Esquema general: visión completa
Una instalación fotovoltaica residencial conectada a red consta de dos lados eléctricos: el lado de corriente continua (DC, desde las placas hasta el inversor) y el lado de corriente alterna (AC, desde el inversor hasta la red eléctrica). Entre medias, el inversor convierte una en otra y gestiona la electricidad.
El flujo de electricidad sigue siempre el mismo orden: las placas captan luz y generan DC, el cableado solar lleva esa DC al inversor (a veces pasando por una caja de conexiones con protecciones), el inversor convierte a AC, el cuadro general distribuye al consumo doméstico, y el contador bidireccional mide simultáneamente lo importado y lo exportado.
Componentes lado DC (corriente continua)
- 1Placas solares (módulos fotovoltaicos): Generan DC. Conectadas en serie (string): voltajes se suman, intensidad se mantiene. Una instalación residencial típica tiene 1-2 strings de 6-12 placas cada uno, con voltaje total 300-450 V DC.
- 2Cableado solar específico (PV1-F): Cable resistente a UV, ozono e intemperie. Sección típica 4 o 6 mm². Conectores MC4 estándar (los más usados, compatibles entre marcas).
- 3Caja de conexiones DC (string box): En instalaciones con varios strings o de potencia media-alta. Contiene fusibles DC para cada string, descargadores de sobretensión (DPS) y, opcionalmente, interruptor de corte.
- 4Protecciones DC: Fusibles dimensionados al máximo de cortocircuito del string (típicamente 15-20 A). DPS clase II para descargas atmosféricas. Vigilante de aislamiento (detecta fallos a tierra).
El inversor: el centro del sistema
El inversor es el corazón eléctrico de la instalación. Existen tres tipos principales y la elección define la arquitectura completa:
- Inversor string (sin batería): La opción más sencilla. Una caja única que convierte DC en AC. Se monta en pared interior cerca del cuadro general. Marcas: Huawei SUN2000-KTL-M1, SolaX X1-Air, Fronius Symo.
- Inversor híbrido (con/sin batería): Permite conectar batería y activar modo respaldo. Más versátil. Marcas: Huawei SUN2000-L1, SolaX X1-Hybrid, Fronius GEN24, Sungrow SH-RS.
- Microinversores (uno por placa): Cada placa tiene su propio mini-inversor. Mejor para tejados con sombras o orientaciones mixtas. Más caros (+50-80 €/placa). Marcas: Enphase IQ8, APsystems QS1.
Componentes lado AC (corriente alterna)
- 1Salida del inversor: Cable AC con sección típica 6-10 mm² para residencial. Va al cuadro de la instalación solar (en pared cerca del inversor).
- 2Cuadro de la instalación solar: Contiene magnetotérmico de protección dimensionado a la corriente del inversor (típicamente 16-20 A para 5 kWp monofásico), diferencial específico clase A o B (no estándar AC), y descargadores DPS clase II.
- 3Cuadro general de la vivienda: Donde se conecta la instalación solar. Si tiene espacio, se acopla un magnetotérmico nuevo para la línea solar. Si no, se actualiza el cuadro o se reorganiza.
- 4Contador bidireccional: Lo coloca la distribuidora (UFD-Naturgy en Galicia, Endesa en Andalucía y Madrid, Iberdrola en Levante, etc.) sin coste cuando das de alta el CAU. Mide simultáneamente energía importada (de red a vivienda) y exportada (de vivienda a red).
- 5Conexión a red pública: El sistema se conecta a la línea general que viene de la calle. El contador queda entre la línea pública y el cuadro de la vivienda.
Componentes opcionales: batería y respaldo
- Batería de litio LFP: Conectada al inversor híbrido por un puerto específico DC. Capacidades típicas residenciales: 5-15 kWh. Marcas: Huawei LUNA 2000, BYD HVM, Pylontech, SolaX.
- BMS (Battery Management System): Integrado en la batería. Gestiona carga, descarga, temperatura, equilibrio entre celdas. Trabaja con el inversor mediante protocolo CAN o RS485.
- Cuadro de circuitos esenciales (backup): Si quieres modo respaldo, se separa un sub-cuadro con los circuitos críticos (nevera, alumbrado, router, climatización). El inversor alimenta solo ese sub-cuadro durante cortes de red.
- Tomacorriente AC backup (opcional): Algunos inversores híbridos tienen una salida AC dedicada para backup que alimenta solo cargas específicas conectadas a ese punto, independiente del cuadro general.
Protecciones y seguridad eléctrica
Una instalación solar profesional incluye múltiples protecciones obligatorias por normativa (REBT 2002, ITC-BT-40, RD 244/2019):
- Lado DC: Fusibles en string box, descargadores de sobretensión (DPS) clase II, vigilante de aislamiento (Iaisl), interruptor general DC entre placas e inversor.
- Lado AC: Magnetotérmico dimensionado a corriente inversor, diferencial clase A o B (no estándar AC porque pueden generar DC residual), DPS clase II AC, interruptor general AC entre inversor y cuadro.
- Tierra y equipotencial: Picas de tierra dedicadas (mínimo 2 m), conexión a la estructura metálica (que une todas las placas), barra equipotencial común. Imprescindible para protección frente a rayos.
- Anti-isla: Función interna del inversor que lo desconecta automáticamente en menos de 200 ms si detecta caída de red, evitando electrocutar a operarios de la distribuidora.
- Etiqueta de seguridad: En el cuadro general se coloca etiqueta indicando 'INSTALACIÓN CON AUTOCONSUMO FOTOVOLTAICO', visible para emergencias.
Diagrama simplificado del flujo eléctrico
Resumen visual en texto (de izquierda a derecha):
- Mañana soleada con consumo medio: Placas (4.000 W) → Inversor (3.900 W AC) → Cuadro general → Consumo doméstico (1.500 W) + Sobrante a red (2.400 W exportados).
- Mediodía con consumo alto: Placas (5.000 W) → Inversor (4.900 W AC) → Cuadro → Consumo (4.500 W, lavadora + AC + electrodomésticos) + Sobrante a red (400 W).
- Tarde con menos producción: Placas (2.000 W) → Inversor (1.950 W) → Cuadro → Consumo (2.500 W) → Inversor + Red (550 W importados de red para completar).
- Noche sin producción: Placas (0 W). Si hay batería: Batería → Inversor → Cuadro → Consumo. Si no hay batería: Red → Contador → Cuadro → Consumo. Inversor inactivo.
Errores comunes en el esquema
- Diferencial estándar AC en lado solar: Los diferenciales estándar tipo AC no detectan corrientes DC residuales que pueden generar inversores sin transformador. Se exige clase A o B.
- Falta de DPS: Sin descargadores de sobretensión, un rayo cercano puede dañar el inversor (coste reposición 800-2.000 €). Imprescindibles clase II en DC y AC.
- Conexión a tierra precaria: Si la pica de tierra no llega a 30 Ω o no se conecta toda la estructura metálica, riesgo de seguridad y de daños por descarga.
- Cableado infradimensionado: Cable DC demasiado fino genera pérdidas por caída de tensión (debe ser <1 %). Cable AC infradimensionado se calienta y puede generar incendio.
- Sin etiqueta en cuadro general: Es obligatorio por normativa. En caso de emergencia (bomberos, electricistas), deben saber que hay inversor activo.
