Conceptos básicos de inversores solares: tipos y aplicaciones

Los paneles solares son la parte más visible y reconocible de un sistema de energía solar. Sin embargo, los inversores son igualmente importantes, ya que convierten la energía de CC de los paneles solares en la energía de CA utilizada por los dispositivos eléctricos. Los inversores también se sincronizan con la red local, por lo que el edificio puede utilizar la electricidad de los paneles solares y la red al mismo tiempo.


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Los inversores tienen un tamaño ligeramente más pequeño que las matrices de paneles solares, y esta decisión de diseño tiene una razón económica. Los paneles solares alcanzan la salida máxima durante breves períodos alrededor del mediodía y generan energía parcial el resto del día. Si un inversor se dimensiona de acuerdo con la potencia máxima de los paneles solares, se desperdiciará parte de su capacidad. Por ejemplo, puede encontrar una matriz solar de 60 kW con un inversor de 50 kW.

  • La diferencia entre el vataje del panel solar y la capacidad del inversor se denomina relación CC / CA o relación de carga del inversor (ILR).
  • Si tiene 133 kW de paneles solares y un inversor de 100 kW, la relación CC / CA es 1,33.

En esta publicación de blog, describiremos los principales tipos de inversores solares y sus características de rendimiento.

Tipos de inversores solares

Conceptos básicos de inversores solares: tipos y aplicaciones

Inversores de cadena son el tipo más común y reciben su nombre porque paneles solares se conectan juntos en «circuitos de cadena» y luego se conectan al inversor. Generalmente, los inversores de mayor capacidad tienen una mayor cantidad de circuitos de cadena. Por ejemplo, un inversor de 10 kW puede tener 2 o 3 circuitos, mientras que un inversor de 60 kW puede tener 12.

Microinversores son pequeños dispositivos que se conectan directamente a los paneles solares, en lugar de cablearlos a un inversor central con circuitos de cadena. Los microinversores pueden lograr una mayor eficiencia, ya que la producción de electricidad de cada panel solar se controla de forma individual. Sin embargo, necesita un inversor por panel, lo que hace que la instalación sea más cara y laboriosa. Las necesidades de mantenimiento de estos sistemas también son más complejas: si tiene 300 paneles solares, también tiene 300 microinversores.

Inversores de cadena con optimizadores de potencia Combine ambos conceptos descritos anteriormente. Los paneles solares están conectados en circuitos de cadena y cableados a un inversor central, pero también tienen optimizadores de energía individuales: convertidores de CC a CC que regulan el voltaje y la corriente, para maximizar la potencia entregada por cada panel.

¿Qué es un inversor híbrido?

Conceptos básicos de inversores solares: tipos y aplicaciones

Los inversores solares solo están diseñados para manejar el flujo de energía en una dirección: desde los paneles solares hasta el edificio, mientras envían el excedente de electricidad a la red.

Sin embargo, muchas instalaciones solares ahora están equipadas con sistemas de bateríay su funcionamiento se vuelve más complejo. La electricidad ahora puede moverse en múltiples direcciones, y los siguientes son algunos ejemplos:

  • De los paneles solares al edificio
  • De paneles solares a baterías
  • De los paneles solares a la red eléctrica
  • De las baterías al edificio
  • De las baterías a la red eléctrica
  • Simultáneamente de paneles solares y baterías al edificio

Un inversor de cadena tradicional no está diseñado para gestionar todos estos flujos de energía; necesita un inversor híbrido utilizar energía solar con almacenamiento de energía. Los paneles solares se conectan normalmente en circuitos de cadena cuando se usa un inversor híbrido, y algunos modelos son compatibles con optimizadores de energía.

Los inversores híbridos normalmente vienen con herramientas de monitoreo integradas, que brindan una imagen clara del rendimiento del sistema. Por ejemplo, puede comprobar cuánta electricidad solar consume el edificio, se almacena en el sistema de baterías y se exporta a la red.

Comprensión de MPPT: seguimiento del punto de máxima potencia

Conceptos básicos de inversores solares: tipos y aplicaciones

Paneles solares entregan más potencia cuando operan con el voltaje y la corriente óptimos. Sin embargo, sus condiciones de funcionamiento cambian constantemente, ya que la luz solar varía a lo largo del día y el clima cambia constantemente. Esto significa que el voltaje y la corriente óptimos no son constantes.

Un MPPT es un dispositivo electrónico similar a un optimizador de energía, que aumenta la productividad de los paneles solares. Sin embargo, en lugar de optimizar un módulo individual, un circuito MPPT optimiza una cadena completa de módulos. Los circuitos MPPT también forman parte del inversor y no se instalan por separado como los optimizadores de energía.

Los paneles solares a menudo se dividen en grupos de paneles para aprovechar el área del techo disponible. Sin embargo, esto también significa que los grupos de paneles solares tendrán diferentes orientaciones y condiciones de funcionamiento. Idealmente, los paneles solares con condiciones similares deberían conectarse juntos en la misma cadena y deberían estar optimizados por el mismo circuito MPPT.

Conclusión

Los inversores son tan importantes como los paneles solares, ya que convierten su potencia de CC en una forma utilizable, al tiempo que optimizan su producción de electricidad. Los inversores híbridos son muy útiles si planea agregar almacenamiento de energía, ya que pueden controlar paneles solares y baterías simultáneamente sin dispositivos externos. Si desea instalar paneles solares y está considerando baterías en el futuro, la mejor opción es usar inversores híbridos desde el principio; esto le ahorrará un reemplazo más adelante.