Si estás considerando instalar paneles solares, una de las decisiones importantes que debes tomar es si utilizar un inversor central o varios microinvertidores. Para comprender esta elección, primero necesitamos entender qué es un inversor y por qué es necesario.
¿Qué es un inversor y por qué lo necesito?
Los paneles solares convierten la luz solar en electricidad de corriente continua (CC) a una tensión relativamente baja de 12-17 voltios. Sin embargo, tus luces y otros electrodomésticos utilizan electricidad de corriente alterna (CA) a una tensión mucho más alta (130 voltios para América del Norte, 220-230 voltios para Europa, Australia y muchos otros países en todo el entorno). Por lo tanto, necesitamos un dispositivo que aumente la tensión y convierta la energía de CC en CA: aquí es donde entra en juego el inversor. Un inversor también aumenta la seguridad de un sistema de energía solar al permitir apagar la conexión a los paneles y/o la conexión a la red (por ejemplo, cuando el inversor necesita ser reparado). Si el entorno de la energía solar es nuevo para ti, te recomendamos que consultes whatnextnow solar discover para obtener más información sobre lo que la energía solar puede hacer por ti en tu ubicación.
Los contendientes: Inversor central vs. microinvertidores
Existen dos tipos de inversores en el mercado: los inversores centrales y los microinvertidores. Los inversores centrales, también llamados inversores de cadena, conectan una cadena de paneles fotovoltaicos y convierten la electricidad de CC en CA (una cadena es el término utilizado para paneles solares conectados en serie). Una cadena generalmente tiene un máximo de alrededor de diez o más paneles solares y la salida se pasa a través del inversor central. Por otro lado, los microinvertidores representan un enfoque muy diferente: se adjunta un microinversor a cada panel solar. Los microinvertidores son mucho más pequeños y convierten la salida de CC de cada panel inmediatamente en CA. La corriente de CA de cada panel se combina y se envía a la red o a tu banco de baterías.
La tecnología de microinvertidores no es nueva, pero su debut en el mercado es relativamente reciente. Fueron inventados en la década de 1980 y han estado disponibles comercialmente desde 1993, pero con una adopción limitada. En 2008, el líder actual del mercado en microinvertidores, Enphase Energy, lanzó Enphase M175, uno de los primeros microinvertidores que logró un gran éxito comercial a gran escala. Desde entonces, se han vendido millones de unidades de microinvertidores de varios fabricantes.
A medida que la tecnología de microinversores se vuelve más popular, es muy probable que recibas una cotización de un instalador solar con la opción de microinversores (generalmente presentada como el producto premium ). Para tomar la mejor decisión para tu inversión solar, siempre es una buena idea explorar las ventajas y desventajas de los microinvertidores.
Ventajas de los microinvertidores
Un problema común de los paneles solares conectados a un inversor central es que si uno de los paneles falla, detiene toda la cadena, lo que resulta en una pérdida significativa o completa del suministro eléctrico. Esto también se aplica a la sombreado, donde uno o dos paneles sombreados pueden causar que el sistema produzca a un nivel bajo, ya que el inversor central optimiza la salida en función del eslabón más débil de la cadena. Peor aún, es posible que nunca te des cuenta de que el sistema está funcionando a niveles subóptimos, ya que una reducción menor en el rango del 10-20% puede ser el resultado de condiciones climáticas o un panel solar defectuoso.
Por otro lado, con los microinvertidores, si un panel solar o el microinversor adjunto falla, esto solo tendrá un impacto menor en el sistema en general, ya que se elimina la dependencia del eslabón más débil. Esto permite que cada panel solar funcione a su máximo potencial según las condiciones climáticas, el sombreado y otros factores externos. Como resultado, un panel solar no puede arrastrar el rendimiento de todo el conjunto de paneles solares. Un inversor central trata todo el grupo de paneles solares como un solo panel gigante con las propiedades eléctricas de la unidad de menor rendimiento. El rendimiento de este eslabón más débil puede verse comprometido debido a un defecto técnico o un factor externo (como acumulación de suciedad, sombreado durante un momento específico del día o un cambio en la orientación). Además, en un diseño centralizado, todos los paneles generalmente se orientan de la misma manera, pero en casos en los que esto no es factible (por ejemplo, en un techo con una forma geométrica compleja), la orientación uniforme puede no resultar en la máxima salida de todos los paneles.
Volviendo un poco más técnico, el tipo de optimización que los inversores realizan se llama seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT, por sus siglas en inglés). Solo para evitar cualquier confusión, el MPPT es un seguimiento electrónico que no tiene nada que ver con los dispositivos de seguimiento que mueven físicamente los paneles solares para mantenerlos perpendiculares al sol. En un momento dado, la salida de un panel solar se determina por la relación entre el nivel de radiación solar, la temperatura ambiente y la resistencia total. El MPPT muestrea la salida eléctrica de los paneles y determina constantemente la resistencia óptima (carga) para maximizar la cantidad de energía total. Dado que cada panel solar puede tener una cantidad diferente de radiación solar en un momento dado, la forma ideal de realizar el MPPT es cambiar los requisitos de voltaje para cada panel, que es exactamente lo que pueden hacer los microinvertidores.
Desventajas de los microinvertidores
Un inversor central está expuesto a altas cargas de potencia y calor y, como era de esperar, durante la vida útil promedio de tus paneles solares (20-25 años), es probable que necesites reemplazar tu inversor original con una nueva unidad en algún momento. Este hecho se refleja completamente en los períodos de garantía ofrecidos por los fabricantes de inversores centrales: un período de garantía de 5-10 años es la norma, con la opción de comprar una garantía extendida. Por otro lado, los microinvertidores generalmente vienen con una garantía limitada de 15-25 años, que coincide mejor con la esperanza de vida de tus paneles. Por ejemplo, el Enphase M175 ofrece una garantía limitada de 15 años. Por supuesto, siempre debes leer la letra pequeña del certificado de garantía y comprender qué está realmente cubierto.
Los inversores centrales tienen un rango limitado de tamaños y si estás en el mercado solo para unos pocos paneles solares, es posible que termines con uno mucho más grande de lo necesario. La mayoría de los fabricantes de inversores centrales ofrecen inversores en el rango de 3-6 kilovatios para sistemas residenciales. Por otro lado, si deseas un sistema con una capacidad mayor, es posible que debas comprar varios inversores centrales para realizar el trabajo. Los microinvertidores no te limitan de esta manera, ya que compras un inversor para cada panel que posees. Como ventaja adicional, también puedes expandir tu sistema con el tiempo, agregando más paneles y combinaciones de microinversores, lo cual puede no ser una opción si tu inversor central está agotado.
La tensión de los cables que conectan un inversor central puede ser muy alta, ya que los paneles solares se conectan en serie antes de llegar al inversor central. A veces, la tensión puede alcanzar hasta 600 voltios. Los microinvertidores generalmente operan a 240 voltios, que es mucho más bajo y seguro.
Los inversores centrales requieren un sistema de enfriamiento activo, como ventiladores ruidosos, para enfriar la alta carga de calor. La mayoría de los propietarios de viviendas prefieren que los inversores se instalen donde no sean fácilmente visibles, como el garaje, la sala de servicios públicos o el altillo. Sin embargo, si estos espacios están polvorientos, calurosos y tienen una ventilación deficiente, la vida útil del inversor puede acortarse. En contraste, además de ser menos ruidosos, los microinvertidores ocupan muy poco espacio y se instalan justo debajo de los paneles solares, más alejados de tu área de vida.
Muchos microinvertidores vienen con un servicio de monitoreo estándar que puede mostrarte cuánta energía se está produciendo en cualquier momento dado a nivel del panel. Este nivel de detalle puede darte una buena idea de cómo está funcionando tu sistema (aunque también necesitarías un sistema de monitoreo de irradiancia, como whatnextnow solar go, para asegurarte de que siempre estás produciendo al nivel máximo según las condiciones climáticas actuales).
Los microinvertidores generalmente se consideran productos de alta gama y los instaladores solares generalmente los presentarán como una opción de mayor calidad. Según la Asociación de la Industria Solar de Estados Unidos (SEIA, por sus siglas en inglés), en 2014, el precio de un sistema solar fotovoltaico residencial simple era de poco menos de $4 USD por vatio instalado. En comparación, para sistemas que tienen costos iniciales más altos, como aquellos que utilizan microinvertidores y/o paneles de mayor eficiencia, el precio aumentó a alrededor de $90 USD por vatio instalado. Esto no necesariamente significa que los microinvertidores sean un 20-25% más caros que los inversores centrales, ya que hay muchos otros factores que pueden explicar la diferencia de precio (por ejemplo, diferentes necesidades de cableado, costos laborales, etc.), pero está claro que deberás pagar más por la tecnología de microinversores. Además, al comparar los costos de sistemas alternativos, debes concentrarte en el costo total de propiedad y no solo en los gastos iniciales. Por esta razón, se recomienda encarecidamente examinar el costo nivelado de los sistemas solares fotovoltaicos.
Los microinvertidores no se han utilizado lo suficiente como para producir datos de rendimiento a largo plazo. Se instalan en uno de los puntos más calientes de los paneles solares y después de varios años de exposición al calor, podría haber un mayor riesgo de fallas. Sin embargo, hasta ahora no ha habido una crisis importante en el sector que haya resultado en una retirada masiva de microinvertidores.
Si un microinversor falla, el contratista debe subir al techo y quitar los paneles solares para acceder a la unidad. En contraste, los inversores centrales generalmente se montan cerca de la fuente eléctrica principal, por lo que tanto el mantenimiento como la instalación son más sencillos.
Se requiere una conexión a Internet para aprovechar algunas de las características de monitoreo avanzado que vienen con los microinvertidores. Aunque tu sistema de paneles solares seguirá produciendo energía sin una conexión a Internet, algunas de las ventajas del sistema de microinversores no estarán disponibles si no puedes conectar el sistema a Internet.
A medida que la tecnología madure y la producción en masa se expanda, se espera que el precio disminuya aún más y la confiabilidad de las unidades mejore. Estos dos factores (bajos precios y mayor confiabilidad) es probable que aumenten la cuota de mercado de los microinvertidores en un futuro cercano.
Pero, ¿qué hay de ahora? Si estás a punto de tomar la decisión de invertir en paneles solares, debes realizar un análisis de costo en tu sistema individual para determinar qué opción es la mejor para ti. Además, comparar y obtener múltiples cotizaciones siempre ayuda. Al igual que decidir si utilizar un panel solar de eficiencia regular o uno de mayor eficiencia, no hay una respuesta fácil. Dependiendo de tu situación, un inversor central con paneles regulares puede ser exactamente lo que necesitas, especialmente si el precio es adecuado y se utilizan productos de calidad. En el otro extremo del espectro, los paneles de mayor eficiencia con microinvertidores te costarán más inicialmente, pero producirán más energía y pueden disminuir el costo total de propiedad a largo plazo.
Dos factores a considerar que pueden inclinar la balanza son la geometría de tu techo y el nivel de sombreado. Si tienes un techo con una forma compleja, utilizar microinvertidores te permitirá instalar paneles en múltiples superficies con diferentes orientaciones. Finalmente, si el sombreado es una preocupación para tu techo, agregar microinvertidores a tu diseño solar puede marcar una gran diferencia y aumentar tu producción en comparación con un diseño más convencional.