Tipos de inversores solares

Los inversores solares son componentes esenciales en un sistema de energía solar, ya que convierten la corriente continua (CC) generada por los paneles solares en corriente alterna (CA) utilizable para alimentar dispositivos y electrodomésticos. Existen diferentes tipos de inversores solares, cada uno con sus propias características y ventajas. En este artículo, exploraremos los tres principales tipos de inversores solares: inversores de cadena, microinversores y optimizadores de potencia.

Inversores de cadena

Los inversores de cadena son la forma más antigua de inversor y utilizan una tecnología probada que ha estado en uso durante décadas. Los paneles solares se agrupan en grupos o filas, y cada panel se instala en una cadena. Varias cadenas pueden estar conectadas a un solo inversor, que transforma la electricidad de CC producida por los paneles en electricidad de CA compatible con los electrodomésticos.

La desventaja de los inversores de cadena es que si el rendimiento de un panel se reduce, por ejemplo, debido a daños o sombreado, todo el conjunto puede verse afectado.

Microinversores

Los microinversores se están convirtiendo en una opción popular en los sistemas solares residenciales. Estos se instalan en cada panel solar individual y convierten la CC en CA en el techo, eliminando la necesidad de un inversor separado.

Debido a que la conversión se realiza de esta manera, si uno o más paneles se ven afectados por el sombreado, no tiene un impacto en los paneles que aún están expuestos al sol. También es posible monitorear los niveles de rendimiento de cada panel solar.

Los microinversores se consideran a menudo como una forma de instalar más paneles solares en un techo. Los paneles que pueden estar parcialmente sombreados durante parte del día no afectarán el rendimiento de los otros paneles que permanecen expuestos al sol durante más tiempo.

Los microinversores todavía son una tecnología relativamente nueva y generalmente son más caros que otros tipos de inversores, sin embargo, este costo adicional puede compensarse con una mayor producción de energía.

Optimizadores de potencia

Ofreciendo muchas de las ventajas de los microinversores, pero ligeramente menos costosos, los optimizadores de potencia también se encuentran en cada panel solar individual. Pero en lugar de convertir la CC en CA a nivel del techo, mueven la CC a un inversor de cadena. Con los optimizadores de potencia, debería poder monitorear el rendimiento de cada panel a través de un portal en línea.

Los inversores solares vienen en diferentes tamaños, grandes y pequeños. Al igual que los paneles solares, el tamaño de un inversor se puede medir en vatios (W). Cuando se trata de dimensionar un inversor solar, los instaladores considerarán tres factores principales: el tamaño de su matriz solar, la geografía y las condiciones específicas del sitio.

Tamaño de su matriz solar

El tamaño de su matriz solar es el factor más importante para determinar el tamaño adecuado de su inversor solar. Debido a que su inversor solar convierte la electricidad de CC proveniente de la matriz, debe tener la capacidad de manejar toda la energía que la matriz produce.

Como regla general, el tamaño de su inversor debe ser similar a la capacidad de CC de su sistema de paneles solares; si está instalando un sistema de 6 kilovatios (kW), puede esperar que el inversor propuesto sea de alrededor de 6000 W, más o menos un pequeño porcentaje.

Los fabricantes de inversores suelen listar pautas de dimensionamiento para la capacidad de la matriz con la que sus inversores pueden combinarse en las hojas de especificaciones del producto. Si el tamaño de la matriz solar combinada con su inversor está fuera de las pautas indicadas, es posible que los fabricantes anulen su garantía.

Geografía

La geografía también juega un papel vital en el dimensionamiento de su inversor solar debido a su impacto en la producción de su sistema de paneles solares. Las propiedades en Arizona tienen irradiaciones solares más altas (es decir, mayores cantidades de radiación solar) que las propiedades en Vermont; como tal, un sistema de 6 kilovatios (kW) en un techo en Arizona debería producir más energía que un sistema de tamaño similar más al norte.

Debido a que estos dos sistemas producirán diferentes cantidades de electricidad de CC en un momento dado, los inversores necesarios para manejar esa carga eléctrica también pueden tener tamaños diferentes. En áreas con más sol y temperaturas moderadas, es probable que los inversores tengan un tamaño más cercano a la potencia total de la matriz solar para poder manejar cerca de la salida de potencia máxima de la matriz en cualquier punto dado. Alternativamente, si su matriz solar experimenta cantidades más bajas de radiación solar o altas temperaturas que disminuyen la eficiencia de los paneles, es menos probable que produzca esa salida de potencia máxima definida por la capacidad de CC bajo condiciones de prueba estándar (STC). Un inversor más pequeño y subdimensionado puede hacer el trabajo en estos escenarios.

Factores específicos del sitio

El sitio y los detalles de diseño de su matriz solar afectarán el tamaño de su inversor solar. Al igual que la geografía, la inclinación y el azimut en los que se instala su matriz solar afectarán la cantidad de electricidad que el sistema puede producir. Los factores ambientales (como el sombreado, el polvo, etc.) afectarán significativamente la cantidad de luz solar que llega a la matriz.

Los instaladores solares tendrán en cuenta estas consideraciones, las eficiencias del equipo y más al estimar la producción general de su sistema de paneles solares. Todo contribuirá al factor de disminución general de su sistema, que se utiliza para ayudar a determinar lo que su sistema de paneles solares producirá en un escenario de la vida real (en lugar de las especificaciones STC determinadas en un laboratorio). Los sistemas de paneles solares con factores de disminución más altos no alcanzarán su producción máxima de energía y pueden permitirse capacidades de inversores más pequeñas en relación con el tamaño de la matriz.

El inversor a menudo se conoce como el cerebro de un sistema solar porque convierte la radiación solar en energía útil. En el mercado australiano, hay diferentes tipos de inversores disponibles. Los inversores conectados a la red, los inversores fuera de la red y los inversores híbridos son los tipos disponibles en el mercado. Para elegir el inversor adecuado, es importante listar sus necesidades.

El que elija depende principalmente de su instalación solar y consumo de energía. Entre estos, los inversores fuera de la red no tienen ningún contacto con la red eléctrica. Un inversor fuera de la red extrae energía CC de una fuente de batería que se carga utilizando matrices solares. Por lo tanto, la principal ventaja es que puede funcionar incluso en caso de falla de la red. Estos inversores también se conocen con el nombre de inversores autónomos. Como su nombre lo indica, el inversor híbrido es una combinación de inversores conectados a la red y fuera de la red.

Inversores de varios modos

Los inversores híbridos también se conocen como inversores de varios modos. Un inversor solar híbrido es una combinación de un inversor solar y un inversor de batería en un solo equipo. Esta característica ayuda a tener un control sin esfuerzo de la energía de los paneles solares, las baterías solares y la red eléctrica al mismo tiempo.

La gran ventaja de este tipo de inversor es que ofrecen mucha flexibilidad para la entrega de energía al elegir entre energía solar, respaldo de batería y conectividad a la red. Además de esto, puede reducir la necesidad de una batería separada al elegir un convertidor híbrido. Esto es posible porque puede funcionar tanto como una batería como un inversor.

Los inversores híbridos se utilizan comúnmente en regiones con cortes de energía frecuentes, fallas y racionamientos de carga. Se recomiendan especialmente en lugares con tasas de alimentación bajas. ¿Por qué podrías elegir un inversor híbrido? La respuesta es bastante obvia; realiza la misma función que otros dos tipos de inversores.

¿Cuál es la diferencia entre un inversor híbrido y un inversor fuera de la red?

Los inversores híbridos generan energía exactamente de la misma manera que los inversores solares comunes. La diferencia es que tienen conexiones de batería incorporadas para permitir el almacenamiento de energía para su uso posterior. Esta capacidad de respaldo de batería permite que la mayoría de los sistemas híbridos también funcionen como una fuente de energía de respaldo durante un corte de energía.

El inversor fuera de la red extrae energía de la batería, la convierte de CC y la emite en forma de CA. Los inversores fuera de la red no pueden sincronizarse con la red eléctrica. Están diseñados para funcionar solos. Un inversor fuera de la red no puede enviar energía derivada de la energía solar o de la batería a la red eléctrica. Por otro lado, el inversor híbrido puede devolver la energía a la red eléctrica.

Ventajas y desventajas del inversor híbrido y el inversor fuera de la red

La principal ventaja de un inversor híbrido es que el exceso de energía puede obtenerse de la red cuando la energía solar producida no es suficiente para alimentar la carga. Además, las baterías de almacenamiento proporcionan energía de respaldo en caso de falla de la red. Por lo tanto, los inversores híbridos proporcionan un suministro de energía constante y no es necesario preocuparse por los cortes de energía.

El sistema de batería conectado al inversor híbrido permite la máxima utilización de la abundante radiación solar en días soleados. Por lo tanto, garantiza la utilización óptima de los recursos renovables. Un inversor híbrido no requiere un mantenimiento frecuente y tiene un sistema de bajo mantenimiento.

La principal preocupación es que agregar un inversor híbrido al sistema solar existente requiere una revisión completa y costosa de todo el sistema de paneles solares. Por lo tanto, los inversores híbridos no son una opción ideal para actualizar un sistema existente. Además, el gasto de instalación inicial de un inversor híbrido es muy alto en comparación con otros inversores de energía solar. En términos de compatibilidad, no todos los inversores híbridos funcionan con cada tipo de batería.

La característica atractiva de los inversores fuera de la red es que son más baratos en comparación con los inversores híbridos. La principal preocupación de los inversores fuera de la red es un corte de energía. No pueden funcionar en conjunto con la red eléctrica. Por lo tanto, la electricidad producida solo a través de energía solar puede no ser suficiente, especialmente cuando el sol no está brillando.

Beneficios del inversor solar híbrido

La mayoría de los inversores híbridos se pueden programar para funcionar en diferentes modos. Por ejemplo, el modo de conexión a la red funciona como un inversor solar normal. El modo híbrido almacena el exceso de energía solar durante el día. El modo de respaldo funciona como un inversor solar cuando la red está conectada y cambia automáticamente al modo de energía de respaldo durante un corte de energía. Por último, el modo fuera de la red de los inversores híbridos funciona como un inversor fuera de la red.

Muchos inversores híbridos combinan el monitoreo de rendimiento, el control de carga y la funcionalidad del inversor CA CC bidireccional en una sola unidad a un costo menor. Además, un inversor solar híbrido garantiza un consumo de energía óptimo al actuar como un inversor de batería. Muchos de los inversores híbridos ofrecen sistemas de monitoreo en la nube a través de aplicaciones móviles.

Esta función garantiza el seguimiento de la producción de su sistema y recibir notificaciones iniciando sesión en la aplicación. El modo configurable en muchos de los inversores híbridos le permite poner su sistema en modo de vacaciones o espera.

Diferencia en el funcionamiento del sistema híbrido y fuera de la red

Un sistema híbrido es una combinación de energía solar y almacenamiento de batería en el mismo equipo. El sistema también está conectado a la red eléctrica. En este sistema, una vez que la batería está completamente cargada, el exceso de energía solar puede exportarse a la red. La red proporciona energía de respaldo cuando la batería se agota. No hay red eléctrica en un sistema fuera de la red. Aquí, el exceso de energía se almacenará en el banco de baterías. Dejará de recibir energía del sistema solar una vez que la batería esté llena.

¿Puede un inversor híbrido funcionar sin baterías?

Sí. Un inversor híbrido puede funcionar sin baterías. En lugar de una batería, está conectado a la red eléctrica. En ese caso, el inversor suministra energía tanto desde la energía solar como desde la red eléctrica. Sin embargo, una copia de seguridad de la batería permite utilizar la energía de la batería para respaldar cualquier circuito doméstico esencial durante un corte de energía. Un inversor híbrido sin batería no puede suministrar energía en caso de un corte de energía. Si la estabilidad de la red no es una preocupación, entonces un inversor híbrido sin batería sería una opción económica perfecta. Además, es fácil de mantener porque hay menos componentes de los que preocuparse.

En el mercado australiano, hay varios fabricantes y marcas de inversores solares disponibles. Algunos de los mejores inversores solares en Australia incluyen marcas como Fronius, SMA, SolarEdge, ABB y Enphase. Estas marcas son conocidas por su calidad, confiabilidad y eficiencia en la conversión de energía solar.

Al elegir un inversor solar, es importante considerar factores como la eficiencia, la garantía, la capacidad de monitoreo y la compatibilidad con su sistema de paneles solares. También es recomendable consultar con un instalador solar profesional para obtener asesoramiento personalizado sobre el inversor más adecuado para su sistema de energía solar.

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Los inversores solares son componentes esenciales en un sistema de energía solar y existen diferentes tipos para adaptarse a diferentes necesidades y condiciones. Los inversores de cadena, microinversores y optimizadores de potencia son las opciones más comunes. Al elegir un inversor solar, es importante considerar el tamaño de su matriz solar, la geografía y las condiciones específicas del sitio. Además, los inversores híbridos ofrecen una opción flexible que combina las ventajas de los inversores conectados a la red y los inversores fuera de la red. Asegúrese de investigar y consultar con un instalador solar profesional antes de tomar una decisión final sobre qué tipo de inversor solar es el mejor para su sistema de energía solar.