Al hablar de sistemas de energía renovable, especialmente de sistemas fotovoltaicos (PV), es común utilizar una variedad de cifras de voltaje que pueden parecer confusas al principio. Sin embargo, cada una de estas cifras tiene un propósito específico y proporciona información útil sobre un sistema existente o puede ayudarte a diseñar un sistema eficiente.
Voltaje nominal
El voltaje nominal es una aproximación que se originó en los días en que las baterías eran la unidad típica de medida de voltaje (por ejemplo, 2V, 6V, 12V). Debido al uso tradicional de los módulos solares como cargadores de baterías, los módulos solían diseñarse para cargar voltajes de baterías comunes. En el ámbito de las energías renovables, el término nominal se utiliza para referirse a esos voltajes de batería estándar y a los sistemas y componentes del sistema diseñados para ser compatibles con dichos voltajes. Sin embargo, tener en cuenta que los valores de voltaje no necesariamente se corresponden con los valores que se pueden observar en la práctica. Por ejemplo, bajo pleno sol, un panel solar nominal de 12V producirá típicamente alrededor de 17V DC; si está cargando una batería de 12V, esa batería, cuando esté completamente cargada, puede registrar hasta 14V en un voltímetro. Estas pequeñas diferencias son normales y se esperan dentro del rango nominal, y el voltaje nominal (en este caso, 12V) sigue siendo una herramienta útil para discutir sistemas y componentes relacionados.
Voltaje del sistema
Muy similar al voltaje nominal es el voltaje del sistema. Esta palabra se refiere al voltaje nominal del sistema de energía renovable en su conjunto. Dado que las baterías son en muchos sentidos el corazón de un sistema de energía renovable basado en baterías, llamamos al voltaje del banco de baterías el voltaje del sistema. Casi todos los sistemas de energía renovable utilizarán uno de estos tres voltajes: 12V, 24V, 48V. El voltaje del sistema de una instalación determinada generalmente, aunque no siempre, se determina por el banco de baterías requerido por la aplicación que se está sirviendo; el inversor, si se utiliza, también influirá en esta decisión.
Voltaje máximo de potencia
El voltaje máximo de potencia (comúnmente abreviado como Vmp o Vpmax) se refiere al punto óptimo donde el panel solar produce la máxima potencia (la potencia es igual al voltaje multiplicado por la corriente) bajo condiciones de pleno sol. Para un módulo de silicio cristalino nominal de 12V, el voltaje de potencia pico generalmente estará entre 16 y 18V DC, dependiendo del modelo del módulo solar.
El valor de voltaje que verás en un voltímetro dependerá de dónde tomes la medición dentro del sistema, si el sistema está alimentando una carga, qué carga es (incluido el estado de carga del banco de baterías, si está presente) y otros factores. Vmp se utiliza para determinar la potencia pico (y a partir de eso, la energía total) que el sistema puede entregar.
Voltaje de circuito abierto (Voc)
Si mides un módulo de panel solar bajo pleno sol cuando no está conectado a un sistema, es decir, colocando las sondas de un voltímetro directamente en los terminales positivo y negativo del módulo o en los extremos del cable, estarás midiendo el voltaje de circuito abierto del módulo. Dejando de lado los efectos ambientales en el voltaje por un momento, el voltaje de circuito abierto teóricamente es el voltaje más alto que un módulo producirá. En la práctica, ciertas condiciones pueden hacer que el voltaje de un módulo supere Voc y, por lo tanto, aumente la potencia de salida, pero de todas formas es una cifra esencial para los diseñadores de sistemas, ya que se utiliza para combinar módulos o matrices de paneles solares con otros componentes del sistema.
Resumen
Como suele ocurrir con la electricidad y los componentes eléctricos, el voltaje puede ser un valor difícil de determinar. Utilizamos varios estándares de voltaje y clasificaciones de componentes para comparar módulos y diseñar sistemas de energía renovable. El uso de estas clasificaciones en fórmulas específicas ayuda a garantizar un diseño de sistema seguro y eficiente.
Voltaje nominal:
Se utiliza para clasificar y comparar los componentes del sistema; se basa en los voltajes comunes de las baterías*.
Voltaje del sistema:
Es el voltaje nominal de todo el sistema; se basa en el banco de baterías y generalmente es de 12V, 24V o 48V.
Voltaje máximo de potencia (Vmp):
Es el voltaje en el que un módulo de panel solar produce su máxima potencia cuando está conectado a una carga.
Voltaje de circuito abierto (Voc):
Es el voltaje máximo nominal de un módulo de panel solar cuando no está conectado a una carga.
*Los voltajes nominales que no se encuentran en las baterías, como 18V, son cada vez más comunes. Estos voltajes se basan en módulos de paneles solares que no fueron diseñados específicamente para sistemas de carga de baterías, como los utilizados en sistemas fotovoltaicos conectados a la red.