MPPT explicado: ventana, canales y corriente

Qué hace realmente un seguidor del punto de máxima potencia

Un panel fotovoltaico no es una batería. Su tensión en bornes se hunde a medida que se le extrae más corriente, y el producto de ambas — la potencia — dibuja una curva con un único máximo. Ese máximo es el punto de máxima potencia, y no se queda quieto: baja cuando las células se calientan, salta con cada nube, se desplaza según sube el sol y cambia la irradiancia. Si se conecta un panel directamente a una carga fija, uno se sitúa en algún punto de esa curva, casi nunca en la cima.

Un seguidor del punto de máxima potencia (MPPT) es un convertidor CC-CC con un lazo de control cuya única tarea es perseguir ese máximo. Mueve ligeramente la tensión de trabajo, mide si la potencia ha subido o bajado y da el siguiente paso en la dirección correcta. El lazo funciona sin descanso, y por eso los fabricantes dan una eficiencia de seguimiento aparte de la eficiencia de conversión que tratamos en la guía de eficiencia.

Todo lo demás se deriva de una consecuencia de ese diseño: el seguidor solo puede buscar dentro de una ventana de tensión concreta.

Cómo leer la ventana de tensión MPPT

El campo mppt_voltage_range_v es esa ventana. Tiene dos bordes y fallan de maneras completamente distintas.

El borde inferior es un umbral que hay que superar. Por debajo, el convertidor no regula y la rama no aporta nada. Una cadena que solo alcanza el fondo de la ventana con sol de mediodía en verano estará parada muchas horas al año, y conviene recordar que la tensión del panel es más alta cuando hace frío: el problema no es el invierno, son las primeras y últimas horas de cada día y cualquier periodo de baja irradiancia. Compárese el Huawei SUN2000-3-6KTL-L1, que arranca el seguimiento en 90 V, con el Fronius Primo GEN24 3.0, que necesita 190 V. Son dos equipos residenciales pequeños, pero el Fronius exige aproximadamente el doble de módulos en serie antes de empezar a trabajar.

El borde superior es un límite que nunca debe tocarse. Superarlo no significa perder producción: significa dañar el equipo. Por eso la tensión máxima de entrada siempre es un valor distinto y más alto que el techo de la ventana de seguimiento. El Fronius Symo GEN24 3.0 Plus sigue hasta 800 V pero admite 1.000 V en la entrada; el Huawei SUN2000-3-10KTL-M1 sigue hasta 980 V frente a una entrada de 1.100 V. Ese margen existe porque la tensión de circuito abierto en una mañana fría y despejada queda muy por encima de lo que el generador entrega ya en carga y caliente. El cálculo de cadenas se hace contra ese caso frío en circuito abierto, no contra el caso de trabajo.

Una ventana ancha es útil porque perdona cadenas de longitudes distintas. El Fronius Verto 33.3 admite de 150 a 870 V; el híbrido Deye SUN3/3.6/5/6K-SG04LP1 solo trabaja entre 150 y 425 V, así que en ese equipo la aritmética de cuántos módulos van en serie está mucho más encorsetada.

Por qué importa el número de canales

mppt_channels cuenta cuántos seguidores independientes lleva el inversor. Cada uno optimiza su propio grupo de cadenas, y esa independencia es justamente lo que se paga.

En una serie de paneles, el más débil marca la corriente de todos. Si se cuelgan una cadena orientada a este y otra a oeste del mismo seguidor, este tiene que encontrar un único punto de trabajo de compromiso para dos generadores que rinden a horas distintas: ambos pasan casi todo el día fuera de su óptimo. Las sombras se comportan igual, y una chimenea que barre una cadena arrastra consigo a todo el canal.

De ahí sale una regla sencilla: un canal MPPT por cada orientación, cada inclinación y cada régimen de sombras. Un faldón sur limpio y continuo se resuelve con un solo seguidor. Una casa en L con vertientes este y oeste necesita dos. Un tejado troceado por buhardillas y una salida de humos puede pedir tres aunque la potencia total sea modesta.

El número de canales crece con la potencia, pero no de forma proporcional, y los dos extremos son ilustrativos. El Fronius Tauro ECO 100-3-P es una máquina de 100 kW con un único canal MPPT y una ventana estrecha de 580 a 930 V: es un diseño para planta en suelo, donde todos los módulos miran igual y no hay nada que les dé sombra. En el otro extremo, el Growatt MAX 320K-X reparte 320 kW entre 30 canales y el GoodWe GT150 reparte 150 kW entre 10, porque una gran cubierta industrial rara vez es un solo plano limpio.

Hay arquitecturas que trasladan el problema a otro sitio. La base de datos no registra número de canales MPPT para el SolarEdge SE6000H ni para el SolarEdge SE3000H: en ese diseño cada módulo lleva su propio optimizador de potencia y el inversor mantiene su bus de continua a tensión fija en lugar de seguirla.

Límites de corriente por canal

max_input_current_a es el techo de un seguidor, no del inversor entero. Aquí es donde se acaba el sitio al poner cadenas en paralelo: dos cadenas en un mismo canal suman sus corrientes, y los módulos actuales de alta corriente hacen que esa suma llegue enseguida al límite.

La cifra responde al papel de cada máquina. El Fronius Symo GEN24 3.0 Plus admite 12,5 A por canal y el Huawei SUN2000-3-10KTL-M1 13,5 A, suficiente para una cadena en cada uno. El Deye SUN40/45/50K-G04 admite 40 A por canal, holgado para varias cadenas en paralelo. Y el Tauro ECO, de un solo canal, acepta 175 A, que es la única manera de meter 100 kW por un único seguidor.

Conviene vigilar los valores asimétricos. El Fronius Primo GEN24 3.0 figura como 22/12 A: sus dos canales no son equivalentes y el subgenerador grande tiene que ir en el que corresponde.

Modelos reales comparados

Los equipos de aislada siguen otras convenciones. El Victron Inverter RS Smart Solar es una unidad de alta frecuencia de 6.000 W que sigue de 80 a 450 V, con 450 V de entrada máxima: una ventana pensada para trabajar contra batería, no contra la red.

Los tres campos, leídos juntos

Conviene leerlos en orden. La ventana dice cuán larga puede ser una cadena y cuán corta puede permitirse ser. El número de canales dice en cuántos grupos independientes puede trocearse el tejado. El límite de corriente dice cuántas cadenas caben en paralelo dentro de cada grupo. Solo los tres juntos indican si un inversor encaja en un tejado, y ninguno dice nada sobre cuánta energía continua acaba llegando a la red: eso se trata en la guía de eficiencia.

Para el recorrido completo de dimensionado, fases y baterías, empiece por cómo elegir un inversor solar.