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La mayoría de las baterías industriales de ciclo profundo son de 12 V, por lo que, suponiendo que una batería pueda almacenar la energía necesaria, es más barato tener una sola batería que duplicar la de 24 V; es prácticamente imposible conseguir una batería de 24 V.
Los paneles solares de CC suelen estar disponibles como paneles de 12 V, por lo que, de nuevo, suponiendo que un panel pueda generar suficiente energía, sólo hay que comprar un panel. Esto no quiere decir que no haya paneles de 24V, los hay, pero sólo están disponibles en un número limitado de potencias.
Supongamos que quiero instalar 400W de PV, como 4 módulos solares de 100W, en un sistema de 12V necesitaría un controlador MPPT de 30A que cuesta alrededor de £150 +IVA. Tan pronto como se cambia a 24V, la misma cantidad de PV se puede ejecutar a través de un controlador MPPT 15A a la mitad del precio.
Al duplicar el voltaje, se reduce a la mitad el tamaño del cable necesario. Si se mantiene el tamaño del cable, también se reduce el coste. En los tramos de cable más largos, las pérdidas entran en juego, por lo que se aumenta el tamaño del cable para reducir las pérdidas a un nivel aceptable.
Para 200 W de energía fotovoltaica, un tramo de cable de 5 m requiere 2,5 mm2 con pérdidas del 3%. Un tramo más largo de 10 m con un cable de 2,5 mm2 produce una pérdida del 7-10%, por lo que se aumenta el tamaño del cable a 4 mm2 para reducir las pérdidas al 3%. En comparación, podemos utilizar un cable de 2,5 mm2 para un recorrido de 10 m en un sistema de 24 V.
Banco de baterías de 12v vs 48v
Esta sección profundizará en las conexiones en serie, en paralelo y en serie-paralelo. El propósito de esta sección es explicar por qué se utilizan ciertas conexiones, cómo configurar la conexión deseada, así como repasar cuál es la conexión más beneficiosa para utilizar en base a su situación.
Las conexiones estrictamente paralelas se utilizan sobre todo en sistemas más pequeños y básicos, y normalmente con controladores PWM, aunque son excepciones. Conectando sus paneles en paralelo aumentará los amperios y mantendrá el mismo voltaje. Esto se utiliza a menudo en los sistemas de 12V con múltiples paneles como el cableado de los paneles de 12V en paralelo le permite mantener su capacidad de carga de 12V.
La desventaja de los sistemas en paralelo es que el alto amperaje es difícil de transportar a largas distancias sin usar cables muy gruesos. Los sistemas de hasta 1.000 vatios pueden acabar produciendo más de 50 amperios, lo que es muy difícil de transferir, especialmente en los sistemas en los que los paneles están a más de 3 metros de su controlador, en cuyo caso tendría que utilizar cables de 4 AWG o más gruesos, lo que puede resultar caro a largo plazo. Además, los sistemas en paralelo requieren equipos adicionales, como conectores de derivación o cajas combinadoras.
Panel solar de 12v
Utilizados principalmente para fines residenciales y comerciales, los sistemas de energía solar en los tejados son la forma perfecta de reducir la factura eléctrica. El panel monocristalino de 320W también es ideal para sistemas grandes fuera de la red, y se puede utilizar en matrices solares de varios paneles para cabañas y cobertizos.
Los paneles de 36, 60 y 72 células son el número estándar de células por panel. Hay que tener cuidado al comprar paneles con menos de 36 células en serie, ya que puede que no tengan suficiente voltaje superior para hacer funcionar un controlador MPPT para una configuración de batería de 12v. En el caso de los monoceldas, esta ha sido una tendencia de los fabricantes de paneles para reducir los costes. Un panel de 32 células no funcionará un controlador MPPT de forma fiable para la batería de 12v, especialmente cuando se calientan en el sol.
En cuanto a cuántos en serie son demasiados, eso depende de la tensión máxima de entrada del controlador MPPT. El que has mostrado es un panel de 60 celdas. El voltaje será de unos 37,5v a 25 grados C. Debería estar bien para casi cualquier controlador MPPT a una batería de 12v. Cada célula tiene un cambio de temperatura de alrededor de -2,1 mV por cada grado C. (mayor temperatura significa menor voltaje) Para el controlador MPPT máximo voltaje de entrada hay que tener cuidado en el clima frío el Voc estará en su valor más alto.
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Hasta una demanda máxima de 3kW, un inversor de 24 voltios de calidad estaría bien. La regla general es que la demanda máxima de corriente del inversor no debe ser superior a 120-140 amperios. Si la demanda es superior a los 3 kW, se debe optar por un sistema de 48 voltios. 150 amperios es el límite para un cableado, conmutación, disyuntores y fusibles rentables.
Cuanto mayor sea la corriente (medida en amperios), más grandes deben ser los componentes. Las corrientes elevadas requieren cables de gran diámetro y fusibles, y ambos son caros. Si se duplica la tensión, se obtiene el doble de potencia (vatios) con la misma corriente.
Tratar con corrientes de más de 100A es costoso (y por tanto ineficiente) y potencialmente peligroso. Una perspectiva: un cable de extensión doméstico estándar tiene una corriente máxima de 10A. 100A probablemente lo fundirían y podrían provocar un incendio.
Los 12 voltios solían ser un estándar para los sistemas de energía solar de muy bajo voltaje. Hoy en día, la mayoría de los sistemas son de 24V o 48V e incluyen un inversor de 230V AC. Esto significa que el cableado de la casa no tiene que ser diferente al de cualquier otro hogar conectado a la red y el coste del cableado se reduce considerablemente.