Esquemas de Instalación Fotovoltaica: Conectada a Red, Aislada e Híbrida

Un esquema de instalación fotovoltaica es la representación gráfica que muestra cómo se conectan y protegen todos los componentes de un sistema solar: paneles, inversor, baterías, protecciones y contador. Sin un esquema correcto, es imposible dimensionar el cableado, elegir el inversor adecuado o legalizar la instalación ante la distribuidora.

Si buscas un esquema específico, con contactor, con baterías de litio, trifásico o unifilar, o encontrarás en las secciones siguientes.

Qué es un esquema de instalación fotovoltaica y para qué sirve

Un esquema fotovoltaico es un documento técnico que representa gráficamente la disposición y conexión de todos los elementos de una instalación solar. No es solo un dibujo: es el documento base que el instalador necesita para ejecutar la obra, que el proyectista firma para la legalización y que la distribuidora exige para dar el alta al contador bidireccional.

Existen dos tipos de esquema que conviene no confundir:

• Esquema de principio (o esquema funcional): muestra el flujo de energía entre componentes — de dónde viene, a dónde va y qué hace cada elemento. Es el que se usa para explicar el sistema, dimensionarlo y presentarlo al cliente.
• Esquema unifilar: representa cada conductor con una sola línea, indica secciones de cable, calibres de protecciones e intensidades de diseño. Es el documento técnico exigido para la legalización ante la Administración y la distribuidora.

En España, el esquema unifilar es obligatorio para cualquier instalación fotovoltaica de autoconsumo según la ITC-BT-40 del REBT y el RD 244/2019. Sin él, la instalación no puede tramitarse ante la distribuidora para obtener el certificado de compensación de excedentes.

Elementos comunes en cualquier esquema fotovoltaico

Antes de ver los esquemas por tipo de instalación, conviene entender qué representa cada componente y qué función cumple. Estos elementos aparecen en todos los esquemas, independientemente de si la instalación es conectada a red, aislada o híbrida.

Componente	Función	Normativa aplicable
Paneles fotovoltaicos	Captan radiación solar y generan corriente continua (CC)	IEC 61215, IEC 61730
Caja de protecciones CC	Fusibles gPV, seccionador y protector de sobretensiones entre paneles e inversor	ITC-BT-40, UNE-HD 60364-7-712
Inversor / inversor híbrido	Convierte CC en corriente alterna (CA) apta para consumo y red	IEC 62109, EN 62109
Cuadro de protecciones CA	Magnetotérmico, diferencial clase A o B y protector VGA	ITC-BT-40, RD 244/2019
Contador bidireccional	Mide energía consumida y excedentes vertidos a red	RD 244/2019
Baterías (solo híbrida/aislada)	Almacenan excedentes para uso nocturno o en ausencia de red	IEC 62619

Protecciones de Corriente Continua (CC)

Las protecciones en el lado de corriente continua protegen el tramo entre los paneles y la entrada del inversor. Son las más específicas del sector fotovoltaico y las que más errores generan en instalaciones mal ejecutadas.

El REBT, a través de la ITC-BT-40 y la norma UNE-HD 60364-7-712, exige las siguientes protecciones en CC:

• Fusibles gPV: protegen cada string de paneles contra cortocircuitos. Deben ser del tipo gPV (específico para fotovoltaica, con corriente de fusión adecuada a la Isc del panel). No sirven fusibles gG convencionales.
• Seccionador CC: permite aislar los paneles del inversor para tareas de mantenimiento sin riesgo. Debe ser de tipo carga (bajo carga), ya que los paneles siempre generan tensión si hay luz.
• Protector de sobretensiones CC (SPD tipo II): protege el inversor y el cableado CC frente a transitorios de tensión por descargas atmosféricas o maniobras en la red. Obligatorio en instalaciones con longitudes de cableado CC superiores a 10 m o en zonas de alta actividad tormentosa.
• Detector de arco (AFCI): no es obligatorio en España en este momento, pero su instalación es cada vez más habitual en instalaciones de mayor potencia para detectar arcos eléctricos en el cableado CC, que son la principal causa de incendios en instalaciones fotovoltaicas.

Protecciones de Corriente Alterna (CA)

En el lado de alterna, las protecciones protegen la instalación doméstica y garantizan la desconexión segura en caso de fallo de red o anomalía de tensión.

• Interruptor magnetotérmico (IGA): protege contra sobrecargas y cortocircuitos en el tramo entre el inversor y el cuadro general. Su calibre debe dimensionarse en función de la corriente nominal de salida del inversor.
• Interruptor diferencial clase A o B: protege contra contactos indirectos y corrientes de fuga a tierra. La ITC-BT-40 exige diferencial de clase A (como mínimo) para instalaciones con inversores de tecnología transformatorless, que son la mayoría de los inversores modernos.
• Protector de sobretensiones CA (SPD tipo II): protege los equipos frente a transitorios procedentes de la red.
• Relé de máxima y mínima tensión / frecuencia (VGA o interfaz de conexión): es el elemento que garantiza la desconexión automática del inversor cuando la red falla o la tensión/frecuencia sale de los rangos definidos por la distribuidora. En inversores modernos está integrado internamente, pero en algunos casos se instala de forma externa.

Conexión de paneles en serie y en paralelo

La forma en que se agrupan los paneles determina la tensión y la intensidad que llega al inversor, y por tanto el rendimiento y la seguridad del sistema.

• Conexión en serie: los paneles se conectan positivo con negativo. La tensión se suma, la intensidad se mantiene. Se usa cuando el inversor requiere tensiones de entrada elevadas (MPPT de 200–800 V en inversores de red). Todos los paneles del string deben ser del mismo modelo y tener la misma orientación para evitar pérdidas por mismatch.
• Conexión en paralelo: se conectan positivos entre sí y negativos entre sí. La intensidad se suma, la tensión se mantiene. Se usa en sistemas de baja tensión con reguladores de carga (12 V, 24 V, 48 V) típicos de instalaciones aisladas.
• Conexión mixta (serie-paralelo): combina ambas. Se forman strings en serie y luego los strings se conectan en paralelo en la caja CC. Permite optimizar la entrada a cada MPPT del inversor maximizando la producción.

Cuando se conectan strings en paralelo directamente en la caja CC, es obligatorio instalar fusibles gPV en cada string para proteger contra corrientes de retorno en caso de fallo de un panel.

Esquema instalación fotovoltaica conectada a red (autoconsumo sin baterías)

Es la instalación más habitual en viviendas y empresas conectadas a la red eléctrica. Permite reducir la factura consumiendo directamente la energía generada por los paneles durante las horas de sol y, si hay excedentes, verterlos a la red con compensación económica según el RD 244/2019.

Esquema monofásico para vivienda unifamiliar

El esquema monofásico es el más común en instalaciones residenciales de hasta 5–6 kW de potencia. El inversor entrega corriente alterna en una sola fase (230 V) que se incorpora al cuadro general de la vivienda.

En una instalación fotovoltáica residencial típica de vivienda unifamiliar encontramos:

• String de paneles en serie: por ejemplo, 10 paneles de 420 Wp conectados en serie forman un string de 420 × 10 = 4.200 Wp con una tensión de string de aproximadamente 400 V DC en condiciones de máxima potencia.
• Inversor monofásico: recibe la CC del string, la convierte en CA a 230 V / 50 Hz y la inyecta en el cuadro. Los inversores monofásicos más habituales en este rango son de 3 kW, 4 kW, 5 kW y 6 kW.
• Meter o analizador de red: se instala en el cuadro general para que el inversor sepa en todo momento cuánto consume la vivienda y regule la producción para no verter más de lo permitido (en instalaciones con limitación de vertido cero).

Protecciones necesarias en este esquema:

Elemento	Especificación mínima
Fusibles gPV string	Calibre ≥ 1,56 × Isc del panel
Seccionador CC	Tensión nominal ≥ 1,25 × Voc string
SPD CC	Uc ≥ 1,25 × Voc string
Magnetotérmico CA	Calibre según In del inversor
Diferencial CA	Clase A, 30 mA
VGA	Integrado en el inversor (verificar homologación)

Esquema trifásico para industria o gran consumo

En instalaciones de más de 5 kW, o cuando la instalación se conecta a un suministro trifásico (empresas, locales comerciales, naves industriales), el inversor debe ser trifásico para equilibrar la carga entre las tres fases.

En el esquema trifásico el flujo es idéntico al monofásico, pero el inversor entrega corriente alterna en tres fases (400 V entre fases / 230 V entre fase y neutro). Esto permite instalar potencias de 8 kW, 10 kW, 15 kW o más en una sola unidad.

En instalaciones de placas solares industriales donde se necesita mayor potencia es habitual combinar varios strings conectados a diferentes entradas MPPT del inversor, lo que permite orientar algunos paneles al sur y otros al sureste o suroeste maximizando las horas de producción.

Los esquemas con todas las protecciones indicadas según normativa, están revisados por nuestro equipo de ingeniería y son válidos como documento de referencia para la tramitación de la instalación.

Esquema instalación fotovoltaica con baterías (sistema híbrido)

El sistema híbrido combina autoconsumo conectado a red con almacenamiento en baterías. Durante el día, los paneles abastecen el consumo y cargan las baterías. Por la noche o cuando la producción solar es insuficiente, las baterías suministran la energía acumulada. Si las baterías están llenas y hay excedentes, estos se vierten a red.

La gran ventaja de llevar a cabo una instación de baterias solares frente al sistema sin baterías es la independencia parcial de la red: el porcentaje de autoconsumo sube del 30–40% típico de un sistema sin almacenamiento hasta el 70–90% con un dimensionado correcto de baterías.

Esquema con inversor híbrido y baterías de litio

El inversor híbrido es el elemento central de este esquema. A diferencia del inversor de red convencional, gestiona simultáneamente tres fuentes de energía: los paneles (CC), las baterías (CC) y la red (CA). Incorpora internamente el cargador de baterías y la lógica de gestión energética.

Las baterías de litio (tecnología LFP — litio ferrofosfato — en la mayoría de instalaciones residenciales actuales) se conectan al inversor híbrido mediante un bus de corriente continua a 48 V en instalaciones pequeñas o a alta tensión (200–500 V) en sistemas de mayor capacidad como los de Huawei o SolarEdge.

Elementos adicionales respecto al esquema sin baterías:

• BMS (Battery Management System): integrado en las baterías de litio modernas. Gestiona el estado de carga, la temperatura y la comunicación con el inversor (protocolo CAN bus o RS485).
• Comunicación inversor-batería: el inversor y las baterías deben ser compatibles entre sí. Marcas como Huawei, Growatt, Goodwe o Deye tienen sus propios protocolos de comunicación. Siempre verificar la compatibilidad antes de especificar la instalación.

Esquema con contactor y función back up

Cuando se quiere garantizar suministro eléctrico ante un corte de red — lo que se denomina función EPS (Emergency Power Supply) o back up — el esquema incorpora un contactor o conmutador de red que aísla automáticamente la instalación de la red en caso de fallo.

En este esquema, el contactor se conecta entre el cuadro general y la red. Cuando la red falla, el contactor se abre en milisegundos y el inversor pasa a modo isla, alimentando los consumos de la vivienda exclusivamente con las baterías. En ningún caso el inversor puede verter energía a la red en modo isla, ya que supondría un riesgo para los trabajadores de la distribuidora.

No todos los inversores híbridos tienen función back up real. Algunos solo hacen EPS parcial (con tiempos de conmutación de hasta 20 ms, suficiente para ordenadores y electrodomésticos modernos) y otros son capaces de alimentar cargas monofásicas desde un sistema trifásico en modo isla. Verificar las especificaciones del fabricante antes de especificar.

Esquema instalación fotovoltaica aislada (off-grid)

Una instalación fotovoltaica aislada es aquella que no tiene conexión a la red eléctrica. Toda la energía que se consume proviene de los paneles solares y se almacena en baterías. No hay posibilidad de recurrir a la red en caso de falta de producción solar, por lo que el dimensionado debe ser más conservador y tener en cuenta los peores días de radiación del año en la ubicación de la instalación.

Es la solución habitual en masías, refugios de montaña, instalaciones agrícolas, casas rurales alejadas de la red o en cualquier punto donde el coste del enganche a red supera con creces el de la instalación fotovoltaica.

En instalaciones con inversor-cargador (como los de Victron Energy o Studer), el regulador de carga y el inversor pueden estar integrados en un solo equipo, simplificando el esquema y reduciendo las pérdidas de conversión.

Esquema básico: panel → regulador → batería → inversor

Este es el esquema más sencillo de una instalación aislada y el punto de partida para entender el resto. Sus componentes son:

• Paneles solares: generan corriente continua proporcional a la irradiancia. En instalaciones aisladas pequeñas, los paneles suelen conectarse en paralelo para mantener la tensión del sistema (12 V, 24 V o 48 V) o en serie-paralelo en sistemas de mayor potencia con reguladores MPPT de alta tensión.
• Regulador de carga MPPT: extrae la máxima potencia de los paneles (Maximum Power Point Tracking) y la adapta a la tensión del banco de baterías. Es superior al regulador PWM porque funciona con tensiones de string más altas que la batería, lo que reduce las pérdidas en el cableado.
• Banco de baterías: almacena la energía para el consumo nocturno o en días sin sol. La capacidad se dimensiona en función del consumo diario y la autonomía deseada (número de días sin sol que la instalación debe aguantar). En instalaciones modernas se usan baterías de litio LFP por su mayor ciclo de vida (3.000–6.000 ciclos frente a 500–1.000 de las de plomo-ácido) y su mayor profundidad de descarga (hasta el 80–90% frente al 50% recomendado en plomo).
• Inversor: convierte la corriente continua de las baterías en corriente alterna a 230 V / 50 Hz. En instalaciones aisladas, el inversor debe dimensionarse para la potencia máxima simultánea de todos los consumos que se van a conectar, incluyendo las puntas de arranque de motores (nevera, bomba de agua, etc.).

Esquema unifilar instalación fotovoltaica aislada

El esquema unifilar de una instalación aislada representa con una sola línea cada circuito, indicando:

• Sección de los conductores en cada tramo (mm²)
• Caída de tensión máxima admisible (≤ 3% en CC y ≤ 3% en CA según recomendación IDAE)
• Calibre y tipo de cada protección
• Intensidades de diseño en cada tramo
• Tensión nominal del sistema (12 V, 24 V, 48 V)

Este esquema es el documento técnico que se entrega con la instalación y que puede ser requerido por las autoridades competentes en comunidades autónomas que exigen registro de instalaciones aisladas de autoconsumo.

Esquema con sistema Victron Energy aislada

Victron Energy es una de las marcas de referencia en instalaciones aisladas de media y alta potencia. Sus equipos (inversor-cargadores Multiplus o Quattro, reguladores SmartSolar MPPT y monitores BMV o Cerbo GX) permiten configuraciones muy flexibles y cuentan con una amplia documentación técnica.

En una instalación Victron aislada típica, el esquema incluye:

• Victron SmartSolar MPPT: regulador de carga de alta eficiencia (hasta 98%) con comunicación VE.Direct o VE.Can al sistema de monitorización.
• Victron Multiplus-II: inversor-cargador que combina en un equipo el inversor, el cargador de red (para cargar baterías desde un generador auxiliar) y la función de transferencia automática.
• Cerbo GX: unidad de monitorización y control que centraliza la información de todos los equipos Victron y permite seguimiento remoto vía VRM Portal.
• Baterías de litio Pylontech o BYD: compatibles con comunicación CAN con el Multiplus, lo que permite gestión automática del estado de carga y protección de las baterías.

Esquema cuadro de protecciones fotovoltaico

El cuadro de protecciones es el elemento más crítico desde el punto de vista de la seguridad y la legalización. Un cuadro mal dimensionado o con protecciones para paneles solares incorrectas puede provocar un incendio, dañar el inversor o impedir la tramitación del certificado de instalación.

En toda instalación fotovoltaica existen dos cuadros de protecciones diferenciados: el de corriente continua (CC), entre los paneles y el inversor, y el de corriente alterna (CA), entre el inversor y el cuadro general de la instalación.

Aquí encontrarás todo lo que debes saber sobre protecciones para paneles solares para cumplir con el REBT (ITC-BT-40) y la normativa UNE-HD 60364-7-712 

Protecciones CC obligatorias según ITC-BT-40

La ITC-BT-40 del REBT, complementada por la norma UNE-HD 60364-7-712, establece los requisitos mínimos para el tramo de corriente continua:

Fusibles gPV por string Los fusibles gPV son la primera línea de defensa contra cortocircuitos en el cableado CC. Se instalan en el positivo de cada string (y en el negativo si el sistema no es de polo puesto a tierra) dentro de la caja de protecciones CC. El calibre se calcula como:

In_fusible ≥ 1,56 × Isc_panel × número de strings en paralelo / (número de strings en paralelo – 1)

Solo son necesarios cuando se conectan dos o más strings en paralelo. Con un solo string no es necesario instalar fusibles.

• Seccionador CC bajo carga Permite aislar los paneles del inversor con seguridad. Debe soportar la corriente de cortocircuito de todos los strings en paralelo y la tensión de circuito abierto del sistema (Voc × número de paneles en serie × 1,25 de factor de seguridad).
• Protector de sobretensiones CC (SPD) Protege el inversor frente a sobretensiones transitorias. Se instala en la caja CC con una tensión de protección Up inferior a la tensión de aislamiento del inversor en el lado CC. En zonas con riesgo de impacto directo de rayo se complementa con un SPD tipo I.

Protecciones CA y esquema del cuadro general

En el lado de alterna, las protecciones garantizan la seguridad de las personas y de la instalación frente a fallos del inversor o de la red.

Interruptor General de la instalación (IGA) de salida del inversor Se dimensiona en función de la corriente nominal de salida del inversor:

Calibre IGA ≥ 1,25 × In_inversor

Por ejemplo, para un inversor de 5 kW monofásico con corriente nominal de salida de 21,7 A, el IGA mínimo sería de 25 A.

• Interruptor diferencial clase A Los inversores transformatorless (la gran mayoría de los inversores actuales de conexión a red) pueden generar corrientes de fuga de componente continua. El diferencial debe ser de clase A (mínimo) para detectar estas corrientes. En algunos casos con inversores sin transformador el fabricante exige clase B (más sensible).
• Protector VGA (Vigilante de Tensión y Frecuencia) Garantiza que el inversor se desconecta automáticamente si la tensión o la frecuencia de red sale de los rangos establecidos por la distribuidora. En inversores modernos con homologación para España está integrado internamente y certificado por el fabricante. La distribuidora puede exigir su certificación durante el trámite de alta.

Normativa aplicable a los esquemas fotovoltaicos en España

A diferencia de otros países europeos (Francia, Bélgica), donde se aplican normativas nacionales propias como la NF C 15-100 o el RGIE, en España la normativa para instalaciones fotovoltaicas se articula en torno a tres documentos principales:

• Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) — ITC-BT-40 Es el reglamento general de instalaciones eléctricas de baja tensión. La instrucción técnica complementaria ITC-BT-40 regula específicamente las instalaciones generadoras de baja tensión, incluyendo las fotovoltaicas. Establece los requisitos de protección, los esquemas eléctricos necesarios y las condiciones de conexión a la red de distribución.
• UNE-HD 60364-7-712 Es la norma española equivalente a la norma europea HD 60364-7-712, que establece los requisitos específicos para instalaciones fotovoltaicas. Complementa la ITC-BT-40 en cuanto a protecciones CC, secciones de cableado y puesta a tierra de los sistemas fotovoltaicos.
• Real Decreto 244/2019 Regula las condiciones administrativas, técnicas y económicas del autoconsumo de energía eléctrica. Define los tipos de autoconsumo (sin excedentes y con excedentes), los requisitos para el acceso al mecanismo de compensación simplificada y los plazos de tramitación ante la distribuidora. Es el decreto que hizo posible la instalación de sistemas fotovoltaicos residenciales sin trámites complejos para instalaciones de hasta 100 kW.

Todos los esquemas que realizamos en Fotovol están diseñados conforme a estas tres normativas. La aplicación de normativa extranjera (NF C 15-100 u otras) no es válida para legalizar una instalación en España.

¿Necesitas un esquema personalizado para tu instalación?

Cada instalación fotovoltaica es diferente: la potencia, la orientación de los paneles, el tipo de cubierta, el acceso a la red y las necesidades de consumo condicionan el esquema y los componentes. Los esquemas genéricos de este artículo son una referencia técnica, pero no sustituyen al proyecto de ingeniería que exige la legalización.

En Fotovol diseñamos, instalamos y legalizamos instalaciones fotovoltaicas en Cataluña: sistemas de autoconsumo conectados a red, instalaciones híbridas con baterías y sistemas aislados off-grid. Nuestro equipo de ingeniería prepara el proyecto técnico completo, incluyendo el esquema unifilar firmado, la memoria de cálculo y la tramitación ante la distribuidora y la Administración. Consulta gratuita y sin compromiso.

Preguntas frecuentes sobre esquemas fotovoltaicos