Este documento describe las configuraciones de sistemas fotovoltaicos de generación de energía tanto aislados de la red eléctrica (off grid) como conectados a ella (on grid). Explica los arreglos de paneles solares, baterías, reguladores e inversores necesarios para sistemas de 12-48 V y mayores, e incluye diagramas eléctricos. También cubre las cajas de control y protecciones eléctricas requeridas.

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MODULO CONFIGURACION DE SISTEMAS DE GENERACION FOTOVOLTAICOS ON Y OFF GRID DE
TIPO DOMESTICOS Y COMERCIALES
AUTOR
ING ANTONIO FAVIO OSPINO MARTINEZ
FOXMANCOL@HOTMAIL.COM
CANAL YOUTUBE: ANTONIO OSPINO
PAG WEB: http://refrigeracionyclimatizaciondelasabana.mex.tl/intro.html

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TABLA DE CONTENIDO DEL MODULO
Contenido
1. CONFIGURACION DE LOS PANELES SOLARES.......................................................................... 3
2. CONFIGURACCION DE SISTEMAS OFF GRID, AISLADOS O FUERA DE RED.............................. 6
2.1. CONFIGURACIONES GENERALES PARA SISTEMAS DE 12 A 24 VDC. ........................................ 7
2.2. CONFIGURACIONES GENERALES PARA SISTEMAS DE 36 A 48 VDC. ...................................... 14
2.3. CONFIGURACIONES GENERALES PARA LOS INVERSORES OFF GRID...................................... 17
3. CONFIGURACION DE SISTEMAS ON GRID O CONECTADOS A RED........................................ 19
3.1. CONFIGURACIONES GENERALES CON INVERSORES DE USO INTERNO.................................. 20
4. CONFIGURACION DE SISTEMAS HIBRIDOS OFF Y ON GRID................................................... 27

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1. CONFIGURACION DE LOS PANELES SOLARES
Las configuraciones dependen:
• Potencia del sistema.
• Tipo del sistema.
• Tipo de paneles.
La importancia del arreglo está en suministrar los voltajes, las corrientes y la potencia requerida
por los inversores y reguladores, para evitar daños a los mismos y aprovechar su máximo
rendimiento.
Sea cual fuese su configuración, es muy imponte la correcta fijación delos mismos ya sea a
estructuras metálicas y otro tipo de base dependiendo del sitio a ser ubicados.
Para lograr esa fijación del panel a la estructura se poseen varios tipos de sujetadores, entre los
cuales se tienen:

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Con los anteriores, llamadas tipo Z, se hace una fijación por medio de pernos tanto al panel como
a la estructura, se requiere de 4 de estos por cada panel que se desea fijar.
El anterior fijador posee varias ventajas: una de ellas que permiten la fijación del panel a techo sin
necesidad de estructuras y la segunda es que permiten la fijación de estructuras a los techos de
forma que se puedan fijar los paneles a la estructura, tal como se muestra:

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El siguiente tipo de sujetador, llamado universal, hace su trabajo ejerciendo presión sobre la
estructura metálica de los paneles; aunque el sujetador debe estar anclado o sujeto a una
estructura:

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2. CONFIGURACCION DE SISTEMAS OFF GRID, AISLADOS O FUERA DE RED.
Los sistemas off grid, aislados o fuera de red, se usan en sitios donde no se tenga cerca ningún tipo
de energía eléctrica o en lugares donde se desee ser independiente del sistema de red eléctrica
local. Se compone de un arreglo de paneles, regulador o reguladores, de un banco de baterías e
inversores para convertir la energía de tipo DC a AC.
Entre las ventajas de este sistema están:
• Aplicable a sistemas de baja a media potencia de generación.
• Sistemas de bajo precio.
• Sencillos de instalar.
• No se necesita de tener cerca red eléctrica.
• Compatible sus sistemas con otros sistemas de generación como la eólica.
Entre sus desventajas están:
• Necesitan bancos de baterías que son costosos.
• La mitad de la producción de los paneles es para carga de baterías por tanto se necesitan
paneles adicionales para los requeridos para las cargas.
• Sistemas aislados de la red externa.
• Por lo general requieren instalaciones eléctricas adicionales.

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Los arreglos de los paneles en estos sistemas se pueden configurar a 12, 24, 36 y 48 voltios,
dependiendo de las características el regulador y potencia requerida de los paneles.
2.1. CONFIGURACIONES GENERALES PARA SISTEMAS DE 12 A 24 VDC.
En lo relacionado con los arreglos de paneles se pueden tener para voltajes de 12, 24, 36, y 48
VDC, dependiendo de la potencia de los mismos y tipo de regulador; por lo tanto, se pueden tener
combinaciones de sistemas de paneles serie y paralelo.
Las cajas de registros son las encargadas de recibir toda la energía proveniente de los paneles y
enviarla a la caja o control principal donde está el regulador. En sistemas pequeños o domésticos,
para voltajes de arreglos de 12 a 24 vdc, el interior de la caja está representado por aisladores y
barrajes de cobre, tal como se observa:

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Ver video:
CONFIGURACION ELECTRICA DE ARREGLOS DE
PANELES SOLARES
https://youtu.be/k0wVXaAvB6Q
En cuanto a la caja de control, se tienen varios diseños y componentes que van de acuerdo al
diseñador, le recomiendo tener en cuenta el siguiente diagrama de un sistema con todas las
protecciones:
El sistema posee los siguientes elementos:

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• Un SPD de tipo DC.
• Un interruptor automático tipo DC
• Un regulador solar
• Dos interruptores
• Un temporizador con bobina DC
• Inversor Off grid
• Batería.
• Dos ventiladores DC.
• Dos reles de potencia con bobina DC.
• Un fusible seccionable de potencia
• Un fusible de control ( opcional ).
El esquema de conexión es el siguiente:

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En la actualidad están en uso los relés de estado solido ( SSR ), los cuales poseen muchas ventajes
en relación con el uso de los relés electromagnéticos tales como:
• Menor tamaño.
• Múltiples rangos de voltajes de operación.
• Ausencia de contactos mecánicos.
• Rapidez de actuación.
En los sistemas de control de los usamos como los que transmiten la energía de los paneles al
regulador, tal como se observa:

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El sistema posee los siguientes elementos:
• Un SPD de tipo DC.
• Un interruptor automático o breaker tipo DC
• Un regulador solar
• Dos interruptores
• Un temporizador con bobina DC
• Inversor Off grid
• Batería.
• Dos ventiladores DC.
• Un rele de potencia con bobina DC.
• Un relé de estado sólido excitación DC y contactos DC
• Un fusible seccionable de potencia
• Un fusible de control ( opcional ).
El esquema de conexión es el siguiente:
La otra parte del esquema es:

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En cuanto a los arreglos de baterías, podemos usar baterías con voltajes de 12 vdc o baterías de
vaso que poseen voltajes menores pero corrientes menores; tiene que hacer los arreglos de forma
que satisfagan los voltajes y corrientes necesarios por el regulador y el sistema. Veamos unos
ejemplos:

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En lo relacionado a las baterías de vaso, que poseen voltajes de 6 y 2 VDC, pero altas corrientes, es
normal colocar varias en serie para obtener el voltaje del sistema deseado, tal como se observa:

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2.2. CONFIGURACIONES GENERALES PARA SISTEMAS DE 36 A 48 VDC.
Para los sistemas con voltajes de operación de 36 a 48 vdc, sus montajes son los mismos de los
sistemas de 12 a 24 vdc, la diferencia radica en los voltajes de operación de los relés
electromagnéticos, el regulador o controlador, temporizadores y los ventiladores; otro cambio
importante radica en el control de potencia del banco de batería se cambia por un breaker con
altas capacidades de corriente y voltajes; en algunas partes se les llama totalizadores, tal como se
muestra en los siguientes esquemas:

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En cuanto a los arreglos de baterías, podemos usar baterías con voltajes de 12 vdc o baterías de
vaso que poseen voltajes menores pero corrientes menores; tiene que hacer los arreglos de forma
que satisfagan los voltajes y corrientes necesarios por el regulador y el sistema. Veamos unos
ejemplos:

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2.3. CONFIGURACIONES GENERALES PARA LOS INVERSORES OFF GRID.
En la siguiente parte nos vamos a remitir a la configuración de las salidas de voltaje del inversor;
como se sabe, estos poseen desde 1, 2, 4 y 6 salidas en algunos casos, dependiendo de la potencia
a entregar por el mismo. Pero muchos d ellos equipos que se van a conectar están a mucha
distancia o deseamos conectar varios equipos a una sola toma. Para ello, se recomienda, en el
caso donde se va a instalar el sistema por primera vez, hacer una acometida eléctrica con sus
interruptores, tomas, todas ellas conectadas en una caja principal de control.

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En este sistema se deben tener en cuenta las cargas y la repartición de las salidas de los
inversores, así como el interruptor automático de protección, pero en este caso nos remitiremos a
las conexiones eléctrica…para este caso se van a conectar unas luces y dos tomas para una casa.
Del inversor hay que hacer llegar la energía ac a la caja principal, de la siguiente forma:

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En la caja, internamente se tiene un interruptor automático con su diferencial y de allí se van a los
interruptores automáticos de distribución, con las corrientes nominales de acuerdo a las cargas
que se van a operar:
Con estas configuraciones posee una excelente protección eléctrica.
Ver video:
CONFIGURACION DE SISTEMAS OFF GRID EN
GENERACION FOTOVOLTAICA
https://youtu.be/Ob5WV4hb4qg
3. CONFIGURACION DE SISTEMAS ON GRID O CONECTADOS A RED
Los sistemas on grid o en red, se usan en sitios donde se tiene disponible energía eléctrica. Se
compone de un arreglo de paneles, inversor de inyección a red y de un contador bidireccional o de
doble conteo. Este sistema toma la energía DC del banco de paneles y el inversor la convierte en
AC y la inyecta a la red de su casa sincronizada con la red.
Entre sus ventajas están:
• Aplicable a sistemas de baja, media y alta potencia de generación.
• No requieren bancos de baterÍa.

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• No requieren hacer muchas modificaciones eléctricas internas.
• Mientras más grande el sistema, menor es el tiempo de recuperación de la inversión.
• Sistema sencillo en comparación con el Off grid.
• Posibilidad de conversión en un negocio de generación eléctrica.
• Posibilidad de adaptar sistemas alternos como los eólicos.
Entre sus desventajas están:
• Sistemas de medio a alto costo de inversión inicial.
• Si la energía de la red falla, el sistema también de detiene.
• Problemas con la legislación eléctrica del país que permitan la generación de energía y su
entrega a la red.
Los paneles se pueden configurar para voltajes de 12, 24, 36, 48, 120 y hasta 600 voltios
dependiendo del tipo de inversor a usar en el sistema con salidas monofásicas de 120 Y 220 vac y
trifásicas de 220 vac
3.1. CONFIGURACIONES GENERALES CON INVERSORES DE USO INTERNO
En lo relacionado con los arreglos de paneles se pueden tener para voltajes de 12, 24, 36, 48 y
mayores, dependiendo del tipo de inversor y de la potencia del mismos, toda la energía de los
paneles llega a un registro inicial y de allí llega la energía DC a una caja de control donde el
inversor la convierte a energía tipo AC y se inyecta a la red:

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En sistemas pequeños o domésticos, el interior de la caja está representado por aisladores y
barrajes de cobre, muy semejante al sistema off grid visto anteriormente, tal como se observa:

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En cuanto a la caja de control, se tienen varios diseños y componentes que van de acuerdo al
diseñador, le recomiendo tener en cuenta el siguiente diagrama de un sistema con todas las
protecciones:
El sistema de control está compuesto por:
• Un SPD de tipo DC

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• Un interruptor automático de tipo DC.
• Un piloto o testigo AC.
• Un temporizador con bobina AC.
• Un contactor bipolar con bobina AC.
• Un interruptor rotativo de dos posiciones.
• Un inversor on grid de 600 o 1200 watts.
• Una toma de voltaje.
• Una clavija
• Un breaker bipolar AC.
• Un SPD de tipo AC.
En esta caja puede, y le recomiendo instalar instrumentos que midan voltajes, corrientes y
potencias de entrada DC y las salidas AC.
Como observan este inversor inyecta a una toma y por tanto contrarresta la línea viva de esta
toma, si al domicilio entras tres líneas vivas, por comodidad del recinto lo máximo que se pude
inyectar son 3600 watts ( 1200 watts por línea ), tal como se observa:
Ver Video:
CONFIGURACION DE SISTEMA GENERACION ON
GRID FOTOVOLTAICA CON INVERSOR DE USO
INTERIOR
https://youtu.be/djzR2tKI6Tk

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Por lo tanto, si se desea inyectar una mayor cantidad de energía, se recomienda trabajar con
microinversores de uso en intemperie, estos pueden inyectar a un toma o a la caja de circuitos
principal del domicilio cuando la inyección de energía es alta; en el caso de bajas potencias 1200
Wp o menos, se recomienda la inyección de energía a una toma de voltaje corriente domiciliarias,
tal como se observa:
En el caso que se tengan potencias mayores, se recomienda realizar la inyección de energía a la
caja principal por medio de breakers en la msima caja de circuitos, tal como se observa:

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El arreglo de paneles es sencillo pues cada inversor conecta su respectivo panel y el mismo
convierta la salida en AC, por tanto la caja de control es más sencilla comparada con la de
inversores de uso en interiores, tal como vemos:

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La caja de control posee los siguientes elementos:
• Un breaker de tipo AC.
• Un SPD de tipo AC.
• Un contactor bipolar con bobina AC.
• Un piloto o testigo AC.
• Un interruptor de dos posiciones.
• Un temporizador con bobina AC.
También se puede reemplazar el contactor con un relé de estado solido AC – AC, tal como se
observa:

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La caja de control posee los siguientes elementos:
• Un breaker de tipo AC.
• Un SPD de tipo AC.
• Un relé de estado sólido AC – AC.
• Un piloto o testigo AC.
• Un interruptor de dos posiciones.
• Un temporizador con bobina AC.
Para que el sistema sea completo hay que configurar la comunicación WIFI, de un pc con los
inversores para un mayor y mejor control del sistema.
Ver videos:
CONFIGURACION DE SISTEMAS DE
GENERACION FOTOVOLTAICA DE INYECCION A
RED CON MICROINVERSORES
https://youtu.be/uLG094VL5sg
CONEXION DE DATOS DE MICROINVERSOR
SOLAR A PC VIA INALAMBRICA
https://youtu.be/duz85b2UwXc
4. CONFIGURACION DE SISTEMAS HIBRIDOS OFF Y ON GRID.
Los inversores híbridos, tienen la posibilidad de usar varias fuentes de energía para entregar a las
cargas, por lo general, de los paneles, del banco de baterías, de la red u otra fuente de energía tipo

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AC; con la posibilidad de inyectar energía a la red en caso de sobre producción, para el caso de los
inversores híbridos en red.
Se recomienda su uso cuando:
• Desea tener un respaldo de energía en caso de falla de la red eléctrica del sitio.
• En lugares donde no exista energía de la red y desea conectar altas cargas eléctricas.
• En sitios donde la red eléctrica no sea estable y tenga altos cortes en la misma.
Lo importante de estos equipos es que ya tienen determinados el arreglo y el tipo de paneles que
requieren para operar en forma óptima; por lo general necesitan demedia a altos voltajes de
arreglos, lo que implican subarreglos en serie y estos en conexión en paralo con otros, por tanto
cada subarreglo tiene una caja de registro y estos se comunican con una caja principal que es la
que recibe toda la energía de los subarreglos, tal como se muestra:
Para sistemas hasta capacidades de 3600 Wp, veamos la siguiente configuración de las cajas de
registro de cada subarreglo y la caja principal:

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Si lo desea pueden colocar fusibles bipolares por cada subarreglo o string, tal como se muestra:
Con respecto a la caja principal se tiene el siguiente diseño:

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El anterior es un sistema que se acomoda bastante para las potencias de inversores de 5 Kwatts,
en el caso de potencias mayores, si las condiciones lo requieren, se reemplaza el breaker de
control, por un totalizador que manejan mayores corrientes, tal como se muestra:

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En lo relacionado a las conexiónes del inversor, comencemos analizando a entrada de energía de
los paneles al inversor:
En lo relacionado a las baterías hay que tener en cuenta el voltaje de opresión del banco de
baterías, los AH recomendados por el fabricante del inversor y sobre todo el elemento de
protección; para voltajes de banco de 12 o 24 voltios, el elemento de protección es un fusible
seccionable de buen amperaje tal como se muestra:

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Para sistemas de mayores voltajes y corrientes se recomienda colocar un totalizador o breaker de
alto amperaje, tal como se muestra:
En lo relacionado con las entradas de energía y salida de tipo AC, se posee el siguiente esquema:

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En lo relacionado con la entrada de alimentación AC, se tiene:
En este sistema se describen dos breakers o interruptores automáticos, uno de ellos alimenta al
inversor y el otro hacia un interruptor rotativo de transferencia, la función de este interruptor es la
de proporcionar energía directa a las carga , cuando el inversor este fuera de operación ya sea por
mantenimiento u otras causas.
En cuanto al SPD es de uso opcional, si el sistema eléctrico del domicilio ya tiene uno, podemos
prescindir de su presencia en la caja de circuitos de la red que alimenta al inversor, por otro lado,
adicionamos un interruptor diferencial como una medida extra de seguridad para el inversor.
Es muy importe recalcar que las características de estos elementos estén de acuerdo a las
capacidades y requerimientos expresados por el fabricante, los pueden verificar en los respectivos
manuales o catálogos.
Con respecto a la salida AC del inversor, que alimenta a las cargas, se tiene el siguiente esquema
diagrama:

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Se presenta a un SPD que protege de sobretensiones a las cargas y al inversor, un interruptor
automático o breaker con la capacidad requerida, lo mismo que el interruptor diferencial, muy
importante para protección.
Ver videos:
CONFIGURACION DE SISTEMA DE GENERACION
SOLAR CON INVERSOR HIBRIDO MONOFASICO
120 VAC
https://youtu.be/s4Ab5ujzYE0