Dimensionar un sistema fotovoltaico aislado significa hacer coincidir tres necesidades distintas: la energía consumida cada día, la potencia solicitada al mismo tiempo y la autonomía necesaria cuando la producción solar no es suficiente. Sobredimensionar un solo componente no corrige automáticamente los demás: paneles, regulador, banco de baterías, inversor, cables y protecciones deben comprobarse como un único sistema.
Esta guía presenta un método práctico utilizando como ejemplo una autocaravana o una pequeña casa aislada. Las cifras sirven para entender el procedimiento; no constituyen una lista de compra universal ni sustituyen las fichas técnicas y el proyecto eléctrico definitivo.
Esquema funcional de un sistema fotovoltaico aislado
| 1. Paneles fotovoltaicos | → | 2. Seccionamiento y protecciones DC | → | 3. Regulador MPPT |
| Producen energía en corriente continua | Fusibles, interruptores y protecciones adecuadas | Optimiza el campo FV y carga la batería | ||
| 6. Cargas DC de 12/24/48 V | ← | 4. Batería y fusible principal | → | 5. Inversor de onda pura → cargas de 230 V AC |
| Luces, bombas y electrónica compatible | Almacena energía y proporciona autonomía | Alimenta electrodomésticos y tomas de corriente |
Regla clave: el regulador se instala entre los paneles y la batería. Un inversor de potencia se conecta directamente a la batería mediante sus propias protecciones, no a la salida LOAD de un pequeño regulador solar.
1. Calcula la energía en Wh, no solo la potencia en vatios
La potencia indica cuánto consume un aparato en un momento determinado. La energía diaria también tiene en cuenta el tiempo de funcionamiento:
Energía diaria en Wh = potencia en W × horas de funcionamiento al día
Ejemplo de consumos en una autocaravana:
| Carga | Potencia | Uso diario | Energía | Tipo |
| 2 lámparas LED | 30 W totales | 2 h | 60 Wh | DC |
| Bomba de agua | 60 W | 15 min | 15 Wh | DC |
| Frigorífico de 12 V | 48 W durante el funcionamiento | 8 h equivalentes | 384 Wh | DC |
| Televisor | 50 W | 2 h | 100 Wh | AC |
| Microondas | 900 W de entrada | 15 min | 225 Wh | AC |
Las cargas DC suman 459 Wh/día. Las cargas AC suman 325 Wh/día, pero hay que incluir las pérdidas del inversor. Suponiendo un rendimiento del 90%, requieren unos 361 Wh de la batería. El total resulta de unos 820 Wh/día; añadiendo consumos en espera, tolerancias y pequeñas cargas no inventariadas, es prudente diseñar el ejemplo para 900 Wh al día.
En frigoríficos, bombas y compresores no multipliques automáticamente la potencia nominal por 24 horas. Mide el ciclo real de funcionamiento o utiliza el consumo energético declarado por el fabricante. Para el microondas, usa la potencia eléctrica absorbida indicada en la placa, que puede ser superior a la potencia de cocción anunciada.
2. Dimensiona los paneles con datos del lugar, no con una media universal de “5 horas de sol”
La producción cambia con la ubicación, el mes, la inclinación, la orientación, la temperatura y las sombras. Un sistema autónomo debe comprobarse sobre todo en el periodo más desfavorable durante el cual se necesita mantener el servicio.
La herramienta oficial PVGIS de la Comisión Europea puede simular hora a hora la producción fotovoltaica, el consumo y el estado de la batería utilizando series plurianuales de radiación solar. Introduce ubicación, potencia FV, capacidad de batería, límite de descarga y consumo diario en la sección FV aislada.
Abrir PVGIS y seleccionar la pestaña FV AUTÓNOMA
Para una primera estimación manual:
Potencia FV en Wp = energía diaria / (horas solares equivalentes × rendimiento global)
En este ejemplo utilizamos 900 Wh/día y un factor global conservador del 75%, que resume pérdidas por temperatura, cableado, regulación, batería, suciedad y desajustes. El factor real debe comprobarse en el proyecto.
| Horas solares equivalentes del mes de diseño | Potencia FV mínima calculada |
| 2,5 h | 480 Wp |
| 3 h | 400 Wp |
| 4 h | 300 Wp |
| 5 h | 240 Wp |
Si el mes crítico ofrece unas 3 horas solares equivalentes, el punto de partida es un campo de aproximadamente 400 Wp. Un buen resultado en verano no garantiza el funcionamiento en invierno: verifica la selección final con PVGIS y valora la disponibilidad de un generador u otra fuente de respaldo.
3. Elige la tensión del sistema: 12, 24 o 48 V
Para la misma potencia, una tensión mayor implica una corriente menor. Esto puede reducir la sección de los cables y la caída de tensión, pero la batería, el regulador, el inversor y las cargas DC deben estar diseñados para la tensión elegida.
| Carga de inversor de 1200 W | Corriente DC ideal antes de pérdidas |
| Sistema de 12 V | Unos 100 A |
| Sistema de 24 V | Unos 50 A |
| Sistema de 48 V | Unos 25 A |
En este ejemplo, con un inversor superior a 1 kW, un sistema de 24 V suele ser más razonable que uno de 12 V. No cambies la tensión a mitad del diseño: conexiones en serie, BMS, regulador, inversor y cargas DC deben ser coherentes.
4. Dimensiona la batería en Wh y después conviértela a Ah
La capacidad nominal necesaria depende del consumo, los días de autonomía, la profundidad de descarga utilizable y el rendimiento de la batería:
Capacidad nominal de batería en Wh = consumo diario × días de autonomía / (DoD utilizable × rendimiento de la batería)
Para 900 Wh/día y 3 días de autonomía, estos son dos ejemplos de diseño. Los valores de DoD y rendimiento son hipótesis conservadoras; utiliza siempre los datos indicados por el fabricante de la batería.
| Ejemplo de batería | DoD supuesto | Rendimiento supuesto | Capacidad nominal | A 12 V | A 24 V |
| Plomo AGM/GEL | 50% | 90% | Unos 6,0 kWh | Unos 500 Ah | Unos 250 Ah |
| LiFePO4 | 80% | 95% | Unos 3,55 kWh | Unos 296 Ah | Unos 148 Ah |
Los Ah no son el único límite. Comprueba temperatura mínima, envejecimiento, corriente continua, corriente de pico, capacidad del BMS, vida útil y posibilidad de recargar completamente el banco. Una batería enorme con pocos paneles permanece crónicamente descargada; una batería pequeña sufre ciclos profundos y puede no sostener los picos del inversor.
5. Cómo elegir el regulador de carga
En un regulador MPPT hay que comprobar al menos dos límites independientes:
- Corriente máxima de carga hacia la batería: para una estimación rápida, divide la potencia FV por la tensión de la batería.
- Tensión máxima de entrada FV: la suma de los Voc de los paneles en serie, corregida para la temperatura mínima prevista, debe permanecer por debajo del límite del regulador.
Con 400 Wp, la corriente teórica es de unos 33 A a 12 V y 17 A a 24 V antes de considerar las condiciones reales de carga. En un sistema de 24 V, un regulador de 20-30 A puede ser coherente, pero la elección final depende de la tensión de carga, los límites del modelo y el sobredimensionamiento permitido por el fabricante. Con PWM también hay que comprobar la corriente de cortocircuito de las cadenas y la compatibilidad de tensión entre paneles y batería.
6. Cómo dimensionar el inversor
El inversor debe soportar tanto la potencia continua simultánea como el pico de arranque de compresores, bombas y motores. En el ejemplo, microondas y televisor requieren unos 950 W juntos. Un inversor de onda sinusoidal pura de 1200-1500 W ofrece un margen razonable, siempre que su potencia de pico sea adecuada para los aparatos reales.
Incluye en el balance el rendimiento y el consumo en vacío del inversor. Un inversor muy sobredimensionado puede desperdiciar energía durante muchas horas de carga ligera. La onda sinusoidal pura es la opción más segura para electrónica moderna, motores, frigoríficos y fuentes de alimentación.
7. Cables, fusibles y protecciones forman parte del sistema
- Fusible correctamente dimensionado cerca del polo positivo de la batería.
- Seccionamiento y protecciones DC adecuados para la tensión y corriente reales.
- Cables calculados según corriente, longitud, temperatura y caída de tensión permitida.
- Conectores y terminales compatibles con la sección elegida.
- Protección contra sobretensiones y puesta a tierra cuando lo exijan el diseño y las normas aplicables.
- Separación correcta entre circuitos DC y salida de 230 V AC.
Los sistemas de baja tensión pueden transportar corrientes muy elevadas. Una carga de 1200 W a 12 V supera 100 A cuando se consideran las pérdidas. Un cable insuficiente no solo reduce el rendimiento: puede sobrecalentarse.
Resumen del ejemplo
| Concepto | Valor orientativo de diseño |
| Consumo diario | Unos 900 Wh |
| Campo fotovoltaico | Unos 400 Wp con 3 horas equivalentes y factor global del 75% |
| Tensión del sistema | 24 V aconsejable para reducir la corriente del inversor |
| Batería de plomo, 3 días | Unos 24 V 250 Ah con DoD del 50% |
| Batería LiFePO4, 3 días | Unos 24 V 150 Ah con DoD del 80% |
| Regulador MPPT | Orientativamente 20-30 A, comprobando Voc y rango MPPT |
| Inversor | 1200-1500 W de onda pura con pico adecuado |
Este resumen es un ejercicio de cálculo, no una lista de compra universal. Ubicación, estación, sombras, perfil horario de consumo y especificaciones de los componentes pueden cambiar sensiblemente el resultado.
Errores frecuentes de dimensionamiento
- Sumar vatios sin multiplicar por las horas de uso.
- Usar las mismas “5 horas de sol” para cualquier lugar y estación.
- Indicar la batería en Ah sin especificar la tensión.
- Ignorar el Voc de los paneles en días fríos.
- Conectar un inversor de potencia a la salida LOAD del regulador.
- No considerar picos, autoconsumos y pérdidas de conversión.
- Mezclar baterías de diferente edad, capacidad, química o estado de carga.
- Olvidar fusibles, seccionadores y caída de tensión de los cables.
Del cálculo a un sistema con componentes ya combinados
Quien prefiera partir de componentes ya seleccionados para funcionar juntos puede comparar los kits fotovoltaicos aislados de MR WATT. Incluso con un kit hay que verificar el consumo real, la producción solar local y la autonomía necesaria.
Preguntas frecuentes
¿Cuánta potencia FV necesito para consumir 1 kWh al día?
Depende del mes de diseño y de la ubicación. Con un rendimiento global del 75%, se necesitan unos 270 Wp con 5 horas solares equivalentes o unos 535 Wp con 2,5 horas. Para servicio anual utiliza el mes crítico en PVGIS, no una media de verano.
¿Es mejor un sistema de 12 V o de 24 V?
Para pequeñas cargas DC, 12 V puede ser sencillo. Cuando el inversor se acerca o supera 1 kW, 24 V reduce mucho la corriente: 1200 W equivalen idealmente a 100 A a 12 V y 50 A a 24 V antes de pérdidas.
¿Cuántos días de autonomía debo prever?
Depende de la continuidad necesaria, el clima local y la existencia de un generador de respaldo. Introduce en la fórmula los días realmente necesarios y después utiliza PVGIS para comprobar con qué frecuencia puede vaciarse la batería en el peor mes.
¿Cómo sé si el regulador MPPT es suficientemente grande?
Comprueba corriente máxima de carga, potencia FV permitida a la tensión de batería elegida, rango MPPT y Voc máximo de la cadena corregido para el frío. No se puede superar ninguno de estos límites.
¿Puede un sistema aislado alimentar un microondas?
Sí, si inversor, batería, BMS, cables y fusibles soportan la potencia continua y el pico. Lee la potencia eléctrica absorbida en la placa del microondas: puede ser superior a la potencia de cocción indicada en el frontal.
Nota de seguridad: esta guía es didáctica. Una instalación real debe ser comprobada e instalada por personal competente, respetando los manuales de los componentes y las normas eléctricas aplicables.
