En un sistema de autoconsumo eléctrico, el inversor se considera la parte más importante. Es un dispositivo que convierte la corriente continua (CC) que generan los paneles solares en corriente alterna (CA) que se necesita para alimentar los dispositivos electrónicos de los hogares. Los inversores son solo un ejemplo de una clase de dispositivos llamados electrónica de potencia que regulan el flujo de energía eléctrica. En este artículo veremos cómo funciona un inversor, la eficiencia del inversor, cuáles son los diferentes tipos de inversores disponibles.

¿Cómo funciona un inversor solar?

Básicamente, un inversor logra la conversión de CC a CA al cambiar la dirección de una entrada de CC hacia adelante y hacia atrás muy rápidamente. Como resultado, una entrada de CC se convierte en una salida de CA. Además, se pueden usar filtros y otros componentes electrónicos para producir un voltaje que varía como una onda sinusoidal repetitiva y limpia que se puede inyectar en la red eléctrica. Aunque el trabajo principal del inversor es convertir la energía de CC producida por la instalación de autoconsumo eléctrico en energía de CA utilizable, su función solo se está expandiendo. Los inversores permiten la monitorización para que los instaladores y propietarios puedan ver el rendimiento de un sistema. Los inversores también pueden proporcionar información de diagnóstico para ayudar a los equipos de operación y mantenimiento a identificar y solucionar problemas del sistema. Estos importantes componentes están asumiendo cada vez más funciones de control y toma de decisiones para ayudar a mejorar la estabilidad y la eficiencia de la red.

Eficiencia de inversores solares

Un elemento clave en la conversión de energía estable es la eficiencia del inversor. Se puede decir que la eficiencia del inversor es buena cuando no hay una diferencia significativa entre la potencia de entrada y la potencia de salida. Sin embargo, debido a la naturaleza del dispositivo, las pérdidas de energía son inevitables. La eficiencia de un inversor indica cuánta energía de CC se convierte en energía de CA. Parte de la energía se puede perder en forma de calor, y también se consume algo de energía de reserva para mantener el inversor en modo alimentado. La eficiencia generalmente varía entre el 95 y el 98%. Entonces, por ejemplo, si su inversor tiene una eficiencia del 98%, solo se perderá el 2% de la electricidad generada. La eficiencia es un aspecto importante cuando se trata de inversores. La curva de eficiencia como se ve en la Figura 2 le dice en detalle cómo funcionará un inversor con su matriz solar a diferentes niveles de salida. Esto, en combinación con el conocimiento de qué tan bien funciona su matriz de paneles solares a lo largo del día, le permitirá comprender con mayor precisión el rendimiento de su inversor. Comprender la curva de eficiencia de su inversor será especialmente relevante en caso de que haya sobredimensionado su inversor con la salida de la matriz solar. Veamos los diferentes tipos de inversores disponibles.

Tipos de inversores solares para una instalación de autoconsumo eléctrico

Inversor de cadena

Los inversores de cadena llevan mucho tiempo en el mercado y es una de las opciones disponibles más antiguas hasta la fecha. Este tipo de inversores están conectados a múltiples cadenas de paneles solares. Este tipo de inversor es capaz de manejar múltiples cadenas de paneles solares. Para aplicaciones comerciales y residenciales, los inversores de cadena suelen tener una potencia nominal de entre 1 y 100 kW. La eficiencia máxima suele ser del orden del 96% o el 98%. El tamaño del inversor de cadena en kilovatios (kW) y la potencia de los paneles solares que utilice determinarán cuántos paneles puede conectar a un inversor sin desperdiciar energía. Los inversores de cadena son soluciones efectivas y asequibles para sistemas solares a pequeña escala. Cuando los paneles tienen poca o ninguna sombra, los inversores de cadena son los más adecuados para este tipo de sistemas.

Micro inversor

Los micro inversores o micro inversores solares, a diferencia de los inversores de cadena, están conectados a un solo módulo solar para convertir CC en CA. Una de las principales ventajas sobre el inversor convencional es que las pequeñas cantidades de sombreado, suciedad o incluso una falla completa del módulo no reducen desproporcionadamente la salida de toda la matriz. Cada micro inversores tiene seguidores de punto de máxima potencia (MPPT) que optimizan la potencia de salida de los paneles solares. El monitoreo y el mantenimiento son más fáciles, ya que muchos productores de micro inversores proporcionan aplicaciones o sitios web para monitorear la potencia de salida de sus instalaciones de autoconsumo eléctrico. Las desventajas incluyen todavía una tecnología relativamente nueva y solo hay un pequeño número de fabricantes. Más caro que los inversores de cadena y potencialmente solo útil en situaciones en las que el sombreado es un problema importante.

Inversor central

Los inversores centrales son inversores de alta capacidad diseñados para ser utilizados con grandes sistemas solares del tamaño de una central eléctrica, como en una granja solar. Es como un inversor de cadena grande diseñado para manejar más energía y ofrecer eficiencias / economías de escala. Los inversores centrales no se utilizan para sistemas solares residenciales, ya que su nombre sugiere que todas las cadenas de módulos se fusionan en este único inversor. Algunas de las ventajas incluyen bajo costo, más confiabilidad, ya que se colocan en ambientes protectores y pueden producir mucha más energía. Las principales desventajas incluyen que, dado que los inversores centrales tienen una alta clasificación de voltaje de CC, poseen un factor de alto riesgo. Tampoco es fácil de reemplazar.

Generalmente, los inversores conectados a una red de autoconsumo eléctrico están diseñados para uso en exteriores, aunque la mayoría de los inversores fuera de la red no son resistentes a la intemperie y generalmente se montan en interiores, cerca del banco de baterías. Como regla general, los inversores diseñados para uso en exteriores se pueden instalar en exteriores o en interiores, sin embargo, los inversores de interior solo se pueden instalar en interiores. La gran mayoría de los inversores de cadena o conectados a la red disponibles en la actualidad están diseñados para su instalación en exteriores. Todos los fabricantes importantes tienen sus productos protegidos del viento, lluvia, nieve o protección adicional contra el polvo de corrosión, etc. Al elegir el lugar para instalar un inversor, es esencial que se mantengan las condiciones ambientales especificadas por el fabricante. Existen requisitos de temperatura y humedad para estos dispositivos. El lugar de instalación ideal para inversores es fresco, seco, sin polvo y en interiores. Sin embargo, existe un número creciente de aplicaciones para las que esto no es práctico o no es deseable. Con un diseño de sistema apropiado, la instalación de un inversor al aire libre puede ser una opción razonable y exitosa.

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