de la derecha. Si 
el mismo calor calienta menos superficie, esta superficie estará 
más caliente. 
 
 La superficie de la izquierda estará más caliente que la de la derecha. A 
la izquierda le llegan los rayos perpendiculares y a la derecha oblicuos. 
Si habláramos de estaciones, a la izquierda será verano (más calor) y a 
la derecha invierno (más frío). 
 
 Repasemos esto con una imagen en la siguiente página: 
 
 
 
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 Invierno y Verano 
 
 
 
 Como ves el eje de la tierra está inclinado con respecto al Sol. Los 
rayos del Sol en los polos (parte de arriba y abajo de la tierra) llegan 
con más inclinación y tendrá que calentar más superficie, lo que hace 
que sean zonas más frías siempre. En el Ecuador los rayos llegan más 
perpendiculares y por eso es la zona más calurosa de la tierra. Además, 
en esta zona, esté donde esté la tierra, derecha o izquierda del Sol, 
siempre llegan bastante perpendiculares, por eso no hay tanta 
diferencia de calor entre verano e invierno. Incluso se dice que en el 
ecuador solo hay dos estaciones (húmeda y seca). Veamos el invierno y 
el verano. 
 
 
 
 Cuando la tierra está a la derecha del Sol, será verano en el polo Sur 
(rayos + perpendiculares) y en el polo Norte será Invierno (rayos con + 
inclinación). Cuando la tierra esta a la izquierda del Sol será al revés. 
Esto como ves se debe al eje de la tierra que siempre es el mismo 
mientras gira alrededor del Sol. 
 
 Del ecuador hacia arriba se llama hemisferio norte, del Ecuador hacia 
 
 
 
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abajo hemisferio Sur. 
 
 Cuando en el hemisferio norte es invierno en el hemisferio sur es 
verano. 
 
 Espero que ahora lo entiendas. Pero... ¿Qué pasa cuando la tierra está 
en los otros dos puntos, delante y detrás del Sol? Pues en un caso será 
otoño y en otra primavera. Expliquemos estas otras dos estaciones del 
año. 
 
 Primavera y Otoño 
 
 Cuando pasamos de Mucho Frío (invierno) a más calor lo llamamos 
primavera. 
 
 Cuando pasamos de Mucho Calor (verano) a más frío lo llamamos 
otoño. 
 
 Pero realmente la temperatura sería lo mismo en las dos posiciones, el 
eje de la tierra tiene 0º de inclinación respecto al Sol en los dos 
hemisferios. 
 
 Imagina que metemos la mano en un vaso de agua a 25ºC. Ahora la 
sacamos y la metemos en un vaso a 10ºC. ¿Qué sentiremos? Pues frío. 
Ahora si la metemos en un vaso a 40ºC sentiremos calor. Metiendo la 
mano a la misma temperatura, 25º, depende de donde la metamos 
después, podemos sentir frio o calor. Esto pasa con el otoño y la 
primavera, aunque la temperatura sea la misma depende de que 
estación vengamos, verano o invierno. Expliquemos esto con las 4 
posiciones más importantes de la tierra en su rotación alrededor del 
Sol: 
 
 
 
 
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 Imaginemos que la tierra está a la derecha del Sol, punto 1. Decíamos 
que en el hemisferio Norte es invierno y en el hemisferio sur verano 
(fíjate en la imagen de más arriba cuando explicamos verano e 
invierno). Ahora pasa al punto 2. Los rayos más o menos caerán con la 
misma inclinación en los dos hemisferios de la tierra, ni tan 
perpendiculares como en verano ni con tanto ángulo como en invierno. 
Pero.... En el hemisferio norte antes era invierno (mucho frio) y 
pasamos a tener más calor. En el hemisferio sur era verano y ahora 
pasamos a tener más frio. Entonces... 
 
 - En el hemisferio norte pasamos de invierno a primavera. De 
sensación de frio a sensación de calor. 
 
 - En el hemisferio sur pasamos de verano a otoño. De sensación de 
calor a sensación de frío. 
 
 Cuando pasamosdel punto 3 al 4 pasa justo lo contrario en los dos 
hemisferios. 
 
 
 
 
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 - En el hemisferio Norte pasamos de verano a otoño. De sensación de 
calor a sensación de frío. 
 
 - En el hemisferio Sur pasamos de invierno a primavera. De sensación 
de frio a sensación de calor. 
 
 Aunque realmente la temperatura sea la misma en los dos hemisferios 
en el punto 2 que en el 4. 
 
 Esa es realmente la diferencia entre otoño y primavera, de dónde 
venimos. Por ejemplo, las plantas lo notan mucho, pasan de una época 
de mucho frio en invierno a calor en primavera y por eso florecen, 
saben que llega el calor. En verano cuando pasamos a otoño las plantas 
saben que llega el frío y se quitan todas las hojas para no tener frío. 
 
 Ahora ya sabemos la explicación de las 4 estaciones del año. Según la 
imagen anterior: 
 
 - En el punto 1 hemisferio norte será invierno y en el hemisferio sur 
verano. 
 
 - En el punto 2 en el hemisferio norte será primavera y en el 
hemisferio sur otoño. 
 
 - En el punto 3 en el hemisferio norte será verano y en el hemisferio 
sur invierno. 
 
 - En el punto 4 en el hemisferio norte será otoño y en el hemisferio sur 
primavera. 
 
 Ahora la tierra ya dio un giro completo alrededor del Sol y ha pasado 
un año. Empezamos el siguiente año y volvemos a repetir las 
estaciones. 
 
 Equinoccios y Solsticios - Fechas Estaciones del Año 
 
 Los puntos donde cambiamos de estaciones tiene un nombre y una 
 
 
 
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fecha concreta. 
 
 - Solsticio del 21 de Diciembre: comienza el invierno en el hemisferio 
norte y el verano en el hemisferio sur. 
 
 - Equinoccio del 21 de Marzo: comienzo de la primavera en el 
hemisferio norte y el otoño en el hemisferio sur. 
 
 - Solsticio del 21 de Junio: comienzo del verano en el hemisferio norte 
y del invierno en el hemisferio sur. 
 
 - Equinoccio del 22 de Septiembre: comienzo del otoño en el 
hemisferio norte y de la primavera en el hemisferio sur. 
 
 Fíjate que los equinoccios son cuando la tierra coincide con el eje 
menor (más cercano al Sol) del giro de la tierra alrededor del Sol. Es 
cuando más cerca está la tierra del sol, pero no tiene nada que ver para 
que sea verano o invierno. 
 
 El 21 de Diciembre en el hemisferio norte se le llama Solsticio de 
Invierno porque comienza el invierno y en el hemisferio sur Solsticio 
de Verano por qué comienza el verano. Al revés pasa el 21 de Junio, 
para el H. norte será el solsticio de verano y para el H. sur el de 
invierno. Lo mismo ocurre para los Equinoccios de verano e invierno. 
 
 En Argentina, Chile y los países del hemisferio sur las Navidades se 
celebran en verano. 
 
 Ya sabes que la tierra además de girar alrededor del Sol (movimiento 
de translación) también gira alrededor de su eje (movimiento de 
rotación). Este último movimiento es el causante del día y de la noche. 
 
 Por ejemplo veamos que pasa en la siguiente posición de la tierra: 
 
 
 
 
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 En el Solsticio de Diciembre, en el Polo Norte, la tierra gira sobre su 
eje, pero siempre será de noche, es decir la noche dura 24 horas, pero 
el hemisferio norte es siempre de día. 
 
 ¡En el polo norte la noche durará 6 meses! durante el invierno. 
 
 Dependiendo de la posición del Sol en un polo durante 6 meses estará 
oculto a los rayos solares y los otros 6 estará expuesto a ellos. 
 
 Los equinoccios son los días del año en los que el día y la noche 
duran lo mismo. Equi = Igual. 
 
 El solsticio de verano también es el día que tiene la noche más corta 
del año, y el de invierno tiene la noche más larga del año. 
 
 Fechas Estaciones del Año 
 
 Como ya vimos las fechas de las estaciones del año dependen del 
hemisferio y de los Solsticios y Equinoccios. El inicio de las estaciones 
viene dado, por convenio, por aquellos instantes en que la Tierra se 
encuentra en unas determinadas posiciones en su órbita alrededor del 
Sol. Aquí tienes una tabla con las fechas en cada caso y la inclinación 
del eje de la tierra: 
 
 
 
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 El solsticio de verano es el momento del año en que el Sol adquiere 
su máxima altura sobre el horizonte a mediodía, y también coincide 
con que el día es más largo y la noche más corta. Sucede alrededor del 
21 de junio en el hemisferio norte, o alrededor del 21 de diciembre en 
el hemisferio sur. 
 
 El solsticio de invierno, por contra, es el momento del año en que el 
Sol adquiere su mínima altura sobre el horizonte a mediodía, y también 
coincide con que el día es más corto y la noche más larga. Sucede 
alrededor del 21 de diciembre en el hemisferio norte, o alrededor del 
21 de junio en el hemisferio sur. 
 
 La Tierra también “se traslada” de forma elíptica alrededor del Sol y 
eso dura 365 días y 6 horas, o lo que es lo mismo un poco más de un 
año. Cada 4 años vemos que el sol se adelanta 6 x 4 = 24 horas, o lo que 
es lo mismo un día. ¿Qué hacemos? pues ese año (el cuarto) le 
añadimos un día más al calendario (año bisiesto) y ya empezamos a 
contar la vuelta alrededor del sol correctamente (sin adelantos). Así 
cada 4 años. 
 
 Por ese motivo no son fechas exactas el inicio de las estaciones todos 
los años. 
 
 Conocer el inicio de la primavera, es importante para los agricultores 
de las zonas templadas, puesto que esta fecha da una cierta seguridad 
de que el invierno terminó. Posiblemente ya no ocurrirá una nevada y 
entonces se puede cultivar la tierra sin correr el riesgo de perder las 
cosechas. 
 
 Las estaciones del año y los meses no tienen nada que ver. Los 
 
 
 
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meses son el periodo de tiempo que transcurre entre dos lunes llenas. 
Lo único es que cada estación del año dura aproximadamente 3 meses. 
 
 
LA LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA 
 
La ley de la conservación de la energía es considerada una de las leyes 
fundamentales de la física y constituye el primer principio de la 
termodinámica. Plantea que la energía total de un sistema aislado 
permanece constante o que la energía no se crea ni se destruye, únicamente 
se transforma lo que implica que en ciertas condiciones la masa se puede 
considerar como una forma de energía. 
La ley de conservación de la energía afirma que no existe ni puede existir 
nada capaz de generar energía, no existe ni puede existir nada capaz de 
hacer desaparecer la energía y por último si se observa que la cantidad de 
energía varía, siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio 
de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante. 
La energía es la capacidad de los cuerpos o sistemas de cuerpos para 
efectuar un trabajo. Todo sistema que pasa de un estado a otro produce 
fenómenos físicos o químicos que no son más que manifestaciones de 
alguna transformación de la energía, pues puede presentarse en diferentes 
formas: cinética, potencial, eléctrica, mecánica, química. Siempre que se 
produzca una cantidad de una clase de energía se deberá consumir una 
cantidad exactamente equivalente de otra clase o clases. 
 
https://www.ecured.cu/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9tica
https://www.ecured.cu/Energ%C3%ADa_potencial
https://www.ecured.cu/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica
https://www.ecured.cu/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica
https://www.ecured.cu/Energ%C3%ADa_qu%C3%ADmica
 
 
 
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CONDUCTORES, AISLANTES Y 
SEMICONDUCTORES 
Los conductores son los elementos que permiten el paso de la corriente 
eléctrica, los aislantes impiden el paso de la electricidad y 
los semiconductores son los que se pueden comportar como conductores 
o como aislantes. 
Conductores: Materiales que permiten el movimiento de energía eléctrica. 
Su función es conducir la electricidad de un punto a otro. 
Ejemplos: Oro, plata, cobre, metales, hierro, mercurio, plomo, entre otros. 
Semiconductores: Materiales que pueden permitir e impedir el paso de la 
energía eléctrica. Su función es conducir electricidad, solo bajo condiciones 
específicas y en un sentido.Ejemplos: Silicio, germanio, azufre, entre otros. 
Aislantes: Materiales que impiden el paso de la energía eléctrica. Su función 
es proteger las corrientes eléctricas del contacto con las personas y con 
otras corrientes. 
 
 
 
17 
 
Ejemplos: Goma, cerámica, plástico, madera, entre otros. 
 
 
 
 
 
 
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¿QUÉ SON LOS CONDUCTORES? 
Son los materiales que permiten el movimiento libre de electrones, (todos 
los metales) por lo que se utilizan para crear circuitos eléctricos. 
Según esto, se puede decir que todos los materiales o elementos que 
permiten que a través de ellos fluya la corriente o cargas eléctricas en 
movimiento se conocen como conductores. 
Para que los electrones se desplacen libremente por los materiales 
conductores se les debe conectar a una fuente de tensión. 
Entre los conductores se encuentran los metales, las soluciones salinas y 
los ácidos. 
Algunos de los metales más usados como conductores son el cobre, el oro, 
la plata, el aluminio y el hierro. Entre éstos, el cobre es el más común por 
ser relativamente económico y lo suficientemente bueno para cumplir su 
función, al igual que el aluminio. 
El oro y la plata podrían considerarse como los mejores metales 
conductores; sin embargo, no es muy común su uso debido a su alto costo. 
Si se observa la mayoría de los aparatos eléctricos, se verá que utilizan uno 
o varios hilos de cobre sólido para conducir la electricidad. Dependiendo de 
la potencia eléctrica, el grosor de los hilos aumentará para no calentarse en 
exceso o quemarse. 
Estos conductores suelen estar revestidos de un material aislante como el 
PVC (CLORURO DE POLIVINILO). Ejemplos de conductores: plata, cobre, oro, 
acero, entre otros. 
 
 
 
 
 
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¿QUÉ SON LOS AISLANTES? 
Son los materiales que no permiten a los electrones circular libremente, 
por lo que hacen imposible el flujo de la corriente eléctrica. 
Los aislantes se utilizan para cubrir un elemento conductor de electricidad, 
así puede resistir el paso de la corriente a través del elemento que alberga 
y mantenerlo en su desplazamiento. 
Además, los aislantes protegen estas corrientes eléctricas para evitar el 
contacto con otras partes conductoras, así como para proteger a las 
personas de hacer contacto directo con tensiones eléctricas. 
Algunos materiales aislantes donde los átomos no ceden o reciben 
electrones son el vidrio, la cerámica, el plástico, la mica, la goma, el papel, la 
madera, entre otros. 
Cualquiera de estos materiales y otros con similares características oponen 
resistencia total al paso de la corriente eléctrica. Esto se debe a que 
cualquier electrón será detectado por los átomos y automáticamente se 
impedirá su circulación. 
También existen aislantes naturales, como el aire seco o el aceite mineral, 
y aislantes artificiales, como la baquelita, el cloruro de polivinilo o el 
poliéster. 
 
 
 
 
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¿QUÉ SON LOS SEMICONDUCTORES? 
Son los materiales que pueden presentar propiedades eléctricas de los 
conductores o de los aislantes, dependiendo de las características del 
contexto donde se encuentren. 
El campo eléctrico o magnético, la radiación, la presión y la temperatura 
del ambiente son algunos de los factores que determinan el 
comportamiento de los semiconductores. 
Todos los materiales que contienen cuatro electrones en su último nivel 
generalmente son semiconductores y se utilizan principalmente como 
elementos de los circuitos electrónicos. 
Las características de los semiconductores es que dejan pasar la corriente 
eléctrica en un solo sentido y lo impiden en el sentido contrario. 
Algunos de los semiconductores más usados son el silicio, el germanio y, en 
menor medida, el azufre. Este tipo de materiales en su expresión más pura 
no son utilizados con normalidad en la vida cotidiana. Sin embargo, cuando 
son modificados, se pueden utilizar en la fabricación de dispositivos 
electrónicos usados para el control de sistemas y equipos eléctricos. Uno 
de los materiales semiconductores más empleados es el cristal de silicio. Es 
usado para fabricar diodos, transistores, circuitos integrados o los 
microprocesadores que utilizan las computadoras, entre otros. 
 
 
 
 
 
 
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Impurezas de valencia 5 (Arsénico, Antimonio, Fósforo). Tenemos un 
cristal de Silicio dopado con átomos de valencia 5. Los átomos de 
valencia 5 tienen un electrón de más, así con una temperatura no muy 
elevada (a temperatura ambiente, por ejemplo), el 5º electrón se hace 
electrón libre. Esto es, como solo se pueden tener 8 electrones en la 
órbita de valencia, el átomo pentavalente suelta un electrón que será 
libre. Siguen dándose las reacciones anteriores. Si metemos 1000 
átomos de impurezas tendremos 1000 electrones más los que se hagan 
libres por generación térmica (muy pocos). A estas impurezas se les 
llama "Impurezas Donadoras". El número de electrones libres se llama 
n (electrones libres/m3). 
DOPADO DE UN SEMICONDUCTOR 
 
Dopado de valencia 3 (Aluminio, Boro, Galio). Tenemos un cristal de 
Silicio dopado con átomos de valencia 3. Los átomos de valencia 3 
tienen un electrón de menos, entonces como nos falta un electrón 
tenemos un hueco. Esto es, ese átomo trivalente tiene 7 electrones en 
la órbita de valencia. Al átomo de valencia 3 se le llama "átomo 
trivalente" o "Aceptor". A estas impurezas se les llama "Impurezas 
Aceptoras". Hay tantos huecos como impurezas de valencia 3 y sigue 
habiendo huecos de generación térmica (muy pocos). El número de 
huecos se llama p (huecos/m3). 
 
 
 
22 
 
 
PRÁCTICA 
Realizar prácticas con el multímetro. Tensión, amperes y ohmios. 
• Estas mediciones se realizan sobre paneles fotovoltaicos bajo distinta 
iluminancia. 
• Resistores: fotocélulas, fotoresistores, NTC, PTC, fotodiodos, 
varistores. 
• Diodos rectificadores. 
• Circuitos serie, paralelo y serie/paralelos – 
¿LA LUZ, ES ENERGIA? 
La luz es forma de energía que nos permite ver lo que nos rodea. Es 
toda radiación electromagnética que se propaga en formas de ondas en 
cualquier espacio, ésta es capaz de viajar a través del vacío a una velocidad 
de aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo. 
La luz también se conocida como energía luminosa. Existen diferentes 
fuentes de luz que las podemos clasificar en naturales y artificiales. El Sol es 
la principal fuente natural e importante de luz sobre la Tierra. En cuanto a 
las fuentes artificiales se estaría hablando de la luz eléctrica de una 
lámpara, la luz de una vela, de las lámparas de aceite, entre otras. 
 
 
 
23 
 
La luz es emitida por sus fuentes en línea recta y en todas direcciones, y se 
difunde en una superficie cada vez mayor a medida que avanza. Si algo en 
su camino le estorba se forma una sombra en el sitio en donde no pasa la 
luz; por ejemplo, en los cuerpos opacos, la luz tiende a pasar con facilidad a 
través del vidrio o del agua. 
Al igual que todas las ondas, la luz experimenta los fenómenos de reflexión 
y refracción. 
La reflexión de luz es el cambio que experimenta el rayo luminoso cuando 
incide sobre la superficie de separación de dos medios distintos sin 
abandonar el medio por el cual se propaga. Los espejos reflejan la luz de 
manera normal, la luz rebota en la misma forma que llega y como resultado 
se puede ver una imagen en el espejo. 
La refracción de la luz es el cambio de dirección de un rayo de luz al pasar de 
un medio a otro de distinta densidad, a través del cual viaja a diferente 
velocidad. Los lentes son piezas de vidrio que trabajan refractando la luz. 
La luz permite a las plantas y a los animales desarrollar procesos para 
obtener energía, los seres humanos, además, hemos aprendido a utilizarla 
para alcanzar una mejor forma de vida, la aprovechamos para calentar 
nuestra vivienda, cocinar, etc. 
En el ámbito de la física, un fotón se define como una fracción de luz que 
se dispersa en el vacío. Es una partícula básica que se encarga de las 
muestras cuánticas del fenómenoelectromagnético, a través de ella se 
conducen todas las formas de radiación electromagnética, no solo es luz, 
sino también los rayos X, los rayos gamma, la luz infrarroja, la luz 
ultravioleta, las microondas y las ondas de radio. 
 
 
https://conceptodefinicion.de/linea/
https://conceptodefinicion.de/vidrio/
https://conceptodefinicion.de/lentes/
https://conceptodefinicion.de/fisica/
https://www.ecured.cu/Rayos_gamma
 
 
 
24 
 
El fotón se caracteriza por no tener masa, propiedad que le permite viajar 
en el vacío a una velocidad constante. Otra de sus características es que no 
presenta carga eléctrica y no se evapora espontáneamente en el vacío. 
Como toda partícula, el fotón muestra características tanto corpusculares, 
como ondulatorias. En algunas ocasiones se comporta como una onda en 
ciertos fenómenos como la refracción de una lente y en otras se comporta 
como una partícula, al estar en contacto con la materia para trasladar 
una cantidad permanente de energía. 
De acuerdo al prototipo común de física de partículas, los fotones se 
encargan de producir todas las áreas eléctricas y magnéticas, y a su vez, 
son el producto de que las leyes físicas, presentan ciertas simetrías en 
todos los puntos del espacio-tiempo. 
Refracción: 
 
Reflexión: 
 
 
https://conceptodefinicion.de/materia/
https://conceptodefinicion.de/energia/
 
 
 
25 
 
FLUJO LUMINOSO 
Para hacernos una primera idea consideraremos dos lámparas, una de 25 W 
y otra de 60 W. Está claro que la de 60 W dará una luz más intensa. Pues 
bien, esta es la idea: ¿cuál “brilla” más? o dicho de otra forma ¿cuánto 
“brilla” cada lámpara? 
Cuando hablamos de 25 W o 60 W nos referimos sólo a 
la potencia consumida por la lámpara de la cual solo una parte se convierte 
en luz visible, es el llamado flujo luminoso. Podríamos medirlo en watts (W), 
pero parece más sencillo definir una nueva unidad, el lumen, que tome 
como referencia la radiación visible. Empíricamente se demuestra que a una 
radiación de 555 nm de 1 W de potencia emitida por un cuerpo negro le 
corresponden 683 lúmenes. 
Se define el flujo luminoso como la potencia (W) emitida en forma de 
radiación luminosa a la que el ojo humano es sensible. Su símbolo es y su 
unidad es el lumen (lm). A la relación entre watts y lúmenes se le 
llama equivalente luminoso de la energía y equivale a: 
1 watt-luz a 555 nm = 683 lm 
Flujo luminoso 
Símbolo: 
Unidad: lumen (lm) 
 
 
 
javascript:ventana(name2,1)
javascript:ventana(name2,0)
 
 
 
26 
 
INTENSIDAD LUMINOSA 
El flujo luminoso nos da una idea de la cantidad de luz que emite una fuente 
de luz, por ejemplo una lámpara, en todas las direcciones del espacio. Por 
contra, si pensamos en un proyector es fácil ver que sólo ilumina en una 
dirección. Parece claro que necesitamos conocer cómo se distribuye el flujo 
en cada dirección del espacio y para eso definimos la intensidad luminosa. 
 
 
 
Diferencia entre flujo e intensidad luminosa. 
Se conoce como intensidad luminosa al flujo luminoso emitido por unidad 
de ángulo sólido en una dirección concreta. Su símbolo es I y su unidad la 
candela (cd). 
Símbolo: I 
Unidad: candela (cd) 
 
 
https://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/magnitud.html#Flujo_lum
https://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/magnitud.html#Flujo_lum
javascript:ventana(name2,2);
 
 
 
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ILUMINANCIA 
Quizás haya jugado alguna vez a iluminar con una linterna objetos situados 
a diferentes distancias. Si se pone la mano delante de la linterna podemos 
ver está fuertemente iluminada por un círculo pequeño y si se ilumina una 
pared lejana el circulo es grande y la luz débil. Esta sencilla experiencia 
recoge muy bien el concepto de iluminancia. 
 
Concepto de iluminancia. 
Se define iluminancia como el flujo luminoso recibido por una superficie. Su 
símbolo es E y su unidad el lux (lx) que es un lm/m2. 
Iluminancia 
Símbolo: E 
Unidad: lux (lx) 
 
En el ejemplo de la linterna ya pudimos ver que la iluminancia depende de 
la distancia del foco al objeto iluminado. Es algo similar a lo que ocurre 
cuando oímos alejarse a un coche; al principio se oye alto y claro, pero 
después va disminuyendo hasta perderse. Lo que ocurre con la iluminancia 
se conoce por la ley inversa de los cuadrados que relaciona la intensidad 
luminosa (I) y la distancia a la fuente. Esta ley solo es válida si la dirección del 
rayo de luz incidente es perpendicular a la superficie. 
 
https://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/magnitud.html#Flujo_lum
https://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/linv.html
https://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/magnitud.html#Intensid_lum
https://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/magnitud.html#Intensid_lum
 
 
 
28 
 
Ley inversa de los cuadrados 
 
 
RENDIMIENTO LUMINOSO O EFICIENCIA 
LUMINOSA 
Ya mencionamos al hablar del flujo luminoso que no toda la energía eléctrica 
consumida por una lámpara (bombilla, fluorescente, etc.) se transformaba 
en luz visible. Parte se pierde por calor, parte en forma de radiación no visible 
(infrarrojo o ultravioleta), etc. 
 
Para hacernos una idea de la porción de energía útil definimos 
el rendimiento luminoso como el cociente entre el flujo luminoso producido 
y la potencia eléctrica consumida, que viene con las características de las 
lámparas (25 W, 60 W.…). Mientras mayor sea mejor será la lámpara y 
menos gastará. La unidad es el lumen por watt (lm/W). 
 
https://recursos.citcea.upc.edu/llum/fotometria/magnitud.html#Flujo_lum
 
 
 
29 
 
Rendimiento luminoso 
Unidad: lm / W 
 
Practicas con luxómetro 
Medir distintas fuentes de luz. 
Medir la misma fuente desde distancias distintas. 
Realizar con las medidas distintos cálculos según ecuaciones dadas 
ACLARACIÓN: 
Un luxómetro (también llamado luxmetro o light meter) es un instrumento 
de medición que permite medir simple y rápidamente la iluminancia real y 
no subjetiva de un ambiente. La unidad de medida es el lux (lx). Contiene 
una célula fotoeléctrica que capta la luz y la convierte en impulsos eléctricos, 
los cuales son interpretados y representada en un display o aguja con la 
correspondiente escala de luxes. 
 
 
 
 
 
 
EXAMEN. Se realizará evaluación teórica, práctica. Se evalúa la evolución 
del grupo y de los alumnos a los efectos de poder reforzar la enseñanza 
aprendizaje. 
 
 
 
30 
 
GENERADORES FOTOVOLTACICOS 
TIPOS, CARACTERISTICAS Y USOS 
El elemento principal en la fabricación de los paneles fotovoltaicos, es la 
célula fotovoltaica. 
Pues bien, cuando el material seleccionado es el Silicio, hay que diferenciar 
tres tipos, en función de su estructura 
cristalina: monocristalino, policristalino y amorfo. 
 El rendimiento de las células para cualquiera de las tres opciones, es 
relativamente parecido, y oscila entre el 6% y el 17%. De las tres opciones, 
los paneles formados por células de silicio monocristalino, son los de mayor 
rendimiento (13-17%), aunque su producción es la más compleja, ya que 
requiere más tiempo y consumo de energía en su fabricación, y también es 
caro. 
Los paneles de silicio amorfo, son simples de fabricar y más baratos que los 
otros dos, presentan forma de lámina delgada de silicio, que se deposita 
sobre otra lámina de vidrio, de metal o de plástico, pero el rendimiento es 
mucho menor (6-8%). Actualmente existen compañías que tratan de 
mejorar los valores de rendimiento de las células finas de silicio amorfo. 
El proceso de fabricación de las células de silicio policristalino, varía 
respecto al de fabricación de las células de silicio monocristalino, y 
también se desecha menos material en su fabricación. Las células son 
cuadradas y su color no es uniforme, ya que presenta diferentes tonos de 
azules. Su capacidad de absorción es buena debido a su color azul, y su 
rendimiento alcanza valores entre el 11% y el 15%. 
El costo y la eficiencia son los parámetros decisivosa la hora de elegir una u 
otra tipología, y en este sentido, los paneles de silicio monocristalinos 
pueden ganar la partida, seguidos de los policristalino. El motivo consiste 
en que los monocristalinos, tiene mayor rendimiento y necesitan menos 
espacio (superficie captadora), mientras que las células finas (thin film), a 
pesar de ser más económicas, son menos eficientes, y por lo tanto se 
necesita cubrir más espacio, y por lo tanto finalmente hay que usar más 
material, para producir la misma cantidad de energía. 
 
 
 
31 
 
 
Imagen: célula izquierda y central de silicio monocristalino, color uniforme 
azul oscuro o negro; célula de silicio policristalino, tonos de azules-gris. 
INFLUENCIA DE LA IRRADIACIÓN Y 
TEMPERATURA SOBRE UNA 
PLACA FOTOVOLTAICA 
 
Las condiciones de funcionamiento de una célula fotovoltaica tales como la 
irradiación y la temperatura afectan directamente a la tensión, intensidad y 
potencia generada por la misma y es conveniente saber cómo afectan estas 
condiciones en el comportamiento de una célula solar. 
Antes de continuar es necesario introducir dos conceptos 
fundamentales: tensión de circuito abierto y corriente de cortocircuito. 
La tensión de circuito abierto VOC es la diferencia de potencial que se alcanza 
cuando una célula fotovoltaica es iluminada, sin estar en conectadas las 
regiones P y N, siendo proporcional a la iluminación recibida. Es el máximo 
valor de tensión de la célula. 
La corriente de cortocircuito ISC es aquella que se genera cuando las regiones 
P y N están unidas por un conductor exterior con una resistencia nula y es 
proporcional a la iluminación recibida. Es el máximo valor de intensidad de 
la célula. 
https://ingelibreblog.wordpress.com/2014/11/09/influencia-de-la-irradiacion-y-temperatura-sobre-una-placa-fotovoltaica/
https://ingelibreblog.wordpress.com/2014/11/09/influencia-de-la-irradiacion-y-temperatura-sobre-una-placa-fotovoltaica/
https://ingelibreblog.wordpress.com/2014/11/09/influencia-de-la-irradiacion-y-temperatura-sobre-una-placa-fotovoltaica/
 
 
 
32 
 
 
 
Una situación intermedia entre las dos imágenes anteriores sería un circuito 
donde las regiones P y N estuvieran unidas mediante un conductor y se 
encontrase una resistencia receptora. En tal caso, la tensión proporcionada 
por la célula se podría obtener mediante la ley de ohm (VL=IL*R). A mayor 
resistencia, el circuito se comportaría como un circuito abierto (R=∞, I=0), y 
con una muy pequeña se comportaría como si estuviera en cortocircuito 
(R=0, I=∞). 
La potencia suministrada por la célula se expresa mediante la siguiente 
ecuación: 
PL = VL * IL 
Se cumple siempre que la intensidad IL y la tensión VL en el receptor son 
inferiores a la intensidad de cortocircuito Iscy a la tensión de circuito abierto 
Voc, respectivamente. 
Cuando hablamos de la potencia máxima capaz de suministrar una célula se 
suele utilizar la siguiente terminología: 
Pmax = Vmpp*Impp 
 
https://ingelibreblog.files.wordpress.com/2014/11/cc3a9lulas.png
 
 
 
33 
 
Si representamos la intensidad y la potencia frente a la tensión 
generada por una célula a temperatura e irradiación constante 
obtendremos las curvas características I-V o P-V, donde podremos ver 
cuál es la potencia máxima y extrapolar ese punto para obtener la 
intensidad en el punto de máxima potencia Immp y la tensión en el 
punto de máxima potencia Vmmp. Conviene pues hacer trabajar a la 
célula fotovoltaica cerca de este punto. 
La potencia máxima en condiciones estándar de medida (CEM) o Standard 
Test Conditions (STC), que son: temperatura de la célula 25ºC, 
irradiancia 1000 W/m2 y AM (masa de aire) 1,5, también se 
denomina potencia de pico de la célula. 
Sin embargo, los sistemas fotovoltaicos raramente operan en condiciones 
estándar. Las condiciones de funcionamiento son muy variables, pudiendo 
variar en un rango de 0 – 1000 W/m2 en el caso de la irradiancia y 
temperatura de la célula hasta 50ºC superior a la temperatura ambiental. 
Resumen del funcionamiento de una celda solar: Una parte de la celda solar 
se construye con un materia semiconductor al que le sobran electrones 
(carga negativa, semiconductor del tipo N) y otra parte se hace con un 
material semiconductor que le faltan electrones (con carga positiva o huecos 
en sus átomos, semiconductor tipo P). Al unirlos y llegar luz, los fotones de 
la luz ceden su energía a los electrones del semiconductor N moviéndose 
estos desde la parte N a la P por el circuito eléctrico externo a la celda, 
generando una corriente eléctrica. 
 
 El Sol es la fuente más poderosa de energía para la Tierra. Sabemos que el 
Sol emite muchas partículas diferentes hacia la Tierra y los paneles solares 
están diseñados de tal manera que sólo absorban los fotones que emite el 
Sol, que son las partículas que reaccionarán con el silicio y el arseniuro 
generando electricidad en el panel. 
 
PANELES SOLARES FUNCIONAMIENTO 
 Una celda solar típica posee una superficie de 243 centímetros cuadrados 
y produce aproximadamente una potencia cercana a los 4 vatios (w), con 
una tensión de 0,5V y una intensidad entre 7 y 8 amperios. El escaso valor 
de la tensión y la potencia hace necesario la conexión de varias celdas en 
serie formando así lo que se conoce como "panel solar o módulo solar 
 
 
 
34 
 
fotovoltaico". La mayor parte de los paneles solares o módulos solares 
fotovoltaicos poseen entre 36 y 96 celdas conectadas en serie. 
 
 Como puedes ver (en el aula) los paneles solares llevan un cristal con un 
marco de aluminio que tiene la misión de proteger las celdas solares de los 
agentes atmosféricos. Esta superficie debe ser antirreflexiva y antiadherente 
para que no se quede pegada la suciedad. 
 
 Ahora pasemos a estudiar las características de estos paneles o placas, algo 
muy importante cuando tengamos que elegir los paneles para nuestra 
instalación solar fotovoltaica. 
 
¿QUÉ VENTAJAS POSEEN LOS PANELES SOLARES? 
 
 La principal ventaja de utilizar paneles solares es que producen energía 
limpia y renovable, sin tener que recurrir a los recursos fósiles y energía 
nuclear. Afortunadamente la era del petróleo está llegando a su fin. La 
energía solar no produce apenas contaminación y, sin embargo, el uso de 
recursos fósiles libera grandes cantidades de gases tóxicos hacia nuestra 
atmósfera. 
 
 Los paneles solares también ayudan a ahorrar energía e instalar un sistema 
renovable en casa es bastante rápido, aparte que el mantenimiento de estos 
paneles solares es mínimo y su vida es bastante larga. Aunque al principio 
puedan resultar algo caros, en cuestión de años habremos recuperado la 
inversión inicial y estaremos recibiendo energía solar en nuestros hogares 
de forma gratuita, cosa que no pasa con los combustibles fósiles. 
 
 Otra gran ventaja es la de por fin poder liberarnos del monopolio de las 
empresas que nos suministran energía. Nosotros mismos podemos ser 
nuestros propios suministradores de energía gracias a los paneles solares. 
 
 
 
 
 
 
35 
 
¿QUE DESVENTAJAS POSEEN LOS PANELES SOLARES? 
 
 Los paneles solares proporcionan energía limpia, sin embargo, su 
fabricación aún depende de energías no limpias. (El silicio o arseniuro de 
galio tienen que extraerse de la Tierra y luego son transformados en 
diferentes procesos para poder colocarlos en el panel, aparte de otros 
materiales que componen el panel). 
 
 La inversión inicial es costosa, aunque luego se recupere el dinero a lo largo 
de su utilización y aprovechamiento. El precio de una instalación de paneles 
solares en una vivienda puede variar dependiendo de las necesidades de 
cada casa. 
 
 Otra desventaja de los paneles solares, sobre todo los Fotovoltaicos es que 
dependen del clima. Si antes habíamos dicho que cuanta más luz reciban 
mejor, si vivimos en un clima escaso de Sol los paneles solares fotovoltaicos 
no nos serían muy útiles. Por eso es más habitual ver paneles solares en 
zonas de climassecos y cálidos que fríos y húmedos. 
 
 El espacio es otra de las desventajas, ya que para que los paneles solares 
funcionen con eficiencia necesitan cubrir bastante espacio. Por ejemplo, 
para una casa pequeña, el espacio que necesitan los paneles solares sería 
desproporcionado en comparación con la propia casa y sus elementos, 
aunque el avance de la tecnología está haciendo revertir esta desventaja 
 
EFECTOS DE LA IRRADIANCIA 
La tensión y corriente generada en una célula depende directamente de la 
iluminación recibida. La corriente de cortocircuito de la célula es 
directamente proporcional a la irradiancia como se muestra en la figura 
siguiente, disminuyendo a medida que se reduce la irradiancia. La tensión de 
circuito abierto varía poco con la irradiancia, aunque también decrece, a 
efectos prácticos se puede considerar constante. 
 
 
 
36 
 
 
 
 
 
 
La intensidad de cortocircuito, ISC, varía con la irradiancia, siendo esta 
variación lineal acorde a la siguiente expresión: 
 
Donde: 
ISC(G): intensidad de cortocircuito para una 
irradiación G (A) 
ISC(STC): intensidad de cortocircuito en condiciones 
CEM (A) 
G: irrandiancia (W/m2) 
EFECTO DE LA TEMPERATURA 
Por otro lado, la temperatura afecta de manera considerable a la tensión, tal 
y como muestra la figura siguiente: 
https://ingelibreblog.files.wordpress.com/2014/11/temperaturapv.png
https://ingelibreblog.files.wordpress.com/2014/11/ecuacion1.png
 
 
 
37 
 
 
 
Como se aprecia la tensión de circuito abierto disminuye cuando aumenta la 
temperatura. La intensidad de cortocircuito, sin embargo, aumenta cuando 
aumenta la temperatura, aunque la variación es muy pequeña y a efectos 
prácticos se considera constante. 
Es evidente que si la tensión de la célula disminuye cuando aumenta la 
temperatura y la intensidad prácticamente se mantiene constante, la 
potencia entregada por la célula, disminuirá cuando aumente la 
temperatura de la célula, tal y como muestra la siguiente figura: 
 
https://ingelibreblog.files.wordpress.com/2014/11/temperatura2.png
https://ingelibreblog.files.wordpress.com/2014/11/temperatura3.png
 
 
 
38 
 
La temperatura de trabajo de una célula está íntimamente relacionada con 
la temperatura ambiente y la irradiación y se puede obtener mediante la 
siguiente fórmula: 
 
Donde: 
Tc: temperatura de trabajo de la célula (ºC) 
Ta: temperatura ambiente (ºC) 
TONC: temperatura de operación nominal de la célula (ºC) 
G: irrandiancia (W/m2) 
El valor de la temperatura de operación nominal de la célula (TONC) es un 
parámetro que se obtiene de las hojas características de los módulos 
fotovoltaicos, toma valores que van de 43 a 49ºC y si no se dispone de él se 
puede tomar 45ºC como un valor razonable. 
TONC o NOCT “Nominal Operating Cell Temperatura” corresponden a una 
irradiancia en el plano del módulo de 800 W/m2, con orientación normal a 
la radiación incidente al mediodía solar, temperatura ambiente de 20ºC, 
velocidad del viento de 1 m/s y funcionamiento en circuito abierto. 
CONCLUSIONES 
Podemos concluir este post diciendo que, a mayor irradiación, mayor 
intensidad de cortocircuito, y que, a mayor temperatura, menor tensión de 
circuito abierto, menor potencia máxima generada y mayor intensidad de 
cortocircuito. Esta variación respecto a la temperatura se expresa también 
mediante los coeficientes intensidad-temperatura (α) y tensión-
temperatura (β): 
– coeficiente intensidad-temperatura (α): variación de la intensidad de 
cortocircuito de un módulo fotovoltaico por grado centígrado de variación 
de la temperatura de sus células. Se especifica en valor absoluto en mA/ºC 
o en valor relativo como %/ºC. Un valor típico de α en células de silicio es 
0,63 mA/ºC. 
– coeficiente tensión-temperatura (β): variación de la tensión de circuito 
abierto de un módulo fotovoltaico por grado centígrado de variación de la 
https://ingelibreblog.files.wordpress.com/2014/11/ec2.png
 
 
 
39 
 
temperatura de sus células. Se especifica en valor absoluto en mV/ºC o en 
valor relativo como %/ºC. Un valor típico de β en células de silicio es -2,3 
mV/ºC. 
 
 
 
 
40 
 
INTERPRETACIÓN DE HOJA DE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS PANEL DE UN 
FABRICANTE (FIATSA) 
A continuación, se muestra una tabla con datos eléctricos reales de un 
panel solar fotovoltaico, y la explicación de lo que significa cada variable 
 
Corresponde exactamente a un panel solar fotovoltaico monocristalino de 
150 W de Pmpp. Como se observa, todos los valores que nos ofrecen son 
interesantes para poder realizar comparaciones y los cálculos 
correspondientes. Es de reseñar, el valor del rendimiento del panel solar, 
que nos aportará una idea de cuál es su eficiencia. Será necesario 
confirmar en qué condiciones se han realizado los ensayos de rendimiento, 
para poder realizar la comparación de dos paneles similares de distintas 
marcas comerciales (generalmente se indica la temperatura de testeo que 
suele ser de 25ºC) 
 
https://instalacionesyeficienciaenergetica.com/wp-content/uploads/2015/02/Caracteristicas-Paneles-Solares-Fotovoltaicos.png
 
 
 
41 
 
En la siguiente tabla se refleja la variación de parámetros del anterior panel 
solar, con la temperatura: 
 
El fabricante proporciona los coeficientes de temperatura sobre los 
parámetros característicos del panel. Estos datos nos aportan una idea de 
la variación que sufren, a medida que aumenta la temperatura. Por 
ejemplo, y según la tabla, este panel disminuye su potencia un 0,47% por 
cada grado centígrado que aumente la temperatura. Por lo tanto, como ya 
hemos comentado, es muy importante el comportamiento del módulo 
solar fotovoltaico a diferentes temperaturas. 
 
COMO CONECTAR PANELES FOTOVOLTAICOS 
Todos los módulos fotovoltaicos disponen de los polos positivo (+) y 
negativo (-) por la parte trasera para su conexión y cableado. Recordemos 
que, los paneles solares fotovoltaicos, están preparados para generar 
Corriente Continua, que se transformará en corriente alterna, 
mediante inversores. 
 
Las conexiones que se pueden realizar en una instalación fotovoltaica son 
dos: Conexionado en Serie o en Paralelo. 
 
Veamos con unos ejemplos cuáles son sus características: 
 
Conexionado en Serie de Paneles Solares Fotovoltaicos 
Conexión de dos paneles solares fotovoltaicos de Voc (Open-circuit voltaje- 
TENSIÓN DE CIRCUITO ABIERTO)22.42V y corriente de cortocircuito Isc 
(Short-circuit current intensity) 8.45A 
 
Práctica: Busque y seleccione al menos cinco etiquetas técnicas que 
correspondan a diferentes paneles y realice su lectura. 
http://es.wikipedia.org/wiki/Inversor_%28electr%C3%B3nica%29
https://instalacionesyeficienciaenergetica.com/wp-content/uploads/2015/02/Coeficientes-de-temperatura-Paneles-Fotovoltaicos.png
 
 
 
42 
 
Como vemos en la imagen se ha conectado el polo negativo del panel nº1 
con el polo positivo del panel nº2. Si conectamos un polímetro a la salida, 
obtendríamos lo siguiente: 
Tensión en vacío total: Voc=Voc1+Voc2 = 22.42 V + 22.42 V = 44.84 
Voltios 
Intensidad de cortocircuito: Isc=Isc1=Isc2=8.45 Amperios 
 
Por lo tanto, en una conexión en serie, las tensiones se suman y la intensidad 
resultante es la de uno de los paneles (deben ser de las mismas 
características) 
 
Conexionado en Paralelo de Paneles Solares Fotovoltaicos 
Conexión de dos paneles solares fotovoltaicos de Voc 22.42V y corriente de 
cortocircuito Isc 8.45A 
 
Como vemos en la imagen se ha conectado el polo negativo con del panel 
nº1 con el polo negativo del panel nº2, así como el positivo con el positivo. 
Si conectamos un Tester a la salida, obtendríamos lo siguiente: 
Tensión en vacío total: Voc=Voc1=Voc2 = 22.42 Voltios 
Intensidad de cortocircuito: Isc=Isc1+Isc2=8.45A+8.45A=16.9 A 
 
Por lo tanto, en una conexión en paralelo, las intensidades se suman y la 
tensión resultante es la de uno los paneles (deben ser de las mismas 
características) 
 
 
 
 
 
 
43 
 
 
¿CUÁNDOSE USAN LAS CONEXIONES EN SERIE O EN 
PARALELO DE PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS? 
Dependiendo de la magnitud de la instalación fotovoltaica, de la tensión de 
trabajo de las baterías (en caso de autoconsumo aislado), de la tensión de 
salida al inversor (en caso de grandes instalaciones), se usarán unas u otras, 
o la combinación de ambas. 
Una de las dudas que nos solemos preguntar se refiere a la forma de 
conectar las placas solares entre ellas. Esta parte es importante conocerla 
para realizar una conexión correcta o de otro modo hay peligro de que el 
voltaje no esté adecuado al tipo de instalación y su rendimiento sea menor 
al que debería ser. Seguimos explicando las 3 formas de conectar las placas 
solares: en paralelo, en serie, o bien de forma combinada en serie y paralelo. 
La conexión en paralelo se realiza conectando por un lado todos los polos 
positivos de la placa de la instalación solar, y por el otro, conectando todos 
los polos negativos. De esta forma, se mantiene el voltaje o tensión 
(voltios) de las placas solares mientras que se suma la intensidad 
(amperios). Por ejemplo, si se conectan en paralelo 4 placas solares de 
140W 7,9A (amperios) 12V cada una, se obtendrán 560W 31,6A a un 
voltaje de 12 voltios. Para este tipo de conexión se recomienda utilizar 
siempre conectores MC4 dobles para realizar la conexión en paralelo entre 
2 placas, ya que realizan una conexión estanca y segura que protege de los 
agentes meteorológicos y de los posibles fallos de contacto que se generan 
en las regletas con el paso de los años. 
 
 
CONECTOR MC 4 (DOBLE) 
 
 
 
En lo que se refiere al regulador, en las placas conectadas en paralelo se 
deberá utilizar siempre un regulador convencional de tipo PWM. 
 
 
 
44 
 
 
 
 
La conexión en serie se realiza en paneles solares con potencias entre los 
200W y los 260W, para uso en instalaciones solares de 24V. Mediante la 
conexión en serie se conectan directamente las placas solares entre sí, 
conectando el polo positivo de un panel con el polo negativo del siguiente 
panel. A diferencia de la conexión en paralelo, se mantiene la intensidad y 
se suma el voltaje. Por ejemplo, si se conectan en serie 4 placas de 260W 
8,34A y Vmp de 31V (Voltaje en el punto de máxima potencia) cada una, se 
obtendrán 260W 124V y 8,34A. Para este tipo de placas solares es 
necesario utilizar reguladores maximizadores MPPT los cuales modulan el 
alto voltaje optimizando la capacidad de generar energía. Gracias a la 
tecnología MPPT se amplifica la potencia en un 25%, motivo por el cual se 
 
 
 
45 
 
utilizan este tipo de módulos solares en instalaciones solares para viviendas 
o para medios y grandes consumos eléctricos. 
 
 
La conexión mixta en serie y paralelo se suele utilizar habitualmente en 
instalaciones solares donde se conecten 5 o más placas solares de 60 
células y potencia superior a 200W, ya que permite obtener un voltaje no 
demasiado alto y a su vez, multiplicar el amperaje total de la instalación. De 
esta forma, gracias a esta conexión se aumenta tanto el voltaje como la 
intensidad, la cual posteriormente el regulador MPPT adaptará a las 
características de las baterías. La conexión mixta se utiliza por ejemplo en 
los inversores cargadores Ecosolar multiplus MPPT, los cuales disponen de 
regulador MPPT que precisa de conexión mixta en serie y paralelo de las 
placas solares. Si se dispone de 6 placas solares de 260W 8,34A y Vmp de 
31 o 32V, se conectarán 2 grupos de 3 placas en serie y luego se 
conectarán los 2 grupos entre ellos en paralelo. Resultando un sistema de 
520W 93V 16,68A. 
 
 
 
46 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁCTICA 
• Realizar conexiones de paneles serie y paralelo y serie paralelo sobre 
circuitos de I 
• laminación. 
• Calcular tensiones e intensidades y corroborar con el multímetro. 
• Tener en cuentas medidas de seguridad. 
 
 
 
47 
 
REGULADORES E INVERSORES 
TIPOS DE INVERSORES DE CORRIENTE Y SU APLICACIÓN 
INVERSORES DE CORRIENTE OFF GRID 
Es un sistema totalmente independiente a la red eléctrica 
FUNCIONAMIENTO: 
Genera energía eléctrica a través de Paneles Solares (o Aerogeneradores) 
En el caso de utilizar exclusivamente Paneles Solares, se debe generar 
durante las horas de sol toda la energía necesaria para abastecer los 
consumos durante el resto del día también, por lo cual necesito almacenar 
energía en un banco de baterías. 
COMPONENTES DEL SISTEMA OFF GRID: 
• Paneles Solares 
• Regulador de carga. 
• Banco de baterías. 
• Inversor de corriente Off Grid. 
APLICACIÓN PRINCIPAL: 
• Aplicaciones rurales, donde no contamos con suministro eléctrico. 
 
 
 
 
48 
 
Distintos tipos: (ejemplos) 
Inversores Off-Grid (600w) 
Modelo: Inversor de Corriente Off Grid FIASA® Onda Senoidal Modificada. 
Características: INVERSOR 24 VCC / 220VCA 600 W 
Inversores Off Grid (1000w) 
Modelo: Inversor de Corriente Off Grid -Onda Senoidal Modificada. 
Características: INVERSOR 24 VCC / 220VCA 1000 W. 
Inversores Off Grid (1500w) 
Modelo: Inversor de Corriente Off Grid FIASA® Onda Senoidal Modificada. 
Características: INVERSOR 12 V CC / 220 V CA 1500W 
Modelo: Inversor de Corriente Off Grid - Onda Senoidal Modificada. 
Características: INVERSOR 24 VCC / 220VCA 1500 W. 
Inversores Off (Grid 2000W) 
Modelo: Inversor de Corriente Off Grid-Onda Senoidal Modificada. 
Características: INVERSOR 24VCC 220VCA 
INVERSORES DE CORRIENTE ON GRID (A RED) 
Inversores inteligentes bidireccionales para interactuar con la red eléctrica. 
Es un sistema que requiere de la red eléctrica para funcionar, pero que 
permite generar un ahorro de energía mediante la utilización de Paneles 
Solares y/o Aerogeneradores. 
En este caso no se utilizan baterías. 
 
 
 
 
49 
 
FUNCIONAMIENTO: 
Durante el día, nuestros consumos son abastecidos por la energía generada 
por nuestros Paneles Solares. 
Si esta energía no es suficiente, ante un pico de consumo, por ejemplo, el 
inversor toma la energía faltante de la red eléctrica. 
Durante la noche, los consumos son alimentados directamente por la red 
eléctrica. 
Hay que tener en cuenta que, ante un corte de energía eléctrica, el 
inversor también deja de funcionar. 
APLICACIÓN PRINCIPAL: 
• Es ideal para aplicaciones en donde se tiene acceso a la red eléctrica, pero 
queremos comenzar a ahorrar energía mediante la utilización de Paneles 
Solares. 
INVERSORES ON GRID (ejemplos) 
Inversores On Grid 1500W 
Modelo: INVERSOR DE CORRIENTE ON GRID SPI1500B 
MONOFÁSICO 
 
Inversores On Grid 2000W 
Modelo: INVERSOR DE CORRIENTE ON GRID SPI2000B 
MONOFÁSICO 
 
Inversores On Grid 3000W 
Modelo: INVERSOR DE CORRIENTE ON GRID SPI3000B 
MONOFÁSICO 
 
 
 
50 
 
 
INVERSORES DE CORRIENTE HÍBRIDOS ON GRID | OFF GRID 
 
Inversores inteligentes bidireccionales para interactuar con la red eléctrica. 
Es un inversor On Grid, pero con la ventaja de que permite también 
incorporar al sistema un banco de baterías, por lo que cumple también la 
función de un inversor Off Grid. 
 
FUNCIONAMIENTO: 
Es un inversor bidireccional y con almacenamiento de energía. 
Puede controlar el flujo de energía de manera inteligente. 
Durante el día, nuestros paneles solares generan energía que puede 
alimentar nuestras cargas, cargar nuestras baterías, o ser inyectada la red. 
La energía almacenada en el banco de baterías puede ser utilizada durante 
la noche. 
Si en algún momento del día, la energía generada por los paneles solares, o 
la almacenada en baterías, no es suficiente, entonces el inversor puede 
tomar la energía faltante directamente de la red. 
Ante un corte de energía eléctrica, el inversor continúa abasteciendo las 
cargas críticas con la energía almacenada en baterías. 
 
COMPONENTES DEL SISTEMA HÍBRIDO (ON GRID y OFF GRID): 
• Paneles Solares. 
• Banco de Baterías. 
• Inversor Híbrido. 
APLICACIÓN PRINCIPAL: 
Es el sistema más completo y eficiente para optimizarel autoconsumo, en 
lugares donde contamos con energía eléctrica, pero aún no tenemos la 
posibilidad de inyectar la energía excedente a la red, o el precio de la energía 
vendida con respecto a la energía comprada no es conveniente. 
Además, es el sistema ideal para aquellos lugares en donde se producen 
cortes del servicio de energía eléctrica con mucha frecuencia, ya que, en 
esos momentos, las cargas críticas continuarán siendo abastecidas por el 
banco de baterías. 
 
 
 
 
51 
 
 
Modelo: INVERSOR DE CORRIENTE HÍBRIDO (ON GRID | OFF GRID SPH2000 
MONOFÁSICO (A RED) 
 
Modelo: INVERSOR DE CORRIENTE HÍBRIDO (ON GRID | OFF GRID) 
SPH3000 
MONOFÁSICO (A RED) 
 
Modelo: INVERSOR DE CORRIENTE HÍBRIDO (ON GRID | OFF GRID) 
SPH3600B 
MONOFÁSICO (A RED). 
Modelo: INVERSOR DE CORRIENTE HÍBRIDO (ON GRID | OFF GRID) 
SPH5000B 
MONOFÁSICO (A RED) 
 
 
 
 
52 
 
REGULADORES 
 
DIFERENCIA ENTRE EL SISTEMA DE CARGA DE BATERÍAS PWM y MPPT
 
 
En sistema de carga de baterías mediante paneles solares fotovoltaicos, es 
necesario, para evitar el deterioro innecesario de la batería, colocar un 
regulador de carga entre éste y los paneles fotovoltaicos. 
La función de éste regulador, entre otra finalidad, es la de cargar de forma 
óptima, la batería, evitando para ello la SOBRECARGA de las mismas. 
En una instalación a 12 Vcc, los paneles pueden alcanzar una tensión de 
hasta 20 voltios en vacío. 
Durante el periodo de carga de las baterías, la tensión de los paneles se 
acopla a la tensión de la batería. De tal forma que comienzan a suministrar 
corriente de carga e igual que las baterías, ambos incrementan su tensión, 
conforme las baterías se van cargando. 
Cunando la tensión de las baterías alcanzan aproximadamente 13,5-14 
voltios, significa que están cargadas. 
En éste punto y dado que el sistema solar puede seguir produciendo 
corriente, cabe la posibilidad que sobrecarguemos la batería, hasta tal 
punto que estas sufran una pérdida de vida, debido a ésta SOBRECARGA. 
En el momento de CARGA COMPLETA, actúa el regulador, desconectando 
automáticamente los paneles solares de la batería. 
Cuando la batería se descarga, de nuevo el regulador permite el paso de 
corriente a la batería. 
 
 
 
 
53 
 
¿Qué ocurre cuando una batería está completamente cargada? 
Ya hemos dicho, que, a los 14 voltios, el regulador se desconecta, ya que 
entiende que la carga de la batería ha finalizado. 
En éste punto nos podemos encontrar que, teniendo radiación solar 
suficiente, los paneles se encuentran desconectados y sin producir 
corriente. 
REGULADOR PWM 
Como hemos dicho, el panel proporciona en el periodo de carga, los 
amperios que, en función de la tensión de la batería, éstos puedan 
suministrar. 
De tal modo, que, al inicio de la carga, cuando la tensión de la batería es 
baja, por ejemplo, 11 voltios, los amperios que suministra el panel 
corresponde a éste punto de tensión del mismo. 
Conforme la tensión de la batería se va elevando, la corriente que 
suministra el panel va decreciendo, de tal forma que al alcanzar los 14, 
voltios, éste se desconecta. 
Entonces, en éste punto: ¿qué hacemos con la energía que puede seguir 
proporcionando los paneles y no producen porque están desconectados de 
la batería? 
SE PIERDEN. 
 
REGULADOR MPPT 
 El regulador MPPT, utiliza el 100% de la energía que pueden suministrar 
los paneles. 
Para ello, a diferencia del PWM, el regulador MPPT, es el que controla la 
tensión de la batería permanentemente. 
De tal forma que éste regulador funciona siempre en el Punto de Máxima 
Potencia del panel, de tal forma que en cada momento proporciona la 
Intensidad máxima que el panel está dispuesto a suministrar. 
EJEMPLO: Supongamos un panel de 12 Voltios (100W) con las siguientes 
características principales: 
Tensión circuito abierto: 22 voltios 
Intensidad de cortocircuito: 6,2 amperios 
 
 
 
54 
 
Tensión a máxima potencia: 18 voltios 
Intensidad a máxima potencia: 5,55 amperios 
Efectivamente el panel de 100w nos proporciona esta potencia en 
condiciones óptimas: 18 voltios x 5,55 amperios = 100 w. 
Pero en una instalación con baterías, esta condición no se cumple nunca, 
debido a que el panel nunca funciona a 18 voltios, ya que a 14 voltios se 
desconecta. 
El regulador MPPT, utiliza ésta diferencia de tensión (18V – 14 voltios = 4 
voltios) en corriente de carga de baterías, por lo que permanentemente le 
sacamos la máxima potencia al panel solar. 
Con éste sistema, podemos sacarle diariamente y aproximadamente un 
30% más de energía diariamente al panel solar. 
CONCLUSIONES 
- Considerando que el costo de un regulador MPPT es superior a uno PWM, 
por un lado y la eficacia, es mayor cuanto mayor sea la diferencia de 
tensión entre la tensión de batería (14 voltios) y la tensión el punto de 
máxima potencia del panel (18 voltios), esto nos permitirá decidir la 
conveniencia de la instalación de uno u otro. 
Ejemplo 
Panel 12V 150W. Baterías 12 Voltios. 
Características: 
• Tensión circuito abierto: 25 voltios 
• Intensidad de cortocircuito: 6,4 amperios 
• Tensión a máxima potencia: 19 voltios 
• Intensidad a máxima potencia: 7,9 amperios 
Potencia máxima: 19*7,9= 150W 
Inversor PWM: empezará a cargar en 11 Voltios (batería vacía) y parará en 
14 Voltios (batería llena). Cuando el panel se encuentre en su máximo 
rendimiento, no cargará (19 voltios) 
Inversor MPPT: independiente del voltaje del panel, usará la intensidad que 
le esté suministrando (toda) el panel, para cargar la batería. 
 
 
 
 
55 
 
Sistema de regulación. 
 ¿Cómo trabajan los reguladores de carga? – 
Regulación de la Intensidad de Carga de Las Baterías: igualación, carga 
profunda, flotación. 
IGUALACIÓN Esta respuesta del regulador permite la realización automática 
de cargas de igualación de los acumuladores tras un período de tiempo en 
el que el estado de carga ha sido bajo, reduciendo al máximo el gaseo en 
caso contrario. 
CARGA PROFUNDA Tras la igualación, el sistema de regulación permite la 
entrada de corriente de carga a los acumuladores sin interrupción hasta 
alcanzar el punto de tensión final de carga. Alcanzado dicho punto el sistema 
de regulación interrumpe la carga y el sistema de control pasa a la segunda 
fase, la flotación. Cuando se alcanza la tensión final de carga, la batería ha 
alcanzado un nivel de carga próximo al 90% de su capacidad, en la siguiente 
fase se completará la carga. 
CARGA FINAL Y FLOTACIÓN La carga final del acumulador se realiza 
estableciendo una zona de actuación del sistema de regulación dentro de lo 
que denominamos “Banda de Flotación Dinámica”. La BFD es un rango de 
tensión cuyos valores máximo y mínimo se fijan entre la tensión final de 
carga y la tensión nominal + 10% aproximadamente. Una vez alcanzado el 
valor de voltaje de plena carga de la batería, el regulador inyecta una 
corriente pequeña para mantenerla a plena carga, esto es, inyecta la 
corriente de flotación. 
 EXAMEN Se realizará evaluación teórica, práctica. Se evalúa la 
evolución del grupo y de los alumnos a los efectos de poder reforzar la 
enseñanza aprendizaje. 
BATERIAS, TIPOS Y POSIBILIDADES 
Las baterías de ciclo profundo guardan energía de modo que las fuentes de 
la corriente eléctrica las recarguen por medio de los alternadores, paneles 
solares, molinos de viento, etc. La diferencia fundamental entre 
 
 
 
56 
 
estas baterías y las de ciclo corto como las de un automotor, radica en el 
uso que uno hace de ellas. 
 ¿Cuáles son los tipos de baterías que habitualmente se utilizan en proyectos 
de energía solar? 
 Básicamente buscamos acumular la energía producida para ser utilizada en 
momentos donde no tenemos capacidad de generarla. 
Por ejemplo, si el sistema está completamente desconectado de la red, 
comúnmente llamado off grid necesitamos acumular la energía generada 
por el sol para usar durante la noche o en días de baja producción. 
Si el sistema está montado juntocon la red eléctrica las baterías podrán 
proveer de electricidad durante un corte, 
En este tipo de sistemas las baterías también sirven para optimizar los 
costos utilizándolas como fuente primaria de generación de electricidad y 
teniendo a la red como fuente secundaria, lo que llamamos sistemas 
híbridos. 
¿Qué baterías se utilizan comúnmente? 
En cualquiera de las situaciones citadas tenemos que definir qué tipo de 
baterías y cuantas vamos a necesitar. Hay muchas opciones de baterías 
para elegir dependiendo de las necesidades, espacio, presupuesto y 
preferencias de mantenimiento. 
Las baterías de ácido-plomo de ciclo profundo son las más habituales en 
nuestro país y comparten la misma química que habitualmente vemos en 
nuestros autos. 
Están optimizadas para el uso en instalaciones que requieren entrega de 
energía de largo plazo, con ciclos de carga y descarga prolongados, como 
en el caso de sistemas con paneles solares. 
Este tipo de baterías se llaman de ciclo profundo y suelen ser las más 
populares por muchas razones, entre ellas el costo, la facilidad de 
mantenimiento y la disponibilidad en el mercado. 
Dentro de las baterías que utilizan la combinación Ácido-Plomo podemos 
separar las que requieren mantenimiento de las que son completamente 
selladas y sin mantenimiento. 
 
 
 
57 
 
Las selladas, o sin mantenimiento, pueden ser colocadas en espacios 
cerrados como gabinetes o de difícil acceso. 
Las baterías que están creciendo en su uso para sistemas de energía solar 
son las de Litio-ion, que tienen una vida útil mucho más extensa y un peso 
mucho menor a igual cantidad de energía que las de Acido-Plomo. 
Resultan más caras por su relación de energía disponible, cantidad de ciclos 
de carga y descarga que soportan, así como ventaja de aprovechar mejor 
su capacidad. 
Al no tener mantenimiento pueden ser ubicadas en cualquier espacio y 
orientación 
Elegir las baterías que componen nuestro banco depende de muchos 
factores que se tienen en cuenta a la hora de preparar el proyecto. 
La primera decisión que nos planteamos es qué necesidad de energía 
intentamos cubrir, en base al consumo que tenemos, el tipo de sistema y el 
tiempo que deseamos utilizarlo. 
Una vez que establecimos la cantidad de energía acumulada que 
necesitamos tener, podremos definir el tipo de baterías y la cantidad 
necesaria. 
USOS RELACIONADOS CON LA ENERGÍA RENOVABLE 
 
La mayoría de las baterías de ciclo profundo usadas en la Industria de la 
Energía Renovable fueron originalmente diseñadas y fabricadas para su uso 
en aplicaciones industriales donde se llevan a cabo ciclos de carga 
constante de seis a doce horas hasta que baterías alcanzan un estado de 
carga total. En las aplicaciones de Energía Renovable (RE), no es típico 
tener un tiempo de carga largo y en muchos casos se logra una carga pico 
máxima de 4 a 6 horas cada día debido a las condiciones del clima variante 
y al tiempo limitado de luz del 
sol. Para asegurar que las baterías recibieron suficiente carga, los sistemas 
de carga deben tener las dimensionas adecuadas o se debe adicionar otras 
fuentes de carga para evitar un déficit de carga o un fallo prematuro de la 
batería. 
Hay dos tipos definitivos de sistemas basados en batería usados en 
aplicaciones de Energía Renovable: fuera de la red y conectados a la red. 
Los sistemas fuera de la red se usan cuando un cliente elige no conectarse 
o no se encuentra disponible una conexión de servicios eléctricos públicos. 
Puede ser que este cliente viva en una zona rural y puede haber optado por 
 
 
 
58 
 
instalar un sistema de energía renovable de una fuente única o una 
combinación de fuentes renovables 
para generar y almacenar energía adecuada y hacer funcionar todos los 
requerimientos eléctricos dentro el hogar. 
Con los sistemas conectados a la red, un cliente típicamente vive en un 
área donde pueden ocurrir interrupciones del servicio público de 
electricidad frecuentes o por un tiempo largo. Esto puede ser el resultado 
de condiciones climáticas malas, una red de energía poco confiable, o 
desastres naturales. 
El sistema de energía renovable se utiliza como un suministro de energía 
de respaldo para suplementar durante interrupciones de servicio breves y 
para reducir el costo energético mediante la venta a la empresa eléctrica 
pública del exceso de electricidad generada del sistema. 
 
SISTEMAS FUERA DE LA RED 
 
Cuando se calculan las dimensiones de un banco de baterías, es importante 
determinar el requerimiento de capacidad apropiado para cumplir con la 
carga que será soportada y no sobre dimensionar para la aplicación. Un 
banco de baterías demasiado grande para la fuente de carga puede causar 
sulfatación debido a la falta de carga adecuada y la carga suplementaria 
frecuente de otras fuentes (ej. Generador). 
 
PROFUNDIDAD DE DESCARGA 
 
La Profundidad de Descarga (DOD) se utiliza para describir la profundidad a 
la que se descarga la batería. Una batería que está cargada al 100% tiene 
un 
DOD del 0%. Una batería que ha sido descargada al 20% de su capacidad, 
manteniendo el 80% de su capacidad tendría un DOD del 20%. Si se 
descarga 
una batería por completo sin que le quede capacidad, el DOD es del 100%. 
 
VIDA DEL CICLO 
 
Los fabricantes de baterías tasan la vida del ciclo de sus baterías 
comparando el nivel de descarga en la batería y la frecuencia del ciclo. Una 
alta descarga de batería resultará en una vida de ciclo más corta. A la 
inversa, un porcentaje de descarga menor extenderá la vida del ciclo 
esperada de la batería ya que la misma ofrecerá más cargas y descargas. 
Para dar un ejemplo de vida del ciclo, una cadena de 48V de modelos de 8 
 
 
 
59 
 
x 6 voltios S-550 en serie (capacidad de 428 AH C20) que se descarguen de 
manera consistente al 50% del estado de carga (214 AH de la capacidad de 
alimentación) y que se recarguen a un estado pleno de carga deben dar 
cerca de 1280 ciclo antes de llegar al final de su vida útil. 
Con sistemas tradicionales de energía renovable fuera de la red, el DOD se 
configure para funcionar entre el 20% y el 50% para maximizar la vida de 
las baterías. Los sistemas basados en baterías están diseñados para 
permitir un máximo de DOD del 50% ya que este ofrece un balance entre la 
capacidad y el ciclo de vida teniendo en consideración el costo de 
reemplazo. 
Para los sistemas de respaldo conectados a la red, los instaladores 
típicamente diseñan bancos de baterías a un porcentaje de DOD mayor 
para bajar el costo iniciar de instalación. 
El ciclo con sistemas conectados a redes es mucho menos frecuente que en 
los que están fuera de la red, donde esto puede ocurrir a diario, un DOD 
bajo es aceptable siempre y cuando cliente comprenda que la vida general 
del ciclo se afecta cuando se hace ciclo del banco de baterías a más de un 
50% del estado de carga. 
 
SELECCIÓN DE LA BATERÍA 
 
Es fundamental seleccionar la batería apropiada para la aplicación para que 
tenga un buen rendimiento y larga vida útil. Una vez que se determine la 
carga se debe seleccionar el banco de baterías para que cumpla con el 
diseño del sistema. Si se necesita un banco de baterías de una capacidad 
específica, es importante seleccionar un modelo de batería que ofrezca 
suficiente capacidad y que a la vez minimice el número de cadenas en 
paralelo que se requieren para lograr la capacidad y el voltaje deseados. 
Los sistemas con cadenas múltiples en paralelo de baterías con frecuencia 
sufren un desbalance de carga. Estos sistemas también requerirán 
mantenimiento adicional ya que aumentan el número de conexiones de 
terminales que requieren limpieza y el número de celdas que hay que 
rellenar de agua. Cuando no se ajusta el desbalance de carga, con 
ecualizaciones periódicas esto puede llevar a un fallo prematuro del banco 
de baterías. 
El requerimiento de capacidad para lo sistemas fuera de redes se 
determina completando una auditoria del consume de energía en base a 
losrequerimientos de carga reales. La carga se calcula mediante la cantidad 
total de energía necesaria para soportar la carga por un periodo de 1 día y 
se toma en cuenta cuantos días se puede requerir antes de recargar. En un 
sistema típico de Energía Renovable se utiliza la tasa de 20 hr AH (C20) 
 
 
 
60 
 
cuando se dimensionan los sistemas para cubrir tres días de autonomía o 
menos. La tasa de 100 hr AH (C100) se usa cuando se diseñan sistemas 
para cubrir tres días de autonomía o más. 
 
 
 
 
 
 
 
 
61 
 
 
La mayoría de los sistemas se diseñan para una tasa de 1 a 2 días, debido al 
costo de las baterías comparado con el costo de adicionar un generador y 
fuentes de energía renovables. Esto es típico en aplicaciones solares ya que 
estos sistemas le permiten al banco de baterías cargarse cada día. 
Las baterías de ciclo profundo funcionan mejor cuando se mantienen con 
carga completa. Si se mantienen en un estado pleno de carga se extiende la 
vida en general de banco de baterías. Para aplicaciones flotantes como por 
ejemplo los sistemas de respaldo, es importante usar el banco de baterías 
en ocasiones ya que esto evita la estratificación y la sulfatación. 
Es importante saber que a medida que los perfiles de carga cambian esto 
afecta la rapidez con que se reduce la capacidad de la batería. Los sistemas 
de respaldo con frecuencia se dimensionan para cumplir con el 
requerimiento de carga en el momento de la instalación, pero la demanda 
aumentará con cada pequeña adición a la carga. 
 
TASAS DE DESCARGA 
Las tasas de carga y descarga deben considerarse cuando se selecciona y 
dimensiona un banco de baterías. Los fabricantes de las mismas publican 
varias tasas de descarga para cada modelo de batería que oscilan entre 100 
horas y 1 hora. Estas hacen referencia a varios tipos de aplicaciones. La más 
común en la energía renovable es la tasa de 20 hr ya que se acerca al 
periodo de 1 día. La tasa, (ej. C20) se refiere a una tasa controlada 
(Amperes) que puede ponerse en la batería por un periodo de tiempo 
antes que el voltaje de la misma llegue a 1.75 
VPC (voltios por celda). Se puede hacer funcionar una demanda de 
amperes alta por un período de tiempo y viceversa. 
Como un ejemplo, la batería de 400 AH puede soportar un suministro 
controlado de 20 Amperes durante 20 horas (C20). De manera alternativa, 
la misma batería puede soportar una demanda controlada de 34 Amperes 
durante 10 horas (C10), lo cual quiere decir que suministra una capacidad 
de 340 AH en ese período de tiempo. 
Las baterías que se descargan deben recargarse tan pronto como sea 
posible. 
Un sistema de Energía Renovable PV debe estar diseñado para ofrecer una 
corriente de carga que pueda recargar las baterías con rapidez, de manera 
eficiente y dentro del tiempo en el que el sistema está generando la 
energía pico. 
 
 
 
 
62 
 
La corriente de carga debe estar dentro del 10 al 20% de la tasa 20 Hr AH 
(C20) del banco de baterías, o la C4, C5, o C6 de la batería. El uso del 
cálculo del tiempo de carga de absorción (corriente de carga del 10% de la 
tasa C20 del banco de baterías tomará aproximadamente 4.2 horas, más la 
fase masiva sin medición de tiempo (usualmente cerca de 1 o 2 horas) para 
que el banco vaya del 50% al 100% del estado de carga. Esto es un 
escenario ideal escenario ya que una corriente de carga menor con 
frecuencia provoca un déficit en la recarga ya que aumenta el tiempo de 
carga de absorción y/o el uso de carga suplemental como por ejemplo un 
generador. A veces los clientes que necesitan suplementar la carga con un 
generador no lo hacen funcionar lo suficiente como para que la batería 
alcance un estado complete de carga de forma regular. Esto con frecuencia 
causa problemas de sulfatación y Perdida de capacidad lo cual entonces 
necesita solucionarse con ecualizaciones correctivas. 
Finalmente, el último problema con algunos sistemas es que después de la 
instalación y puesta en marcha, el usuario final puede adicionar más cargas 
sin darse cuenta causando así problemas en cuanto a la frecuencia con que 
el banco de baterías necesita recargarse incrementito así el uso de la vida 
del ciclo. Esto se debe evitar y se puede lograrlo educando al cliente en el 
momento de la venta. 
 
RESPALDO CONECTADO A LA RED 
 
Hay dos usos distintos para los bancos de batería conectados a la red. El 
primero y el más común es como sistema de respaldo energético. El 
objetivo es proporcionar energía temporal en caso de pérdida de la red. 
Esto es similar a un sistema de UPS, pero por lo general a una escala mucho 
mayor con una capacidad de almacenamiento mucho mayor. 
El segundo es un sistema unido a la red con respaldo de batería. El objetivo 
de este montaje de sistema es generar y vender el exceso de energía 
producido por una fuente renovable a su suministrador de electricidad 
cuando esté conectado a la red. En caso de un fallo de la red, el banco de 
batería y suministra la energía almacenada para cargas criticas durante un 
apagón. 
Los sistemas están configurados de acuerdo con cuanta energía se va a 
vender versus cuanto se va a almacenar. Si se considera que un porcentaje 
más alto de la energía generada se va a utilizar como electricidad, esto 
disminuirá la cantidad restante para respaldo y viceversa. Esto puede estar 
determinado por preferencia personal o puede estar limitado o regulado 
por el servicio eléctrico. 
 
 
 
63 
 
Para los sistemas de respaldo unidos a una red, el banco de batería debe 
tener dimensiones para soportar cargas durante una pérdida temporal. 
Estos sistemas se usan comúnmente para hacer funcionar las necesidades 
del hogar tales como refrigeración, iluminación limitada, etc. Es importante 
limitar el tamaño de la carga soportada a los servicios esenciales solamente 
en la medida que los bancos de baterías de mayor capacidad requieran 
más mantenimiento y uso de energía para soportar una carga completa 
reduciendo la cantidad de energía generada la cual puede ser vendida a los 
servicios eléctricos. 
Típicamente, debido a los apagones, no son frecuentes y ocurren solo unas 
pocas veces por año en la mayoría de las regiones, estos sistemas están 
diseñados para una profundidad de descarga mayor que fuera de la red. En 
algunos casos puede estar diseñado para descargar hasta el 20% del estado 
de carga en un periodo de tiempo relativamente corto. 
En áreas donde la red no sea confiable y extensa o donde ocurran 
interrupciones eléctricas frecuentes o intermitentes, sería necesario 
dimensionar el banco de baterías y las fuentes de carga para soportar una 
carga mayor en un periodo de tiempo más largo. Esto evitaría que el banco 
de batería se descargue demasiado y que la descarga entre ciclos sea 
insuficiente. 
 
Cálculo de la batería 
 
Para el cálculo de la batería, debemos tener en cuenta la energía 
consumida por día del equipo, los días de autonomía que queremos, la 
tensión de alimentación del equipo y la profundidad de descarga de la 
batería. La profundidad de descarga de una batería es el valor en tanto por 
ciento de la energía que se ha sacado de un acumulador plenamente 
cargado en una descarga. Por ejemplo, si tenemos una batería de 100Ah y 
la sometemos a una descarga de 20Ah, esto representa una profundidad 
de descarga del 20%. 
 
 EXAMEN Se realizará evaluación teórica, práctica. Se evalúa la evolución 
del grupo y de los alumnos a los efectos de poder reforzar la enseñanza 
aprendizaje 
 
 
 
 
64 
 
Estimación del consumo que debe cubrir la 
instalación fotovoltaica: 
Claro está que cuando vamos a dimensionar una instalación fotovoltaica 
aislada, lo primero de todo, y además lo más importante, es saber el 
consumo que debe cubrir nuestra instalación. 
Para ello, tenemos que calcular la potencia total de la instalación teniendo 
en cuenta la potencia unitaria de cada carga que se conecta a la instalación 
y las horas estimadas de funcionamiento diario. Por tanto, necesitamos 
recopilar lasiguiente información: 
• La potencia unitaria de cada carga, es decir, debemos hacer un listado 
con cada uno de los electrodomésticos, luces, aire acondicionado, …. 
etc., cualquier equipo eléctrico que usemos y anotar la potencia 
unitaria de cada uno de ellos, que vendrá indicada en alguna etiqueta 
de cada equipo y marcada en Wattios (W o Watt). 
• Las horas previstas de uso diario. Es decir, anotamos a lado de la 
potencia unitaria, el número de horas que solemos hacer uso de cada 
equipo. Eso nos va a dar el dato de la energía (Whd) que consume cada 
equipo. 
• Localización del proyecto. Simplemente saber dónde se va a realizar la 
instalación fotovoltaica, para poder conocer las horas de sol pico de 
que se disponen a lo largo del año. 
 Un ejemplo, supongamos que tenemos un electrodoméstico y cuando 
miramos la etiqueta vemos la siguiente imagen 
 
: Vemos entonces que hablamos de un equipo eléctrico de una potencia 
unitaria de 2.200W. Y si, por ejemplo, solemos usarlo 1,5 hora al día, 
tendremos un consumo energético diario de 2.200W * 1,5h = 3.300Whd 
 
 
 
65 
 
Visto entonces hasta aquí, resumimos: 
Para saber la potencia unitaria, se consulta la etiqueta de cada equipo. Sus 
unidades son en Wattios (W). 
Para saber el consumo energético diario de cada equipo, podemos usar la 
siguiente fórmula: 
Energía-Equipo [Whd] = Potencia unitaria [W] * Número de horas uso diario 
[h] 
 y se mide en Whd (Wattios hora día). 
Como es lógico, para saber la energía total consumida diariamente, habrá 
que calcular la energía consumida por cada uno y luego sumarlas 
todas. Esto es fundamental, sobre todo para asegurar una vida larga a 
la batería solar que vayas a instalar. 
 
https://www.sfe-solar.com/baterias-solares/
 
 
 
66 
 
CLACULO DE INSTALACION DE PEQUEÑA POTENCIA 
EJEMPLO DE CONSUMO 
Supongamos una instalación promedio de 5 luminarias de 13W para un 
total de 65W, una lavadora que consume 750W, un refrigerador con 
consumo por 250W, un televisor de 300W y una Computadora personal 
con un consumo de 200W para un total de 1615W diarios 
Total = 1615W.diaria (funcionando todo el día y al unisono). 
1. P= potencia diaria 
2. HpS= horas pico diarias …. En este caso elegimos 2hr 
3. 0.7 = permite dar una tolerancia al sistema 
Vp= tensión de los paneles 
 𝐼𝑑 = 𝑃/𝑉𝑡 Id= 1615w/48V Id =33.6 Ap 
Baterías = HsP x Id / 0.7 2 x 33.6Ap / 0.7 = 96 Ah 
 
 
Según características técnicas corresponde 1 batería de 100W/48Vcc 
1. Pd = Consumo diario 
2. HpS= hr solar pico. 
3. Potencia del panel 
4. 1.3 constante 
Nº de paneles= P x 1.3/ HsP x Wp 
1615w x 1.3 / 2 x 350w = 2099.5w / 700 = 2.9 
 
Esto da 3 paneles de 350W – 48V- 100A 
 
 
 
 
 
67 
 
¿Qué pasa si no sabemos o no podemos tener acceso al dato de la potencia 
unitaria y horas de uso? 
En muchos casos, porque vamos a hacer una casa nueva, o por 
imposibilidad de visitar el lugar, no podemos tener todos los datos de 
potencia y consumos necesarios para el cálculo. 
 En esos casos, se puede usar la siguiente tabla como una referencia 
aproximada: 
EJEMPLO (Valores de referencia) 
 
 
 
 
 
68 
 
Instalación de gran porte 
Procedimiento para el cálculo de una instalación fotovoltaica aislada: 
En primer lugar, se debe introducir un concepto fundamental, el de 
las “Horas de Sol Pico” o HPS [horas]. 
Se puede definir como el número de horas en que disponemos de una 
hipotética irradiancia solar constante de 1000 W/m2 sobre las placas 
solares que componen de la instalación fotovoltaica. Es decir, una hora 
solar pico “HPS” equivale a 1Kwh/m2. 
Dicho en otras palabras, es un modo de contabilizar la energía recibida del 
sol agrupándola en paquetes, siendo cada “paquete” de 1 hora recibiendo 
1000 watts/m2. 
En este punto, hay que hacer un apunte importante: 
• Irradiancia: Es la magnitud que describe la radiación o intensidad de 
iluminación solar que llega hasta nosotros medida como una potencia 
instantánea por unidad de superficie, W/m2 o unidades equivalentes. 
• Irradiación: Es la cantidad de irradiancia recibida en un lapso de tiempo 
determinado, es decir, la potencia recibida por unidad de tiempo y por 
unidad de superficie. Se suele medir en Wh/m2 o, en caso de un día, en 
Wh/m2/día o unidades equivalentes. 
Para calcular entonces el valor de HPS se debe dividir el valor de la 
irradiación incidente entre el valor de la potencia de irradiancia en 
condiciones estándar de medida (STC), pues es en esas condiciones donde 
se cumplen las características eléctricas de los módulos fotovoltaicos. Ese 
valor de irradiancia en condiciones estándar de medida es de 1000 
watts/m2. Es decir, si se dispone de los datos de irradiación solar de un 
determinado día y se divide entre 1000, se obtienen las HSP. 
 
https://www.sfe-solar.com/
https://www.sfe-solar.com/
 
 
 
69 
 
Por ejemplo, si tenemos una irradiación de 3.800 Wh/m2, para pasarla a 
HSP, se divide entre 1.000W/m2, con lo que obtenemos 3.8 HPS. Los pasos 
a seguir siempre para dimensionar el sistema fotovoltaico autónomo son 
siempre: 
1. Estimación del consumo. Aquí siempre es fundamental los datos 
aportados por el consumidor, y deben ser siempre lo más realistas 
posibles para evitar desviaciones en el dimensionamiento. Si la 
instalación se realizara para una vivienda de uso diario todo el año, se 
escogerá el valor medio de todo el año. Si la instalación se realizara 
para el uso ocasional, por ejemplo, en verano, hay que escoger los 
valores de los meses de verano. 
2. Datos del lugar donde se realizará la instalación para saber la 
irradiación de la que dispondremos. 
3. Dimensionado del generador fotovoltaico (número de paneles 
necesarios). 
4. Dimensionado del sistema de acumulación (número de baterías 
solares). Para el dimensionado del sistema de acumulación es muy 
importante tener en cuenta los días de autonomía que se van a otorgar 
a la instalación, para proyectos domésticos se suelen tomar entre 3 y 5 
días de autonomía, 6 o 7 días en caso de tratarse de zonas con baja 
irradiación donde pueden producirse periodos de varios días en 
condiciones de poca luz. Para sistemas remotos suelen tomarse 7 y 10 
días de autonomía. 
5. Dimensionado del regulador. 
6. Dimensionado del inversor. 
 
 
 
 
70 
 
Una vez definidos los pasos, exponemos el método de cálculo. Suponemos 
un consumo para una vivienda con uso diario durante todo el año, como, 
por ejemplo: 
 
Con los datos de esta “Tabla de Consumos” obtenemos el consumo medio 
diario de la instalación al que se le ha aplicado un 20% como margen de 
seguridad recomendado. Debemos también tener en cuenta que en la 
instalación habrá pérdidas por rendimiento de la batería y del inversor y 
esto influye en la energía necesaria final. 
EXAMEN Se realizará evaluación teórica, práctica. Se evalúa la evolución 
del grupo y de los alumnos a los efectos de poder reforzar la enseñanza 
aprendizaje. 
 
 
 
 
 
71 
 
Nuestro proyecto fotovoltaico. 
Generalmente, para el buen dimensionamiento, tomaremos un 
rendimiento de la batería de un 95%, del inversor un 90% y de los 
conductores un 100%. Así pues, para el cálculo de los consumos medios 
diarios (Lmd) consideramos la siguiente expresión: 
 
Siendo (Lmd) el consumo medio de energía diario, (Lmd, DC) el consumo medio 
de energía diario de las cargas en continua y (Lmd, AC) el de las cargas en 
alterna. O bien, si lo queremos expresar como el consumo de energía 
medio en Ah/día: 
 
Como era de esperar, el consumo medio diario real es ligeramente superior 
al nominal, pues como se mencionaba, hemos tomado en cuenta las 
pérdidas que se pueden producir en algunos de los elementos de la 
instalación y el margen de seguridad del 20%. 
Como dato adicional, podríamos calcular el consumo total anual (LT) y 
medio anual (Lma): LT = Lmd * 365 días = 1.005.575 Wh/año Lma = LT/365 = 
2.755 Wh/día (En este caso coincide con el medio diario, puesel consumo 
que se ha estimado es constante todo el año, no sucedería así si hubiera 
variaciones de consumos estacionales) 
 
 
 
 
72 
 
1) Cálculo de los paneles solares necesarios: 
Procedemos ahora con el cálculo del número total de módulos solares 
necesarios: 
 
Así pues, serían 6 Paneles (Este número podría cambiar). Siendo, 
• Lmdcrit el consumo medio diario mensual para el mes crítico, “Tabla de 
Consumos”, (en este caso, es siempre el mismo [2.755 wh/día], pues el 
consumo diario es constante todo el año). 
• PMPP la potencia pico del módulo en condiciones estándar de medida 
STC, en este caso, estamos utilizando el modelo SW180 del fabricante 
SolarWorld, con 180 wattios de potencia pico en STC. 
• HPScrit son las horas de sol pico del mes crítico calculado a partir de la 
“Tabla de Radiaciones”, es decir: Irradiación del mes crítico (Diciembre 
60º) / 1000 W/m2 = 3,32 HPS. 
• PR el factor global de funcionamiento que varía entre 0.65 y 0.90. 
Usaremos 0.90 por defecto. Respecto a la conexión de los módulos 
calculados en serie o paralelo, teniendo en cuenta que el SW180 de 
SolarWorld tiene una Vmax=36,55 Volt., hacemos: 
 
 
Así pues, conectaríamos 6 ramas en paralelo con un panel por rama. Si no 
se va a instalar un regulador con seguimiento de punto de máxima 
potencia MPPT se debe utilizar otro criterio, el Criterio de Amperios-Hora, 
pues será entonces la batería la que marque la tensión del sistema (12, 24, 
 
 
 
73 
 
48 Volt.) y rara vez se alcanzará el punto de máxima potencia de los 
módulos empleados. 
En el consumo de energía medio en Ah/día calculado anteriormente: 
 
Así pues, la corriente que debe generar el campo de captación fotovoltaico 
(el total de los paneles instalados) en las condiciones de radiación solar del 
mes crítico sería: 
 
Siendo, (IGFV, MPP) la corriente generada por el campo de captación 
fotovoltaico (el total de placas solares instaladas). Si la dividimos entre la 
corriente unitaria de cada módulo fotovoltaico (IMOD, MPP) que en el caso 
del SW180 es Imax=4,90 Amp., obtendremos el total de módulos 
necesarios conectados en paralelo: 
 
Así pues, finalmente son 7 ramas en paralelo con 1 módulo por rama las 
necesarias para cubrir las necesidades del sistema, si no usamos un 
regulador MPPT (lo recomendable es usarlo). 
2)Cálculo de las baterías solares necesarias para nuestro proyecto 
fotovoltaico: 
Pasamos ahora al cálculo de las baterías recordando que los dos 
parámetros importantes para el dimensionado de la batería son la máxima 
profundidad de descarga (estacional y diaria) y el número de días de 
autonomía. Como norma general, tomaremos estos parámetros: 
 
 
 
74 
 
• Profundidad de Descarga Máxima Estacional (PDmax,e) = 70% = 0,7 
• Profundidad de Descarga Máxima Diaria (PDmax,d) = 15% = 0,15 
• Número de días de Autonomía (N) = 6 
Calculamos entonces ahora la capacidad nominal necesaria de las baterías 
en función de la profundidad de descarga estacional y diaria. La mayor de 
ellas será la que seleccionemos, pues de lo contrario podríamos incurrir en 
una insuficiencia estacional o diaria. 
Capacidad nominal de la batería en función de la descarga máxima diaria 
(Cnd): 
 
 
 
Capacidad nominal de la batería en función de la descarga máxima 
estacional (Cne): 
 
 
 
 
Así pues, escogeríamos la mayor, es decir la capacidad nominal de las 
baterías sería, como mínimo, C100=984Ah. 
 
 
 
75 
 
Usaríamos entonces baterías solares estacionarias. 
 
Nota respecto al cálculo de baterías: En el caso de que tengamos que 
dimensionar un sistema que se utiliza solamente, por ejemplo, los fines de 
semana, se puede considerar un consumo diario equivalente, que sería 
como si fuera una instalación con un consumo diario menor pero igual en 
el cómputo general, y podríamos hacerlo con: 
Consumo diario equivalente = Consumo diario (cuando hay uso, los fines de 
semana) x Días de uso (2 o 3 días) / 7 días. 
Esto se aplicaría tanto al consumo global de la instalación, como al 
particular de cada elemento. El dimensionado del subsistema de 
generación se realizaría en función de este nuevo consumo diario 
equivalente. 
Otro apunte importante para baterías, para asegurar la carga de la batería, 
debemos siempre tener que la corriente de cortocircuito (Amperios) del 
sistema de generación (el grupo de paneles), sea mayor o igual a la 
Capacidad de la Batería en C20 (Ah), dividido entre 30. Y también no 
superar la corriente de carga máxima recomendada por el fabricante. 
 EXAMEN Se realizará evaluación teórica, práctica. Se evalúa la evolución 
del grupo y de los alumnos a los efectos de poder reforzar la enseñanza 
aprendizaje 
 
https://www.sfe-solar.com/baterias-solares/baterias-solares-hoppecke/
 
 
 
76 
 
 
3) Cálculo del regulador/controlador de carga: 
Procedemos ahora al cálculo del regulador, (¡ánimo que ya estamos 
acabando !!), para ello debemos calcular cual es la máxima corriente que 
debe soportar el regulador, a su entrada, pero también a su salida. 
Para calcular la corriente de entrada al regulador hacemos el producto 
corriente de cortocircuito de un módulo, en este caso la del SW180 de 
SolarWorld es de Isc = 5,30 Amp., y multiplicamos por el número de las 
ramas (la corriente de cada rama en paralelo será aproximadamente la 
misma) en paralelo calculado anteriormente: 
 
Siendo 
• (IMOD,SC) la corriente unitaria del módulo fotovoltaico en condiciones 
de cortocircuito, en este caso, para el SW180, es de Isc = 5,30 Amp. Se 
usa la corriente de cortocircuito para el cálculo de la corriente de 
entrada al regulador por que será la máxima corriente que podría ser 
generada por el módulo fotovoltaico y ha de ser esa la que tengamos 
en cuenta para evitar pérdidas de rendimiento. 
• (NP) el número de ramas en paralelo, en este caso, 7. 1,25 es un factor 
de seguridad para evitar daños ocasionales al regulador 
 
 
 
 
77 
 
Para el cálculo de la corriente de salida hemos de valorar las potencias 
de las cargas DC y las cargas AC: 
 
Siendo, (PDC), potencia de las cargas en continua. (PAC), potencia de las 
cargas en alterna. (ninv), rendimiento del inversor, en torno a 90-95%. Así 
pues, el regulador de carga debería soportar una corriente, como mínimo 
de 47 Amp. a su entrada y 26 Amp. a su salida. 
4) Cálculo de inversor para nuestro proyecto fotovoltaico aislado: 
Por último, para el cálculo del inversor para solar aislada, únicamente 
hemos de calcular la suma de las potencias de las cargas de alterna. En 
nuestro caso, sería la lavadora (350W) y la calefacción (110W) y aplicar un 
margen de seguridad del 20%. 
Así pues: 
 
Será necesario un inversor de 550W aproximadamente. Ahora bien, 
debemos tener en cuenta algo importante a la hora de seleccionar nuestro 
inversor. Muchos de los electrodomésticos y aparatos con motor utilizados 
tienen “picos de arranque”, como los frezzer o heladeras, lavadoras etc., lo 
que supone que para su arranque van a demandar mayor potencia que la 
nominal, en ocasiones hasta 4 o 5 veces más de la potencia nominal 
prevista. 
Es por esta razón que, para evitar problemas y deficiencias en el correcto 
funcionamiento de nuestra instalación, es recomendable hacer un 
sobredimensionamiento que contemple los picos de arranque: 
 
 
 
78 
 
 
Es decir, nuestro inversor debería cubrir, al menos, 1.812W de demanda 
para tener bien cubiertas las necesidades de la vivienda, incluso los picos 
de demanda por arranque del motor de la lavadora. Por último, para 
seleccionar nuestro inversor, sabemos que en el mercado podemos 
encontrar inversores de onda senoidal pura (PWM) y de onda senoidal 
modificada (MSW). 
La recomendación es utilizar, siempre que sea posible, los de onda senoidal 
pura pues, aunque son algo más caros, nos evitarán más de un problema 
que nos podrían ocasionar los de onda modificada con aparatos con 
motores. 
 
Los inversores de onda senoidal pura modificada (PWM) pueden alimentara la mayoría de electrodomésticos actuales, sin embargo, pueden 
ocasionarnos problemas con aparatos con cargas inductivas, como son los 
motores. 
Los inversores de onda senoidal pura (PWM), “imitan” la forma de onda que 
de la red eléctrica y en consecuencia es la mejor opción la alimentar los 
equipos eléctricos y electrónicos actuales. 
CALCULO SECCION CABLES PARA FOTOVOLTAICA 
 Una vez diseñada nuestra instalación, debemos de calcular las secciones 
de los cables conductores de cada tramo. Esta parte puede resultar 
bastante complicada para el instalador o proyectista, por eso motivo vamos 
a explicar los pasos detalladamente. 
 
 
 
 
79 
 
 Para calcular las diferentes secciones de los cables de una instalación solar 
fotovoltaica debemos de tener en cuenta las 2 condiciones que nos exige el 
REBT (reglamento electrotécnico de baja tensión). 
1ª) No superar la intensidad máxima admisible según la reglamentación. El 
reglamento publica unas tablas donde especifica la intensidad máxima 
admisible de un conductor en función del tipo de instalación y del tipo de 
aislante utilizado para que el conductor no se caliente en exceso durante su 
uso. Esto se suele llamar condición térmica. 
 
 2ª) No superar la máxima caída de tensión permitida entre 2 puntos de 
una instalación. En el caso de una instalación fotovoltaica serán diferentes 
para cada tramo de la instalación, siendo: 
 La fórmula para el cálculo de la sección, para que cumpla la caída de 
tensión máxima es: 
 
 
 
 Fíjate como el valor de la conductividad que debemos poner depende del 
tipo de aislante que tenga el cable (PVC o XLPE) y la temperatura que se 
 
 
 
80 
 
exige según sea de cobre o de aluminio. En nuestro caso que es de PVC y 
de Cobre el valor que usaremos será de 48. 
 El 2 de la fórmula sale de que la distancia total de los conductores, ya que 
es el doble de la de distancia entre aparatos (ida y vuelta) 
 Además de las 2 condiciones anteriores debemos tener en cuenta lo 
siguiente: 
- Según recomendaciones, las mínimas secciones de cables en cada una de 
las líneas, deberían ser al menos: 
 
• 2,5 mm2 del generador al regulador. 
• 4 mm2 del regulador a las baterías. 
Las tensiones nominales en continua sean superiores a 48 V, la estructura 
del generador y los marcos metálicos de los módulos estarán conectados a 
una toma de tierra, que será la misma que la del resto de la instalación. 
Como previamente hemos diseñado nuestra instalación tenemos que 
conocer las tensiones, las intensidades y las longitudes en cada tramo de la 
instalación. 
 Veamos un ejemplo concreto. 
Ejemplo de Cálculo de Secciones 
 
 Partimos de una instalación de la que ya hemos hecho el dimensionado de 
todos los componentes de la instalación menos la sección de los 
conductores. La puedes ver aquí: Calculo Instalación Fotovoltaica. 
Resumiendo, tenemos: 
 
- Instalación a 48V en corriente continua y 220V en corriente alterna. 
 
 
 
 
81 
 
- Caída de tensión del 1% de 48V = 48 x1/100 = 0,48V. Caída de tensión del 
3% para 48V = 48 x 3/100 = 1,44V. Caída de tensión del 3% para 230V = 
6,9V. 
- Utilizamos los siguientes paneles: 
- Paneles de 330Wmp (potencia a máxima potencia) y con una intensidad 
de cortocircuito Isc de 8,85A. Además, colocaríamos 5 ramas en paralelo 
con 2 paneles fotovoltaicos en serie de 24V cada uno en cada rama (string) 
para conseguir los 48V de la instalación. En total tenemos 10 paneles. Con 
esta instalación el generador sería de 48V y con una Isc total de 29 x 5 = 
44,25A. Potencia Nominal o a máxima potencia de 330 x 10 = 3.330w. 
Intensidad a máxima potencia total 8,85 x 5 = 44,25A . OJO no siempre 
coinciden la Isc y la Imp del panel. Para las cálculos de secciones siempre 
usaremos la Isc. 
- Las distancias en las diferentes partes en las que dividiremos la instalación 
son: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
82 
 
- La instalación de los receptores, en el cálculo de la previsión de potencia, 
tenemos una potencia prevista de 3.504w pero sobredimensionada para el 
inversor multiplicando por 1,25 nos sale de 4.380w y una Energía o 
Consumo previsto de 6.960wh/día (para el cálculo de secciones este último 
dato no nos será necesario). Pondremos un inversor de 5.000w. 
 
- Vamos a utilizar en toda la instalación cable tipo PV ZZ-F, de cobre, 
unipolares, con aislamiento de PVC, fabricado especialmente para 
instalaciones fotovoltaicas y que cumple con todas las normativas exigidas. 
Aqui puedes ver todas las características de este tipo de cable. Cable PV ZZ-
F. el color de los cables en la parte de corriente continua será rojo para el 
positivo y negro para el negativo. 
 
 
 
 La instalación de los receptores, en el cálculo de la previsión de potencia, 
tenemos una potencia prevista de 3.504w pero sobredimensionada para el 
inversor multiplicando por 1,25 nos sale de 4.380w y una Energía o 
Consumo previsto de 6.960wh/día (para el cálculo de secciones este último 
dato no nos será necesario). Pondremos un inversor de 5. 
 
 
 
 
 
 
83 
 
PROYECTAR INSTALACION GENERADORA PARA 
UN DOMICILIO. 
• TABLA POTENCIA INSTALADA RESIDENCIAL 
• REALIZAR PLANO DE TABLERO DE CONEXIÓN RED/AUXILIAR 
• REALIZAR PROYECTO ESTACION GENERADORA FOTOVOLTAICA. 
• Ver plano adjunto 1 
 EXAMEN Se realizará evaluación teórica, práctica. Se evalúa la evolución 
del grupo y de los alumnos a los efectos de poder reforzar la enseñanza 
aprendizaje. 
CALCULAR A PARTIR DE LA POTENCIA A INSTALAR (del plano 1) * 
1- PANELES 
 2-REGULADOR/ CONVERSOR 
3- BATERIAS 
4-EXPLICA BREVEMENTE PORQUE HAS ELEGIDO EL TIPO DE PANEL, 
CONVERSOR Y BATERIAS. 
 
PRÁCTICA: 
REALIZAR CONEXIÓN DE ACUERDO AL PROYECTO. 
VERIFICAR CONEXIONES DE PANELES, CONTROLAR CONEXIÓN DE 
INVERSOR Y BATERIAS 
TOMAR MEDIDAS DE TENCION Y CORRIENTE A LA SALIDA DE PANELES (CC), 
SALIDA DEL INVERSOR (CA) Y BATERIAS (CC). 
MONTAJE DE PANELES SOBRE SU EXTRUCTURA, DAR ORIENTACION SEGÚN 
LATITUD Y LONGITUD E INCLINACION. (VER TABLA PARA LA REGION). 
, VERIFICANDO LOS GUARISMO DE GENERACION Y CONSUMO. 
 
 
 
 
84 
 
GENERADORES EOLICOS: 
 INTRODUCCION 
. La energía del viento hace mover las paletas de los generadores. Debido a 
la forma que tienen las paletas (mismo concepto del ala de un avión), se 
genera una diferencia de presiones que produce la fuerza necesaria para 
desencadenar el movimiento rotatorio en el eje principal del generador 
eólico (ver esquema a continuación). 
El eje principal se acopla a una multiplicadora (que es un juego de 
engranajes) para que la rotación del eje a la salida de la multiplicadora sea 
apta para la generación eléctrica en el generador. 
En el generador es donde se produce la electricidad, y su principio de 
funcionamiento es básicamente el de un motor eléctrico conectado de 
manera inversa. Si a un motor eléctrico se le entrega electricidad, este 
entregará energía de rotación. Si a un generador se le entrega energía de 
rotación, este entrega energía eléctrica. 
 Esta energía eléctrica va a un transformador, el cual convierte la energía 
eléctrica para transportar la energía por los cables de la manera más 
eficiente posible. 
Este uso de la anergia eólica, para transformarla en electricidad debe 
contemplar la zona geográfica donde se planea instalarla. 
La construcción de graficas eólica y determinación de aptitud para este 
recurso natural renovables (vistros superiores a los 24km7h), debe ser 
tenidos en cuenta antes de realizar cualquier inversión. 
La relación de costos del generador y su instalación de tener como 
fundamento su amortización en tiempo real. 
 
 
 
 
85 
 
Veamos en más detalle esquema de sus componentes: 
 
Sistema hidráulico para la rotación de las paletas: 
 este sistema se encuentra en los generadores eólicos más modernos. Es 
un sistema que hace girar las paletas en su propio eje en función de la 
velocidad del viento. Este sistema aumenta notablemente la eficiencia del 
generador eólico. 
Rodamientoprincipal: 
Este gran rodamiento es el punto de apoyo para el eje principal. Se trata de 
un punto esencial para el buen funcionamiento en rendimiento y 
seguridad. 
Multiplicadora: 
 Adentro se encuentra un juego de engranajes para hacer que el 
movimiento rotatorio del eje principal, se multiplique a una velocidad de 
giro mayor, más cercana a la velocidad de giro de sincronización del 
generador. Se necesita llegar a esta velocidad de sincronización para que el 
generador produzca la energía eléctrica con la frecuencia adecuada para la 
red eléctrica. La multiplicadora ayuda en parte a que los generadores sean 
más silenciosos. En parte porque las multiplicadoras son las que generan 
una buena parte del ruido molesto de los generadores, pero con este 
sistema se logra que las paletas de los molinos giren a una velocidad 
mucho menor generando así mucho menor ruido entre paleta y el aire y 
además aumenta notablemente la durabilidad y seguridad de las paletas. 
http://cdn4.sustentator.com/blog-es/files/2010/02/untitled2.png
 
 
 
86 
 
Motores para rotación de la torre: 
Los molinos cuentan con un sistema de giro de la torre para que el viento 
llegue al molino lo más de frente posible. Los sensores meteorológicos 
registran de donde viene el viento y les mandan la señal a los motores 
eléctricos para mover al lugar indicado. 
Freno: 
El generador eólico es frenado cuando se detectan vientos muy fuertes que 
comprometen la seguridad. También es aplicado en las paradas de 
emergencia o en paradas de mantenimiento. 
Sistema de enfriamiento: 
El constante movimiento de rotación y a velocidades del rango de los 
1500rpm, se genera energía calórica debido a la fricción entre los 
engranajes. La temperatura del aceite debe ser controlada con este 
sistema de enfriamiento para acondicionar la temperatura a la 
temperatura de funcionamiento de la multiplicadora. 
Generador: 
Convierte la energía de rotación en energía eléctrica. Cuenta con un 
sistema de control para conectar y desconectar de la red eléctrica. 
Instrumentos meteorológicos: 
Estos sensores miden la velocidad, la aceleración y la dirección del viento. 
Toda esta información va a un sistema que controla la rotación de las 
paletas, de la torre, el acople del generador con la red, las paradas de 
emergencia, entre otras funciones. 
 
 
 
 
87 
 
ESQUEMA DE LOS GENERADORES EOLICO Y FOTOVOLTAICO (HIBRIDO) 
 
GENERADOR DE 3 PALAS DE 3,5K (eje horizontal) 
 
 
ALAVES DE TURVINA, DE GENERADOR DE EJE VERTICAL 3.2KW 
 
LOS AEROCARGADORES SON INDICADOS PARA ZONAS RURALES, SON UN 
COMPLEMENTO IDEAL PARA ESTAS ZONAS YA QUE PUEDEN GENERAR DE 
NOCHE y APROVECHANDO LOS VIENTOS DE DIAS DE TORMENTAS QUE 
IMPIDEN QUE LOS PANELES GENEREN CONVENIENTEMENTE. 
POR SU COSTO DE COMPRA E INSTALACION, ES NECESARIO EVALUAR MUY 
BIEN PROYECTO CUANDO NO ESTAN UNIDOS A LA RED. 
ADEMAS, LOS MAS ECONOMICOS QUE SON LOS DE PALAS, ESTAS SON DE 
LONGITUDES CONSIDERABLES Y NECESITAN UN BUEN ESPACIO POR LO 
 
 
 
88 
 
QUE GENERALMENTE DEBEN SER COLOCADO A VARIOS MTS DE ALTURA, 
AGREGANDO COSTOS QUE DEBEN SER EVALUADOS CUIDADOSAMENTE. 
LAS TURBINAS, MAS REDUCIDAS EN TAMAÑO Y MAS SILENCIOSAS AL 
GIRAR, SON UN BUEN COMPLEMENTO, PERO NECESITAN DE VIENTO 
PROPORCIONALMENTE MAS FUERTES PARA RENDIR CONVENIENTEMENTE. 
LA CONEXION AL SISTEMA, DE LOS AEROCARGADORES ES DIRECTA COMO 
SE VE EN EL CROQUIS YA QUE ESTAS MAQUINAS SON ARMADAS CON EL 
EQUIPO DE REGULACION Y DEMAS ACCESORIOS A SABIENDAS QUE SU 
POTENCIA DE GENERACION. 
PARA VIENTOS MUY FUERTE, UN SISTEMA DE EMBRAGUE CENTRIFUGO 
DESACOPLAS HELICES EVITANDO ASI SOBRECARGAS EN LA RED. TAMBIIEN 
POSEE UN SISTEMA DE FRENADO PARA CUIDAR LAS PALAS DEL 
AEROGENERADOR 
 EXAMEN Se realizará evaluación teórica, práctica. Se evalúa la evolución 
del grupo y de los alumnos a los efectos de poder reforzar la enseñanza 
aprendizaje. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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