Cables PV o cables de batería en larga distancia: ¿cuál pierde menos?

En instalaciones off-grid los paneles rara vez quedan justo al lado de las baterías. El cable que recorre la distancia decide costes y pérdidas.

Respuesta corta: cuando los paneles solares están a más de unos pocos metros del banco de baterías, coloca el regulador de carga MPPT junto a las baterías y tiende cable PV de alta tensión desde los paneles hasta el regulador. Conecta los paneles en serie para llevar la tensión de string tan alta como permita el regulador. Esta configuración usa mucho menos cobre, genera menos pérdidas y es más barata y sencilla de instalar que cables largos de batería a baja tensión.

Datos clave

• Las pérdidas en el cable escalan con el cuadrado de la corriente, no con la tensión. A igual potencia, mayor tensión significa pérdidas mucho menores.
• Poner los paneles en serie eleva la tensión de string (típicamente 60 a 150 V en reguladores MPPT comunes) y reduce la corriente en la misma proporción.
• Duplicar la tensión de string divide las pérdidas por cuatro para la misma sección de cable.
• Un array de 600 W sobre 30 m de ida y vuelta requiere unos 35 mm2 a 12 V, pero solo 4 mm2 a 100 V de string, para la misma caída del 3 por ciento.
• Los reguladores MPPT están diseñados para convertir eficientemente tensión DC alta a tensión de batería.
• El regulador necesita una referencia precisa de tensión de batería, imposible al final de un cable largo de baja tensión en carga.

La regla práctica

Si los paneles no están en el mismo compartimento que las baterías, el regulador se queda junto a las baterías y es el cable PV, no el cable de batería, el que recorre la larga distancia.

Aplica a casi toda instalación off-grid, caravana, barco, caseta o garaje separado por debajo de unos pocos kilovatios. Las excepciones son instalaciones muy grandes o distancias muy largas con inversor de string conectado a red o bus DC de alta tensión.

Por qué gana el PV de alta tensión

La caída de tensión en un cable DC sigue una fórmula simple:

caída (V) = 2 x longitud (m) x corriente (A) x resistividad / sección (mm2)

Dos consecuencias:

1. La corriente manda. La caída es proporcional a la corriente. Las pérdidas en potencia son proporcionales al cuadrado de la corriente.
2. La tensión de la fuente no aparece en la fórmula. Pero potencia = tensión x corriente, así que a igual potencia, más tensión significa menos corriente y pérdidas al cuadrado menores.

Ejemplo: 600 W, 15 m de ida

Configuración	Tensión fuente	Corriente	Cable para 3%	Cobre relativo
Regulador en paneles, cable batería al banco	12 V	50 A	~35 mm2	1.0x
Regulador en paneles, cable batería al banco	24 V	25 A	~16 mm2	0.46x
Regulador en paneles, cable batería al banco	48 V	12.5 A	~6 mm2	0.17x
Regulador en batería, cable PV desde paneles	100 V string	6 A	~4 mm2	0.11x

La opción PV de alta tensión usa menos de un octavo del cobre de la opción 12 V para la misma potencia, distancia y pérdidas. También es mucho más ligera, barata y fácil de pasar por tubo o zanja.

¿Por qué no poner el regulador en los paneles?

Parece cómodo, pero crea tres problemas:

1. Los cables de batería llevan la peor corriente. A 12 V, 600 W de carga = 50 A. Exige cobre grueso, fusibles, terminales y desconectadores caros en ambos extremos.
2. La referencia de tensión queda falseada. El algoritmo MPPT necesita una lectura precisa para manejar bulk, absorption y float. Un cable de batería largo en carga introduce un error y provoca cargas crónicamente insuficientes o excesivas.
3. Los cables de medida y control deben cruzar la distancia igual. Sensor de temperatura, shunt y pantalla remota añaden líneas adicionales.

Cuándo la regla no aplica

Usa cable de batería en lugar de cable PV solo en estos casos:

• Distancia menor de unos 2 m.
• Un único panel de baja tensión con pequeño regulador PWM integrado.
• Inversor de string grid-tie con entrada 200 a 600 V DC: la larga distancia ya está en alta tensión por diseño.
• Normativa local que prohíba DC de alta tensión en el trayecto previsto.

Seguridad y normativa

• Usa cable certificado para UV y servicio DC solar, en Europa H1Z2Z2-K.
• Instala un seccionador DC adecuado y fusibles PV bien dimensionados en ambos extremos.
• Verifica la tensión máxima de entrada del MPPT a la temperatura más fría esperada, no a 25 grados. Los paneles fríos entregan 15-25 por ciento más de tensión en circuito abierto.
• En zanja usa tubo enterrable, respeta la profundidad reglamentaria y separa trayectos DC y AC.
• Pon a tierra los marcos de los paneles en un único punto equipotencial.

Decidir en cinco minutos

1. Mide la distancia de ida y vuelta entre las dos ubicaciones posibles.
2. Usa la tensión máxima de entrada del MPPT corregida por temperatura mínima como tensión de string objetivo.
3. Calcula la corriente a esa tensión: corriente = potencia / tensión de string.
4. Calcula la corriente a la tensión de batería para comparar.
5. Dimensiona un cable para cada caso al 3 por ciento de caída y compara. Casi siempre gana la opción PV.

Preguntas frecuentes

¿Es mejor cable PV o cable de batería en larga distancia? Cable PV. Regulador junto a las baterías, cable PV de alta tensión desde los paneles. Más tensión a igual potencia = menos corriente = pérdidas al cuadrado menores.

¿Cambia con 24 V o 48 V? La ventaja del lado PV disminuye pero se mantiene clara a partir de unos 10 m.

¿Qué sección para 8-15 m de cable PV? Para instalaciones de 400 a 800 W a 80-150 V de string, 4 a 6 mm2 suelen bastar al 3 por ciento de caída.

¿Puedo poner los paneles en un garaje separado y las baterías en la casa? Sí, es el caso típico. Paneles al sol, regulador y baterías junto a los consumos, cable PV en tubo enterrado entre ambos.

¿Aplica a micro-inversores o grid-tie? Esos sistemas ya llevan alta tensión AC o DC en la distancia. Este artículo trata de instalaciones off-grid e híbridas con regulador de carga DC.

Resumen

Para cualquier instalación off-grid o híbrida con distancia entre array y banco: paneles en serie, cable PV en la larga distancia, regulador MPPT junto a las baterías. Menos cobre, menos pérdidas, algoritmo de carga preciso, instalación más barata y sencilla.

Para ahorrarte los cálculos, las herramientas VoltPlan comparan las dos configuraciones lado a lado según tu distancia, potencia y tensión de batería.