Un inversor de energía solar es un componente esencial en un sistema solar fotovoltaico, ya que se encarga de convertir la corriente continua (CC) generada por los paneles solares en corriente alterna (CA) utilizable en el hogar o en la red eléctrica. En este artículo, te explicaremos detalladamente cómo funciona un inversor de energía solar y cuáles son sus principales características y aplicaciones.
Funcionamiento de un inversor de corriente para paneles solares
Existen diferentes tipos de inversores solares, pero en general, todos funcionan de manera similar. Los inversores estáticos son los más comunes y se utilizan para realizar la conmutación de la corriente. Estos inversores trabajan en conjunto con otros dispositivos semiconductores de potencia y pueden funcionar en dos modos: corte (OFF) y saturación (ON).
En el modo de corte, el inversor interrumpe el flujo de corriente, mientras que en el modo de saturación, permite el flujo de corriente. Como resultado, la señal de corriente alterna generada por el inversor estática es cuadrada.
Para obtener una señal de corriente alterna sinusoidal, es necesario filtrar la señal cuadrada a través de filtros de potencia. Este proceso de filtrado implica el uso de condensadores y bobinas para reducir los armónicos y mejorar el rendimiento del sistema.
Además de la conversión de corriente, un inversor solar también tiene la función de regular la tensión de salida. Esto se puede lograr de tres maneras diferentes: regulando la tensión antes del inversor mediante convertidores de tipo DC/DC, regulando la tensión en el propio inversor a través de un sistema de control PWM o regulando la tensión en la salida del inversor mediante un auto-transformador.
Parámetros fundamentales de un inversor fotovoltaico
Al adquirir un inversor solar, tener en cuenta varios parámetros clave:
- Tensión nominal: Es la tensión utilizada en los terminales de entrada del inversor solar.
- Potencia nominal: Es la potencia máxima que puede suministrar el inversor de manera continua.
- Capacidad de sobrecarga: Hace referencia a la capacidad del inversor para suministrar una potencia mayor a la nominal durante un período de tiempo determinado.
- Forma de onda: La señal de corriente alterna generada por el inversor puede tener diferentes formas de onda, como cuadrada, cuadrada modulada, senoidal pura o senoidal modificada.
- Eficiencia o rendimiento: Es la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada del inversor, expresada como un porcentaje. La eficiencia puede variar según las condiciones de carga y la potencia nominal del inversor.
Tipos de inversores fotovoltaicos
Existen dos criterios principales para clasificar los tipos de inversores solares: la aplicación para la que están destinados y la forma de su onda de salida. En general, se pueden distinguir dos grupos principales:
- Inversores de aislada: Estos inversores se utilizan en sistemas con baterías y tienen tensiones de 12V, 24V o 48V.
- Inversores de interconexión: Estos inversores se conectan a la red eléctrica externa y se utilizan para el autoconsumo o la venta de energía. Deben cumplir con requisitos técnicos específicos.
En cuanto a la forma de onda de salida, los inversores pueden ser de onda cuadrada, de onda cuadrada modulada, de onda senoidal pura o de onda senoidal modificada. La elección del tipo de inversor dependerá de las necesidades de consumo y de los dispositivos conectados al sistema solar.
Rendimiento de un inversor fotovoltaico
Al elegir un inversor solar, es importante considerar las pérdidas de eficiencia que pueden ocurrir debido a la conmutación y a los elementos pasivos como condensadores, filtros y transformadores. La eficiencia de los inversores solares varía, pero en general, los modelos de alta calidad tienen una eficiencia entre el 90% y el 94%.
Tener en cuenta que la eficiencia del inversor puede verse afectada por la tensión de entrada de los paneles solares. En general, una mayor tensión continua de entrada resultará en una mayor eficiencia del inversor.
Conexión a la red eléctrica
Para conectar un sistema solar a la red eléctrica, es necesario cumplir con ciertos requisitos y garantizar la seguridad de los operadores. Algunos de los aspectos clave a considerar son:
- Compatibilidad con la red eléctrica: El inversor solar debe cumplir con las especificaciones técnicas y de seguridad de la red eléctrica.
- Protecciones: El sistema solar debe contar con protecciones adecuadas para evitar la entrega de energía sin las medidas de seguridad necesarias.
- Desconexión automática: El inversor solar debe desconectarse automáticamente en caso de fallos como sobre/subtensión o sobre/subfrecuencia.
- Punto de desconexión accesible: Se debe instalar un punto de desconexión que sea accesible para cualquier persona en caso de emergencia.
Un inversor de energía solar es un componente esencial en un sistema solar fotovoltaico. Su función principal es convertir la corriente continua generada por los paneles solares en corriente alterna utilizable. Al elegir un inversor solar, tener en cuenta parámetros como la potencia nominal, la eficiencia y la forma de onda de salida. Además, se deben cumplir ciertos requisitos para conectar el sistema solar a la red eléctrica.