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Inversor para placas solares «Energia Fotovoltaica”

Inversor para placas solares

El inversor es una parte importante de nuestra instalación fotovoltaica a la hora de la transforma o invertir la energía continua DC en alterna AC para dar suministros a nuestras cargas. 

Es el componentes más importantes de las instalaciones fotovoltaicas, ya que permite utilizar la energía de las placas solares. A continuación, te explicamos en qué consiste su funcionamiento.

¿Qué es un Inversor?

Un inversor se utiliza principalmente para transformar la electricidad de CC en CA, que es el tipo principal de energía que utilizan la mayoría de los aparatos domésticos y eléctricos. Un inversor se considera como uno de los elementos más vitales de todo el sistema solar

Ya que determina cuánta energía está a punto de enviarse a las casas o las industrias, y ayudan a los usuarios a medir el autoconsumo de la energía eléctrica general.
 Hay muchos tipos de inversores solares disponibles en el mercado dependiendo del tipo de paneles solares que esté utilizando.

¿Cómo funciona un inversor solar?

El inversor solar es un convertidor de corriente que se encarga de transformar la energía producida por las placas solares en energía útil para el consumo diario. Además, el inversor fotovoltaico también optimizará la producción fotovoltaica de la instalación solar, permitiendo obtener el máximo rendimiento de cada uno de los paneles solares del sistema de autoconsumo fotovoltaico.

Los paneles solares transforman la energía solar en corriente continua. Es aquí donde entra en juego el papel del inversor fotovoltaico ya que la corriente continua no es válida para el consumo eléctrico.

Por ello, el convertidor de corriente adecua su onda y la frecuencia transformándola en alterna y habilitando su uso.

Una de las decisiones clave a la hora de realizar una instalación de placas solares es el tipo de inversor que vas a utilizar.

El inversor solar o Inversor fotovoltaico.

Es parte vital en una instalación de autoconsumo y seguramente, el más desconocido.
En el uso solar residencial, se usan principalmente tres tipos de inversores solares:

  •  Inversores string o en cadena.
  •  Microinversores
  •  Optimizadores de potencia.


¿Qué factores debo tener en un inversor ?

1. Potencia máxima de transformación: es la cantidad de energía máxima que nuestro inversor puede transformar, puede venir expresada tanto en W como en VA. A pesar de que los inversores tienen unos márgenes de seguridad mayores a la capacidad marcada, es conveniente elegir un modelo de inversor adecuado para la instalación.
2. Sistemas de protección: los inversores solares deben ser capaces de detener la producción en caso de corto circuito, caída de la red o fallo de algún componente. Si no es posible, debemos instalar un sistema de apagado por separado.
3. Optimización: El inversor debe optimizar la producción solar independientemente de las sombras o el tipo de panel instalado. Por ello, debemos evaluar qué inversor es más apropiado para nuestra vivienda.
4. Registro de los datos: la recopilación de los datos de producción nos permitirá verificar el correcto funcionamiento de nuestra instalación y, en el caso de que lo hubiera, solucionar el problema.

Para aprovechar la luz del sol y generar energía limpia, que abastezca el hogar, solo con los paneles fotovoltaicos por sí solos no serán suficientes.  

Cualquier kit solar necesitará, al menos, otras piezas clave: EL INVERSOR y Baterías para almacenar, que son necesarias si pretendes tener suministro eléctrico las 24 horas, o en Dias nublados.


 Una instalación doméstica sin inversor sencillamente no vale de nada.

Así, para instalaciones fuera de la red, hablamos de inversores autónomos con conexión a los paneles fotovoltaicos y a las baterías para el almacenamiento. 

El inversor tomaría la energía del banco de baterías para, de ahí, convertirla al consumo en el hogar.

En el caso de instalaciones solares que estén conectadas a la red eléctrica, los inversores pasarían a ser interactivos, para operar como cerebros de la gestión de la energía que, en función de las necesidades, aportarían energía para el consumo de los paneles, de la red o, en caso de que estén incluidas en la instalación, de las baterías.

Tipos de Inversores según tipo de instalación

1. String

Conocido también como el inversor centralizado o “de cadena”. Se trata del inversor estándar, cada panel es conectado en serie y la energía producida se envía a un único inversor. Los optimizadores pueden mejorar el rendimiento en las condiciones en las que cada placa tiene una producción diferente (con sombras).

2. Microinversor

Este inversor es conocido como el inversor distribuido, ya que a diferencia con el String (hay un único inversor), aquí se sitúa uno en cada placa solar.

Para las instalaciones de conexión a red ( ON-GRID ) existen estos tipos de inversores:

Inversores de conexión a red con baterías realizan las funciones de los inversores de conexión a red ,  ademas tienen una entrada en continua donde podemos conectar en una batería, estas almacenan el remanente de energía solar para que podamos utilizarlas cuando sea necesario.

Inversores de de conexión a red o suministro directo son los que vinculados a la red eléctrica y con un bus de continuad DC formado por módulos solares, generan la energía que inyectamos directamente a nuestra red principal para suministra energía a nuestros consumidores o cargas.

Inversor Aislado su finalidad es transformar la corriente continua DC de las baterías en corriente alterna AC para alimentar los diferentes electrodomésticos de nuestra vivienda. Este tipo de inversores se pueden configurar para tener diferentes valores de corte según la tensión de batería, ya que cada batería tiene diferentes profundidades de descarga.

 Inversor/Cargador

 Incorporan un cargador interno capaz de cargar la batería. Este cargador funciona cuando conectamos corriente alterna en la entrada del inversor mediante un grupo electrógeno o la red eléctrica, esta energía a su vez activa el relé de transferencia para dar suministro a las cargas conectadas a la salida del inversor.

Este tipo de inversores se caracterizan por tener además del inversor para instalaciones aisladas, un cargador que se activa cuando la tensión de las baterías es muy baja. De este modo, podrá proporcionar de nuevo la energía necesaria a las baterías para el suministro en la vivienda. Entre sus ventajas no dependemos totalmente de la energía solar al tener baterías y además, suministra la energía al mismo tiempo que se cargan las baterías.

Inversores híbridos o Inversores 3×1

 
Combinan un controlador de carga solar MPPT, un inversor/cargador y un distribuidor CA en un solo dispositivo.

El producto se instala fácilmente, con un mínimo de cableado. Este tipo de inversores comprende aquellos que permiten la captación de energía tanto de la red eléctrica como de las baterías solares.

Son muy versátiles para instalaciones fotovoltaicas en viviendas. Ideales para aquellos hogares a los que la red de energía llega escasamente, ya que aprovecha máximamente todos los recursos de tu instalación. En definitiva, es un equipo “todo en uno”: inversor, regulador solar y cargador.

El inversor debe colocarse en un lugar al que se pueda acceder sin problemas y que al mismo tiempo no se encuentre al alcance de aquellos que se pudieran enfrentar a riesgos, como por ejemplo los niños pequeños. 
Además, debe colocarse cerca de las placas solares y en lugares bien ventilados . No conviene situarlo al lado de lugares donde se acumule el calor y/o que reciban luz del sol de manera directa, ya que este tipo de dispositivos suele sufrir calentamiento.
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¿Qué tamaño de inversor necesito?

Este no es un asunto fácil. No obstante, es esencial, puesto que quien estime por lo bajo no contará con energía suficiente para satisfacer sus necesidades de consumo.

Por ello, antes de dar cualquier paso, sopesa bien la medida de tus paneles y de tu inversor. Si tienes dudas, aquí puedes consultar cómo calcular el tamaño de tu instalación solar para que se ajuste exactamente a lo que esperas de ella. Hay muchas calculadoras On-line te dejo esta Y más abajo si lo quieres hacer manualmente. 

Existen varios tipos de inversores solares, y te dejo los mas usados que son los siguientes;

Inversores String:

 Como su nombre indica, se unen a los inversores múltiples cadenas que se originan en los paneles solares, y la electricidad de CC producida en ellos se transforma en corriente de CA. Un sistema solar ubicado en un techo no requiere más de uno o un máximo de dos inversores de cadena.

 Son más baratos que otros tipos de inversores y se mantienen más cerca de la caja de fusibles y del medidor de electricidad. 

El problema con este tipo de inversor es que si un panel se obstruye con sombra, los paneles restantes también serán saboteados y la eficiencia se reducirá a una cantidad significativa, además de menos margen para expandir los paneles solares en el futuro. 

Este tipo de inversores es el principal tipo de inversor solar para el hogar.

Microinversores:

 Nunca lo confunda con un optimizador de energía . Mientras que el optimizador de energía tiende a enviar la energía recolectada a un inversor central para convertir la electricidad de CC en CA, los microinversores estan instalados en cada panel tienden a optimizar la potencia de cada panel en un nivel de módulo. 

Entonces, la transformación de la corriente CC a CA ocurre en cada inversor conectado a cada panel. Por lo tanto, el sombreado de un panel no afectará a los otros paneles, lo que dará como resultado una menor variación o ningún compromiso de la eficiencia óptima.

 Además del uso comercial, los microinversores también se eligen cómo el mejor inversor solar para el hogar.

 Aunque solían ser caros en el pasado, sus precios han bajado recientemente a un nivel razonable.

Inversores solares híbridos: 

Se trata de un inversor multi-modo que implica la instalación de una batería junto con la configuración de los inversores. El inversor no solo suministra energía CC a la batería, sino que también proporciona energía a la red y a los electrodomésticos de su hogar en forma de corriente CA. 

Habiéndose equipado con MPPT, puede rastrear la cantidad de carga que requiere su batería y cuándo es el momento adecuado para extraer la carga de la red por un precio bajo. 

Cuando la batería está completamente cargada, el exceso de energía se puede enviar de regreso a la red utilizando este controlador de carga. Si surge algún problema, este inversor puede pasar al modo de espera en lugar de apagarse por completo.

Inversor / cargador de batería:

La mayoría de los sistemas solares que están fuera de la red, tienden a cargar la batería por sí solos, pero durante el invierno o cuándo hay sombra intensa, a menudo es difícil para el sistema solar cargar completamente la batería. 

Por lo tanto, el inversor / cargador se activa para cumplir con los requisitos de energía del sistema. Este tipo de inversor es bidireccional, lo que significa que puede funcionar tanto como cargador de batería como como inversor. 

En este sistema, se requiere un generador de CA para activar la conversión de la electricidad de CA a CC y viceversa.

Este tipo de inversor puede ser autónomo, conectado a la red o interactivo con la red.
Con la ayuda del inversor / cargador, la energía CA del generador se convierte en CC para alimentar la batería, mientras que la CC se convierte en CA para suministrar la potencia continua de las cargas críticas.

Podemos calcular cuánto tiempo nos va dar de autonomía, aquí te dejo un post de como hacerlo

1º paso. Calcular la capacidad en amperios-hora según la fórmula:

C = X · T

Donde X son los amperios que necesita la aplicación y T el tiempo en horas que queremos que funcione. Por ejemplo, si queremos alimentar una bomba que consume 140mA durante 24 horas, realizaremos el siguiente cálculo:

C = 0,14 amperios • 24 horas = 3,36 Ah

2º paso. Calcular la capacidad que necesitaremos de la batería, sin llegar a descargarla del todo. Las descargas completas, hasta llegar a cero, no son recomendables. Por ejemplo, si se va a utilizar una batería de plomo acido en muchos ciclos no se recomienda que extraiga más del 50% de su carga, es decir, que siempre quede un 50% de la carga en la batería. De esta manera la batería se degrada menos y se alarga su vida útil. Se realiza el siguiente cálculo, donde C es la capacidad, teniendo estas consideraciones sobre la batería:

C* = C/0,5 ; C* = 3,36/0,5 = 6,7 Ah

Por lo que necesitaremos una batería que nos proporcione una capacidad de 7Ah.

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