¿Cómo elegir un inversor según el número de strings?

Al diseñar una instalación fotovoltaica, elegir el inversor adecuado es tan importante como seleccionar correctamente los paneles solares. No solo hay que fijarse en la potencia del equipo: también es necesario comprobar cómo se conectarán los módulos y cuántos strings tendrá la instalación.

Un string es un conjunto de paneles solares conectados en serie. La cantidad de strings, su tensión y su corriente influyen directamente en la selección del inversor y en la forma de configurar la instalación.

Por eso, antes de comprar un inversor conviene conocer cuántos strings se necesitan, cómo estarán distribuidos los paneles y qué características eléctricas tendrá cada agrupación.

¿Qué es un string en una instalación fotovoltaica?

Un string es una cadena de paneles solares conectados eléctricamente en serie.

Cuando los módulos se conectan de esta manera, sus tensiones se suman mientras la corriente del conjunto se mantiene aproximadamente en el mismo nivel que la de un módulo, siempre considerando las condiciones reales de funcionamiento.

Por ejemplo, si conectamos 10 paneles de una determinada tensión en serie, la tensión del string será aproximadamente la suma de las tensiones de los 10 módulos.

Los strings permiten organizar los paneles y conectarlos a las entradas MPPT del inversor.

¿Por qué es importante el número de strings?

El número de strings determina, entre otras cosas:

• Cuántas entradas del inversor se necesitarán.
• Cómo se distribuirán los paneles.
• Cuánta corriente llegará a cada entrada.
• Qué tensión tendrá cada cadena.
• Cómo se gestionarán diferentes orientaciones.
• Cómo se repartirán los módulos entre los MPPT.

Por eso, no se debe elegir primero el inversor y después intentar adaptar los strings.

Lo recomendable es hacer el proceso al revés: analizar la configuración de los paneles y seleccionar después un inversor compatible.

¿Cuántos paneles puede tener un string?

No existe un número universal.

La cantidad de paneles que puede incluir un string depende principalmente de:

• Tensión en circuito abierto (Voc).
• Tensión de máxima potencia (Vmp).
• Coeficiente de temperatura.
• Temperatura mínima del lugar.
• Rango MPPT del inversor.
• Tensión máxima de entrada del inversor.

El cálculo debe realizarse considerando tanto las condiciones normales de funcionamiento como las situaciones de temperatura más desfavorables.

¿Qué es un MPPT?

MPPT significa Maximum Power Point Tracking, o seguimiento del punto de máxima potencia.

Es el sistema del inversor que busca continuamente el punto de funcionamiento en el que los paneles pueden entregar la mayor potencia posible bajo las condiciones existentes.

Un inversor puede incorporar uno o varios MPPT.

Cada MPPT permite gestionar una determinada configuración de strings, dependiendo de las características concretas del equipo.

¿Es lo mismo un MPPT que una entrada de string?

No necesariamente.

Esta diferencia es importante.

Un inversor puede tener, por ejemplo, dos MPPT y cuatro entradas para strings.

En ese caso, puede ser posible conectar dos strings en paralelo a un mismo MPPT, siempre que las características eléctricas del inversor permitan esa configuración.

Por eso, al revisar la ficha técnica hay que comprobar por separado:

• Número de MPPT.
• Número de entradas por MPPT.
• Corriente máxima por entrada.
• Corriente máxima del MPPT.
• Rango de tensión MPPT.

¿Qué ocurre cuando se conectan dos strings en paralelo?

Cuando dos strings se conectan en paralelo, la tensión permanece aproximadamente igual, mientras que las corrientes se suman.

Esto permite conectar varios strings a una misma entrada o MPPT cuando el inversor está diseñado para soportarlo.

Sin embargo, no se pueden conectar strings en paralelo de forma indiscriminada.

Las cadenas deben cumplir las condiciones eléctricas necesarias y tener una configuración compatible.

¿Cómo saber cuántos MPPT necesitas?

Una de las principales reglas de diseño es considerar cuántas condiciones de funcionamiento diferentes tendrá la instalación.

Por ejemplo, si todos los paneles:

• Tienen la misma orientación.
• Tienen la misma inclinación.
• Reciben condiciones de irradiación similares.

Puede ser posible agruparlos de una manera relativamente sencilla.

Pero si existen diferentes orientaciones o sombras parciales, puede ser conveniente distribuir los strings entre diferentes MPPT.

¿Por qué son importantes las diferentes orientaciones?

Imaginemos una vivienda con paneles instalados en dos tejados:

• Parte de los paneles orientados al este.
• Parte orientados al oeste.

Los dos grupos recibirán radiación solar de forma diferente a lo largo del día.

Si se conectan directamente al mismo MPPT sin tener en cuenta esta diferencia, el seguimiento del punto de máxima potencia puede no ser el más adecuado para ambos grupos.

Por eso, una configuración habitual es utilizar MPPT independientes para gestionar grupos de paneles con diferentes condiciones de funcionamiento.

¿Qué ocurre con una instalación orientada al sur?

Si todos los módulos tienen la misma orientación e inclinación y las condiciones de sombreado son similares, la configuración puede ser más sencilla.

En estos casos, varios strings pueden compartir un MPPT cuando se cumplen las condiciones de tensión y corriente especificadas por el fabricante.

Aun así, el diseño debe comprobarse con los parámetros eléctricos reales de los paneles y del inversor.

¿Qué pasa si tienes paneles orientados al este y oeste?

Esta configuración es bastante habitual en instalaciones de autoconsumo.

Los paneles orientados al este producen más durante las primeras horas del día, mientras que los orientados al oeste pueden generar más durante la tarde.

En este tipo de instalaciones suele ser interesante utilizar diferentes MPPT para gestionar cada orientación de forma independiente.

Esto permite que el inversor adapte el punto de funcionamiento de cada grupo de paneles a sus condiciones de producción.

¿Qué pasa si tienes sombras en algunos paneles?

Las sombras pueden afectar significativamente al funcionamiento de un string.

Cuando varios módulos están conectados en serie, una condición de sombreado en uno de ellos puede afectar al comportamiento de toda la cadena.

Por eso, si una parte de los paneles está afectada por sombras y otra no, puede ser recomendable estudiar una distribución específica de los strings y los MPPT.

En instalaciones con sombras complejas también pueden valorarse otras tecnologías, como optimizadores o microinversores, dependiendo del proyecto.

¿Qué ocurre si mezclas paneles con diferente orientación en un mismo string?

No es una configuración recomendable en condiciones normales.

Los paneles conectados en serie deberían tener condiciones de funcionamiento compatibles.

Mezclar módulos con orientaciones diferentes dentro del mismo string puede hacer que trabajen en condiciones eléctricas poco adecuadas y dificultar el seguimiento del punto de máxima potencia.

Cuando existen diferentes orientaciones, suele ser preferible utilizar MPPT independientes.

¿Se pueden mezclar paneles de diferentes potencias?

Técnicamente puede haber configuraciones donde sea posible, pero no debe hacerse sin comprobar previamente las características eléctricas.

Los módulos de un mismo string deben ser compatibles en términos de:

• Corriente.
• Tensión.
• Características eléctricas.
• Tecnología.
• Condiciones de funcionamiento.

Mezclar paneles muy diferentes puede provocar pérdidas de rendimiento y complicar el diseño.

¿Qué parámetros del panel debes revisar?

Para dimensionar los strings hay varios datos especialmente importantes en la ficha técnica del panel.

Entre ellos:

Voc: tensión de circuito abierto.

Vmp: tensión en el punto de máxima potencia.

Isc: corriente de cortocircuito.

Imp: corriente en el punto de máxima potencia.

Coeficiente de temperatura: indica cómo varían determinados parámetros eléctricos con la temperatura.

Estos datos deben compararse con las especificaciones de entrada del inversor.

¿Por qué es importante el Voc?

El Voc es especialmente importante para comprobar que la tensión máxima del string no supera la tensión máxima permitida por el inversor.

Además, el Voc aumenta cuando disminuye la temperatura.

Por eso, el cálculo no debe hacerse utilizando únicamente el valor nominal del panel a condiciones estándar.

Hay que considerar la temperatura mínima que puede alcanzar el emplazamiento.

¿Por qué es importante el Vmp?

El Vmp permite comprobar si la tensión de funcionamiento del string se encuentra dentro del rango MPPT del inversor.

El inversor necesita trabajar dentro de un determinado intervalo de tensión para realizar correctamente el seguimiento del punto de máxima potencia.

Por eso, tanto el número mínimo como el máximo de paneles por string están condicionados por este parámetro.

¿Qué pasa si un string tiene demasiados paneles?

Si se conectan demasiados módulos en serie, la tensión del string puede superar la tensión máxima permitida por el inversor.

Esto puede generar una situación de riesgo para el equipo.

Por ello, nunca debe superarse la tensión máxima de entrada especificada por el fabricante.

El cálculo debe realizarse considerando también las condiciones de baja temperatura, ya que el Voc puede aumentar.

¿Qué pasa si un string tiene muy pocos paneles?

En el extremo contrario, un string demasiado corto puede no alcanzar la tensión mínima necesaria para que el MPPT funcione correctamente.

En ese caso, el inversor puede tener dificultades para trabajar en el punto de máxima potencia durante determinadas condiciones.

Por eso, existe tanto un límite máximo como uno mínimo de módulos por string.

¿Cómo calcular aproximadamente el número de paneles por string?

De forma simplificada, hay que comprobar dos condiciones:

Tensión máxima del string < tensión máxima de entrada del inversor.

Y:

Tensión de funcionamiento del string dentro del rango MPPT.

Pero el cálculo completo debe considerar la variación de tensión con la temperatura.

Por eso, el dimensionamiento definitivo debe hacerse con los valores del módulo, las temperaturas del lugar y las especificaciones exactas del inversor.

¿Cómo influye la temperatura en el diseño?

La temperatura es uno de los factores más importantes.

Cuando la temperatura de las células aumenta, la tensión del módulo normalmente disminuye.

Cuando la temperatura baja, el Voc aumenta.

Esto significa que una configuración que parece correcta utilizando únicamente los valores nominales puede no ser válida en las condiciones de temperatura extrema del emplazamiento.

¿Cómo influye la corriente en el número de strings?

La corriente también debe comprobarse.

Cuando se conectan varios strings en paralelo, sus corrientes se suman.

Por ello, el inversor debe ser capaz de soportar la corriente total que puede llegar a cada MPPT.

Este aspecto es especialmente importante con los paneles solares actuales de alta potencia, que pueden presentar corrientes superiores a las de módulos de generaciones anteriores.

¿Qué pasa con los paneles solares de alta potencia?

Los módulos actuales pueden superar ampliamente los 500 W de potencia.

Esto no significa necesariamente que tengan una tensión mucho mayor.

En muchos casos, el incremento de potencia se consigue principalmente mediante una mayor corriente.

Por eso, al seleccionar un inversor hay que prestar especial atención a su corriente máxima de entrada y corriente máxima por MPPT.

¿Por qué no basta con sumar los vatios?

Porque un inversor no se dimensiona únicamente por potencia.

Dos instalaciones pueden tener la misma potencia fotovoltaica total y necesitar configuraciones de strings diferentes.

Por ejemplo:

Instalación A: 20 paneles en un único grupo.

Instalación B: 10 paneles en una orientación y 10 en otra.

Aunque ambas puedan tener una potencia total similar, la segunda instalación puede necesitar una configuración diferente de MPPT.

¿Qué ocurre si tienes muchos strings?

Una instalación grande puede necesitar un inversor con mayor capacidad de entrada o varios inversores.

A medida que aumenta el número de strings, también aumenta la complejidad del diseño.

Es necesario revisar:

• Número de entradas.
• Número de MPPT.
• Corriente máxima.
• Tensión máxima.
• Distribución de strings.
• Protecciones.
• Cableado.
• Secciones de conductores.

¿Cuándo puede ser necesario utilizar varios inversores?

En instalaciones de gran potencia puede ser más conveniente distribuir los paneles entre varios inversores.

Esto puede facilitar:

• La distribución de los strings.
• La gestión de diferentes orientaciones.
• La adaptación a las características eléctricas.
• La ampliación del sistema.
• El mantenimiento.

La decisión depende de la potencia total y de las características del proyecto.

¿Qué ocurre si tienes más strings que entradas?

No significa necesariamente que la instalación sea imposible.

Puede existir la posibilidad de conectar varios strings en paralelo a un mismo MPPT, siempre que el inversor lo permita y se respeten sus límites de corriente.

Si no es posible, habrá que utilizar otro modelo de inversor, añadir equipos o modificar la configuración de la instalación.

¿Qué pasa si conectas demasiada corriente a un MPPT?

Superar la corriente máxima permitida por el inversor puede provocar un funcionamiento incorrecto y, dependiendo del equipo, activar protecciones o limitar la potencia.

Por eso, nunca debe superarse la corriente máxima indicada por el fabricante.

Este dato es especialmente importante cuando se conectan varios strings en paralelo.

¿Es mejor tener más MPPT?

No necesariamente.

Tener más MPPT puede aportar flexibilidad para gestionar diferentes orientaciones, inclinaciones o condiciones de sombreado.

Pero un mayor número de MPPT también puede aumentar el coste o no aportar ninguna ventaja si todos los paneles tienen condiciones prácticamente idénticas.

El número adecuado depende del diseño.

¿Cuándo interesa un inversor con dos MPPT?

Puede ser interesante cuando existen dos grupos de paneles con condiciones diferentes.

Por ejemplo:

• Este / oeste.
• Dos inclinaciones diferentes.
• Diferentes zonas de cubierta.
• Diferentes niveles de sombreado.

Cada grupo puede conectarse a un MPPT independiente si las condiciones de diseño lo permiten.

¿Cuándo interesa un inversor con tres o más MPPT?

En instalaciones más complejas puede haber varias orientaciones, cubiertas o zonas con diferentes condiciones de irradiación.

En estos casos, disponer de más MPPT permite distribuir mejor los strings.

También puede resultar útil en determinadas instalaciones comerciales o industriales con cubiertas de diferentes orientaciones.

¿Qué pasa con los strings de diferente longitud?

No siempre es recomendable conectar strings de diferente número de paneles al mismo MPPT.

Si las cadenas conectadas en paralelo tienen diferentes tensiones de funcionamiento, pueden producirse condiciones de trabajo poco eficientes.

Por eso, cuando varios strings comparten un MPPT, normalmente deben tener configuraciones compatibles.

¿Qué ocurre con dos strings iguales?

Si dos strings tienen:

• El mismo número de paneles.
• El mismo modelo de módulo.
• La misma orientación.
• La misma inclinación.
• Condiciones de sombreado similares.

Pueden ser candidatos adecuados para trabajar en paralelo sobre un mismo MPPT, siempre que el inversor permita esa configuración y las corrientes estén dentro de los límites.

¿Cómo se distribuyen los strings en un inversor?

La distribución depende del número de MPPT y de las entradas disponibles.

Un ejemplo sencillo sería un inversor con dos MPPT:

MPPT 1: 2 strings orientados al sur.

MPPT 2: 2 strings orientados al oeste.

De esta manera, cada MPPT gestiona un grupo con unas condiciones de funcionamiento diferentes.

¿Qué papel tiene el instalador?

El instalador debe realizar el dimensionamiento eléctrico de los strings y comprobar que la configuración cumple las especificaciones del fabricante.

No se trata simplemente de conectar todos los paneles disponibles hasta llenar las entradas del inversor.

Es necesario comprobar tensiones, corrientes, temperatura, potencia y distribución de los módulos.

¿Qué errores deben evitarse?

Entre los errores más habituales se encuentran:

• Superar la tensión máxima de entrada.
• No comprobar el rango MPPT.
• Ignorar el efecto de la temperatura.
• Superar la corriente máxima del MPPT.
• Mezclar orientaciones sin una planificación adecuada.
• Conectar strings de diferente longitud sin comprobar su compatibilidad.
• No tener en cuenta las sombras.
• Elegir el inversor únicamente por potencia.
• No revisar la ficha técnica del módulo.
• No comprobar las condiciones del fabricante.

¿Cómo elegir correctamente el inversor?

El proceso debería comenzar por el diseño de los paneles.

Primero hay que determinar:

1. Cuántos paneles tendrá la instalación.
2. Cómo estarán distribuidos.
3. Qué orientación e inclinación tendrá cada grupo.
4. Cuántos strings se formarán.
5. Cuántos paneles tendrá cada string.
6. Qué tensión y corriente tendrá cada cadena.
7. Cuántos MPPT serán necesarios.

Después se puede seleccionar un inversor que cumpla todos los requisitos eléctricos.

¿Qué debes revisar en la ficha técnica del inversor?

Antes de comprarlo, revisa como mínimo:

• Potencia nominal.
• Potencia fotovoltaica máxima recomendada.
• Tensión máxima de entrada.
• Rango de tensión MPPT.
• Tensión de arranque.
• Corriente máxima de entrada.
• Corriente máxima por MPPT.
• Número de MPPT.
• Número de entradas.
• Configuración permitida de strings.

Estos datos permiten comprobar si el inversor es compatible con la configuración fotovoltaica prevista.

¿Qué debes revisar en la ficha técnica del panel?

También debes consultar:

• Potencia máxima.
• Voc.
• Vmp.
• Isc.
• Imp.
• Coeficientes de temperatura.
• Tensión máxima del sistema.
• Tecnología del módulo.

Con estos datos se puede realizar el dimensionamiento de los strings y comprobar su compatibilidad con el inversor.

¿Cómo afecta el número de strings al cableado?

Cada string requiere su correspondiente conexión y recorrido de cableado.

A medida que aumenta el número de strings, también aumenta la cantidad de conductores y conexiones necesarias.

Esto puede afectar:

• Longitud de cable.
• Caída de tensión.
• Canalizaciones.
• Conectores.
• Protecciones.
• Organización del sistema.

Por eso, una buena distribución de strings también puede ayudar a conseguir una instalación más ordenada.

¿El número de strings afecta a las protecciones?

Sí.

La configuración de strings debe considerarse al diseñar las protecciones de corriente continua.

Dependiendo de la instalación, pueden ser necesarios elementos como:

• Fusibles.
• Interruptores-seccionadores.
• Protección frente a sobretensiones.
• Cajas combinadoras.

Las protecciones concretas dependerán del diseño y de la configuración del sistema.

¿El número de strings afecta al mantenimiento?

Puede hacerlo.

Una instalación con una distribución clara de strings facilita la identificación de posibles problemas.

Si un grupo de paneles presenta un comportamiento anómalo, disponer de una configuración bien organizada puede facilitar las tareas de diagnóstico.

Además, la monitorización del inversor puede ayudar a detectar diferencias de producción entre MPPT o strings, dependiendo del modelo.

¿Cómo saber si un string está funcionando correctamente?

El inversor puede proporcionar información sobre:

• Tensión.
• Corriente.
• Potencia.
• Producción.
• Estado del MPPT.

Si un string presenta valores significativamente diferentes de otros que deberían funcionar en condiciones similares, puede ser necesario revisar:

• Paneles.
• Conectores.
• Cableado.
• Sombreado.
• Fusibles.
• Conexiones.

La monitorización es una herramienta muy útil para detectar anomalías.

¿Qué ocurre si un string deja de funcionar?

El impacto dependerá de la potencia que represente respecto al total.

Si existen varios strings independientes, el resto puede continuar produciendo.

Esta es una de las ventajas de distribuir correctamente la instalación.

Además, separar adecuadamente los grupos permite localizar más fácilmente la zona afectada.

¿Qué configuración es mejor para una instalación residencial?

No existe una única configuración válida para todas las viviendas.

Una instalación residencial pequeña puede tener una configuración sencilla con uno o dos MPPT.

Una vivienda con diferentes orientaciones, sombras o varias cubiertas puede necesitar una distribución más compleja.

El diseño debe adaptarse a las características reales del tejado.

¿Y para una instalación comercial o industrial?

En instalaciones comerciales e industriales el número de strings suele ser mayor.

Las cubiertas pueden tener grandes superficies, diferentes orientaciones y distintas zonas de sombreado.

Por eso, el diseño del inversor y la distribución de los strings adquieren todavía más importancia.

En proyectos de mayor tamaño puede ser necesario utilizar varios inversores para distribuir correctamente la potencia fotovoltaica.

Conclusión

Elegir un inversor según el número de strings no consiste simplemente en contar cuántas cadenas de paneles tendrá una instalación.

Hay que analizar cómo se distribuyen los módulos, qué tensión y corriente tendrá cada string, cuántos MPPT se necesitan y qué límites eléctricos tiene el inversor.

La orientación, la inclinación, las sombras y la temperatura también pueden modificar la configuración más adecuada.

Por eso, antes de seleccionar un inversor es fundamental revisar tanto la ficha técnica de los paneles como la del propio inversor.

Un diseño correcto debe garantizar que la tensión de los strings se mantenga dentro del rango permitido, que la corriente no supere los límites del equipo y que los diferentes grupos de paneles puedan ser gestionados correctamente por los MPPT disponibles.

En definitiva, el número de strings es una parte fundamental del diseño de una instalación fotovoltaica, pero debe analizarse conjuntamente con la potencia, tensión, corriente, orientación y condiciones ambientales del proyecto.

Una correcta configuración permite aprovechar mejor la energía generada por los paneles, facilita la monitorización y contribuye a que el inversor trabaje dentro de sus condiciones de diseño durante toda la vida útil de la instalación.