Módulo 4 · Diseño y dimensionamiento fotovoltaico
Cómo elegir inversores y baterías
Elegir correctamente el inversor y la batería es una de las decisiones más importantes del diseño fotovoltaico. Ambos equipos deben ser compatibles con los paneles, la red eléctrica, el consumo del cliente, la posible acumulación y las necesidades futuras de la instalación.
Idea principal de la lección
El inversor es el corazón eléctrico de una instalación fotovoltaica. Convierte la corriente continua de los paneles en corriente alterna utilizable, gestiona los MPPT, sincroniza con la red y, si es híbrido, puede controlar baterías.
La batería, por su parte, permite almacenar energía solar para usarla más tarde. Pero no todas las instalaciones necesitan batería, y no todas las baterías son compatibles con todos los inversores.
Paneles → inversor compatible → red/consumos → batería compatible si tiene sentido energético
Una buena elección no se basa solo en potencia o precio, sino en compatibilidad, seguridad, consumo real, ampliaciones futuras y objetivo del cliente.
Qué debe hacer un buen inversor
El inversor debe transformar la energía de los paneles en una energía segura, estable y compatible con la instalación eléctrica. También debe protegerse ante fallos y comunicarse con otros equipos.
Funciones eléctricas
- Convertir DC en AC.
- Sincronizarse con la red.
- Seguir el punto MPPT.
- Controlar tensión y corriente.
- Desconectarse ante fallos.
- Limitar potencia si procede.
- Gestionar vertido cero si aplica.
Funciones de gestión
- Monitorizar producción.
- Comunicar datos a la app.
- Leer medidor energético.
- Gestionar batería si es híbrido.
- Registrar alarmas.
- Actualizar firmware.
- Permitir configuración técnica.
Tipos de inversores según la instalación
El primer paso es elegir el tipo de inversor adecuado al proyecto. No se usa el mismo equipo en una instalación conectada a red sin batería que en una instalación híbrida o aislada.
Inversor de red
- Para autoconsumo sin batería.
- Convierte energía solar a AC.
- Se sincroniza con la red.
- Puede usar medidor energético.
- Puede controlar excedentes.
- No suele dar backup.
Inversor híbrido
- Para paneles y batería.
- Gestiona carga y descarga.
- Puede trabajar con backup si lo permite.
- Necesita batería compatible.
- Útil si se prevé acumulación.
- Más flexible a futuro.
Inversor monofásico o trifásico
El inversor debe adaptarse al tipo de suministro eléctrico del cliente. Una vivienda monofásica normalmente requiere un inversor monofásico. Una instalación trifásica puede requerir un inversor trifásico, especialmente en potencias más altas.
Monofásico
- Salida fase y neutro.
- Habitual en viviendas pequeñas.
- Normalmente 230 V.
- Protecciones bipolares.
- Medidor monofásico.
- Diseño más sencillo.
Trifásico
- Salida L1, L2, L3 y neutro.
- Habitual en empresas o viviendas grandes.
- Permite repartir potencia.
- Protecciones tetrapolares.
- Medidor trifásico.
- Requiere controlar fases.
Potencia del inversor
La potencia del inversor debe relacionarse con la potencia de paneles, el tipo de red y el consumo del cliente. No siempre debe ser exactamente igual a la potencia pico fotovoltaica instalada.
En muchos diseños, la potencia de paneles puede ser algo superior a la potencia nominal del inversor, siempre dentro de los límites del fabricante. Esto ayuda a mejorar producción en horas de baja irradiación.
Potencia de paneles, potencia del inversor y consumo deben estar equilibrados.
Revisar
- Potencia nominal AC.
- Potencia FV máxima admitida.
- Sobredimensionamiento permitido.
- Corriente máxima de salida.
- Limitación de vertido si aplica.
- Potencia contratada del cliente.
Evitar
- Elegir solo por precio.
- Ignorar límites DC.
- Provocar clipping excesivo.
- Instalar más inversor del necesario.
- No prever ampliaciones.
- No comprobar monofásico/trifásico.
Compatibilidad DC con los paneles
Uno de los errores más importantes al elegir un inversor es no comprobar si los strings de paneles trabajan dentro de los límites eléctricos del equipo.
Los paneles deben encajar en tensión, corriente, potencia y rango MPPT del inversor.
Datos del panel
- Voc.
- Vmp.
- Isc.
- Imp.
- Potencia máxima.
- Coeficiente de temperatura.
- Número de paneles por string.
Datos del inversor
- Tensión máxima DC.
- Rango MPPT.
- Tensión de arranque.
- Corriente máxima por MPPT.
- Corriente de cortocircuito máxima.
- Número de entradas.
- Potencia FV máxima.
Número de MPPT
Los MPPT permiten que el inversor busque el punto de máxima potencia de los paneles. Cuando hay orientaciones, inclinaciones o sombras diferentes, tener varios MPPT puede ser muy importante.
Un MPPT puede bastar si
- Todos los paneles tienen misma orientación.
- Tienen la misma inclinación.
- No hay sombras diferenciadas.
- El string es homogéneo.
- La instalación es sencilla.
Varios MPPT interesan si
- Hay orientación este y oeste.
- Hay distintos faldones.
- Hay sombras en una zona.
- Hay inclinaciones diferentes.
- Se quieren strings independientes.
No conviene mezclar en el mismo MPPT paneles con condiciones solares muy distintas.
Inversor híbrido: cuándo elegirlo
Un inversor híbrido puede gestionar paneles y baterías desde el mismo equipo. Es una buena opción cuando el cliente quiere batería desde el inicio o quiere dejar preparada la instalación para acumulación futura.
Aun así, no siempre es obligatorio elegir híbrido. Si el cliente no tiene interés en batería y busca una instalación sencilla, un inversor de red puede ser suficiente.
Elegir híbrido si
- Se instala batería.
- Se prevé batería futura.
- Hay consumo nocturno alto.
- Se busca backup.
- Se quieren gestionar excedentes.
- El presupuesto lo permite.
Puede no hacer falta si
- No habrá batería.
- El consumo es principalmente diurno.
- Se busca mínima inversión.
- La instalación es simple.
- No se necesita respaldo.
- Se aceptan excedentes a red.
Backup y salida EPS
No todos los inversores híbridos alimentan la vivienda durante un corte de red. Para eso necesitan una función específica de respaldo, normalmente llamada backup, EPS o salida de emergencia.
Además, debe diseñarse un cuadro de cargas críticas y comprobar la potencia máxima disponible en modo backup.
Batería + inversor híbrido no siempre significa casa funcionando en apagón.
Comprobar
- Si tiene salida backup.
- Potencia máxima en backup.
- Tiempo de conmutación.
- Si admite trifásico en backup.
- Compatibilidad con batería.
- Protecciones necesarias.
Cargas críticas típicas
- Frigorífico.
- Iluminación básica.
- Router.
- Pequeños enchufes.
- Caldera o control.
- No grandes consumos sin cálculo.
Criterios para elegir una batería
La batería debe elegirse según la energía que se quiere almacenar, la potencia que debe entregar, los excedentes solares disponibles, la compatibilidad con el inversor y el objetivo del cliente.
Datos energéticos
- Capacidad nominal.
- Capacidad útil.
- Profundidad de descarga.
- Consumo nocturno.
- Excedentes disponibles.
- Ciclos de vida.
- Rendimiento carga-descarga.
Datos eléctricos
- Tensión de trabajo.
- Potencia de carga.
- Potencia de descarga.
- Corriente máxima.
- Comunicación BMS.
- Protecciones.
- Compatibilidad certificada.
Capacidad útil de batería
La capacidad nominal indica el tamaño teórico de la batería, pero la capacidad útil indica la energía que realmente se puede aprovechar dentro de los límites recomendados.
Capacidad útil = capacidad nominal × profundidad de descarga aprovechable
Por ejemplo, una batería de 10 kWh con un 90% de uso útil permitiría aprovechar unos 9 kWh en condiciones normales.
Usar para dimensionar
- Consumo nocturno.
- Energía sobrante diaria.
- Objetivo de autonomía.
- Cargas críticas.
- Margen de seguridad.
No olvidar
- No toda la capacidad es usable.
- Hay pérdidas de conversión.
- La capacidad baja con el tiempo.
- Temperatura afecta rendimiento.
- El BMS puede limitar uso.
Potencia de descarga de batería
Una batería no se define solo por cuántos kWh almacena. También importa cuántos kW puede entregar en un momento. Esto condiciona qué cargas puede alimentar simultáneamente.
kWh = energía almacenada · kW = potencia instantánea que puede entregar
Importa para
- Modo backup.
- Picos de consumo.
- Arranque de motores.
- Climatización.
- Cocina eléctrica.
- Cargas simultáneas.
Error típico
Pensar que una batería grande puede alimentar cualquier consumo. Puede tener mucha energía almacenada, pero estar limitada en potencia de descarga.
Compatibilidad inversor-batería
La compatibilidad entre inversor y batería es obligatoria. No basta con que coincidan los cables o la tensión aproximada. El inversor y la batería deben poder comunicarse correctamente y estar aprobados por el fabricante.
Inversor + batería + BMS deben hablar el mismo “idioma” técnico.
Comprobar
- Lista oficial de compatibilidad.
- Tensión de batería.
- Comunicación CAN o RS485.
- Firmware requerido.
- Potencia de carga permitida.
- Potencia de descarga permitida.
- Esquema de conexión.
Evitar
- Combinar marcas sin validar.
- Ignorar el BMS.
- Conectar por intuición.
- Usar baterías no soportadas.
- No actualizar firmware.
- No configurar parámetros.
- No revisar manuales.
Baterías de baja tensión y alta tensión
Las baterías solares pueden ser de baja tensión o alta tensión. La elección depende del inversor, la potencia, el tipo de instalación y el sistema del fabricante.
Baja tensión
- Habitual en sistemas 48 V.
- Mayor corriente para misma potencia.
- Cables de mayor sección.
- Muy usada en aislada.
- Arquitectura conocida.
- Requiere cuidado con intensidades.
Alta tensión
- Habitual en híbridos modernos.
- Menor corriente para misma potencia.
- Cables más contenidos.
- Mayor exigencia de seguridad.
- Necesita compatibilidad estricta.
- Frecuente en sistemas modulares.
Cuándo elegir batería y cuándo no
La batería tiene sentido cuando existe energía solar sobrante que puede almacenarse y consumo posterior que puede aprovecharla. Si no hay excedentes suficientes, la batería puede estar infrautilizada.
Tiene sentido si
- Hay excedentes solares frecuentes.
- Hay consumo nocturno importante.
- El cliente busca independencia.
- Se necesita backup.
- Hay tarifas con horas caras.
- El presupuesto lo permite.
Puede no compensar si
- Apenas hay excedentes.
- El consumo es diurno.
- El sistema FV es pequeño.
- El cliente busca retorno rápido.
- No hay espacio adecuado.
- El coste es demasiado alto.
Ejemplo básico de elección de batería
Supongamos una vivienda que genera excedentes durante el día y consume unos 6 kWh por la tarde-noche. Una batería útil de unos 5 a 7 kWh podría tener sentido como primera aproximación.
Consumo nocturno aproximado: 6 kWh → batería útil aproximada: 5-7 kWh
Pero antes de elegirla definitivamente, hay que comprobar si la instalación solar genera suficientes excedentes para cargarla y si la potencia de descarga cubre los consumos previstos.
Si hay excedentes
- La batería se cargará con solar.
- Se reducirá compra nocturna.
- Puede mejorar autoconsumo.
- Puede tener sentido económico.
Si no hay excedentes
- La batería no se llenará.
- Será cara para el uso real.
- Puede no aportar ahorro.
- Conviene ampliar FV o descartarla.
Ampliaciones futuras
Al elegir inversor y batería conviene pensar en el futuro. Es posible que el cliente quiera añadir más paneles, instalar batería, cargar un vehículo eléctrico o aumentar consumo por aerotermia.
Un equipo barato hoy puede limitar una ampliación mañana.
Prever en inversor
- Potencia FV máxima.
- MPPT libres.
- Compatibilidad con batería.
- Monitorización.
- Control de excedentes.
- Capacidad de backup.
Prever en batería
- Modularidad.
- Capacidad ampliable.
- Espacio físico.
- Límites de módulos en paralelo/serie.
- Compatibilidad futura.
- Garantía de ampliación.
Marca, garantía y soporte técnico
El inversor y la batería son equipos electrónicos complejos. La garantía, el soporte técnico, la disponibilidad de repuestos y la calidad de la monitorización son factores muy importantes.
Revisar en fabricante
- Años de garantía.
- Condiciones reales.
- Servicio técnico.
- Stock de repuestos.
- Actualizaciones.
- Documentación técnica.
- Plataforma de monitorización.
Evitar
- Equipos sin soporte claro.
- Manuales incompletos.
- Compatibilidades dudosas.
- Apps poco fiables.
- Garantías difíciles de tramitar.
- Marcas sin presencia local.
- Falta de certificaciones.
Checklist para elegir inversor
Checklist para elegir batería
Errores habituales al elegir inversores y baterías
- Elegir inversor solo por potencia nominal.
- No comprobar tensión máxima DC.
- No calcular tensión de string en frío.
- Ignorar corriente máxima por MPPT.
- Mezclar orientaciones diferentes en un único MPPT sin análisis.
- Elegir inversor de red cuando el cliente quiere batería futura.
- Elegir híbrido sin comprobar baterías compatibles.
- Creer que híbrido siempre significa backup.
- Instalar batería sin excedentes solares suficientes.
- Confundir capacidad nominal con capacidad útil.
- No revisar potencia de descarga de la batería.
- No comprobar comunicación BMS-inversor.
- No considerar ubicación y temperatura de la batería.
- Ignorar garantías, soporte y repuestos.
- No prever ampliaciones futuras.
Un inversor o una batería mal elegidos pueden limitar toda la instalación durante años.
Resumen de la lección
El inversor debe elegirse según tipo de instalación, potencia, red monofásica o trifásica, compatibilidad DC con paneles, número de MPPT, monitorización, protecciones y posibles ampliaciones.
La batería debe elegirse según capacidad útil, potencia de carga y descarga, compatibilidad con inversor, BMS, excedentes disponibles, consumo nocturno, ubicación, garantía y necesidad real del cliente.
Un inversor híbrido es recomendable si se instala batería o se prevé acumulación futura, pero no siempre es necesario en instalaciones simples sin batería.
La mejor elección no es el equipo más grande ni el más barato, sino el que encaja correctamente con los paneles, el consumo, la red, la batería y los objetivos del proyecto.