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¿Qué es un inversor fotovoltaico?

Descubre todas las características del inversor fotovoltaico y utiliza esta guía para elegir el mejor para tu proyecto


En el vasto panorama de la energía solar, el inversor fotovoltaico desempeña un papel crucial, actuando como el corazón pulsante en los sistemas fotovoltaicos. En este artículo, exploraremos en detalle el papel fundamental de los inversores en el proceso de generación de energía solar y su necesidad en la conversión de corriente continua a corriente alterna.

Al final de este artículo, también podrás ver un breve video que te mostrará cómo operar con una herramienta para el diseño de sistemas fotovoltaicos y, por lo tanto, cómo elegir y configurar un inversor.

Sistema fotovoltaico con modelador 3D BIM

Sistema fotovoltaico con modelador 3D BIM

¿Qué es un sistema fotovoltaico?

Antes de hablar sobre el inversor y todas sus características, hagamos una breve introducción al sistema fotovoltaico.

Un sistema fotovoltaico es un sistema eléctrico avanzado que aprovecha una fuente inagotable, como el sol, y se puede dividir principalmente en dos categorías:

  1. sistemas conectados a la red
    • integración con los sistemas eléctricos convencionales residenciales o industriales;
    • uso alternativo o combinado con la red eléctrica para satisfacer las necesidades energéticas del usuario final.
  2. sistemas autónomos
    • diseñados con sistemas de baterías para garantizar la continuidad del servicio, asegurando la entrega de energía incluso durante las horas nocturnas o en ausencia de radiación solar suficiente.

Producción de electricidad de un sistema fotovoltaico

Un panel fotovoltaico contiene células fotovoltaicas que convierten la energía solar en electricidad. Estas células, compuestas por semiconductores como el silicio, forman módulos solares. Cuando absorben la luz solar, liberan electrones, la base de la electricidad. Los electrones moviéndose a través del semiconductor crean un desequilibrio de carga, generando un potencial de tensión similar a una batería.

Componentes principales de un sistema fotovoltaico

El sistema fotovoltaico consta de los siguientes elementos:

  1. módulos fotovoltaicos – capturan la energía solar para producir electricidad;
  2. estructuras de soporte de los módulos – sostienen y fijan los módulos al techo, optimizando la exposición solar;
  3. inversor – transforma la corriente continua (CC) producida por los módulos en corriente alterna (CA) utilizable por las instalaciones residenciales o industriales. Utiliza dispositivos de protección para garantizar la seguridad del sistema;
  4. cables eléctricos – transportan la energía desde el sistema hasta las instalaciones.

Además, hay componentes adicionales como los siguientes:

  1. sistema de monitoreo – permite el monitoreo remoto de la producción, el consumo y el estado del inversor;
  2. sistema de almacenamiento – sistema innovador para mejorar la eficiencia, permitiendo el almacenamiento de la energía producida durante el día para su uso en momentos sin producción solar, maximizando el autoconsumo.

Los sistemas fotovoltaicos, además de generar energía sostenible, incorporan tecnologías adicionales para optimizar el rendimiento y ofrecer soluciones innovadoras en la producción y el almacenamiento de energía.

¿Qué es un inversor fotovoltaico?

El inversor fotovoltaico, también conocido como inversor solar, representa un componente imprescindible de un sistema fotovoltaico. Sin él, la electricidad generada por los paneles solares sería intrínsecamente incompatible con la red eléctrica doméstica y con los dispositivos que pretendemos alimentar mediante el autoconsumo.

Su función principal es convertir la corriente continua (CC) producida por los paneles solares en corriente alterna (CA), haciéndola adecuada para el uso diario en nuestros hogares. Sin esta transformación, la energía generada sería impracticable en el ámbito doméstico.

Pero el inversor no es solo un convertidor de corriente; es mucho más. Optimiza la producción total de energía, asegurando que el sistema fotovoltaico funcione al máximo de sus capacidades. Esta optimización no solo maximiza la eficiencia del sistema sino que también permite un uso más inteligente de la energía solar, reduciendo los desperdicios y maximizando el rendimiento.

Además, el inversor también es necesario para cumplir otros aspectos muy importantes, como:

  1. optimización de la producción de energía: esta optimización es fundamental para maximizar el rendimiento general del sistema;
  2. suministro de dispositivos de protección integrados: cada inversor fotovoltaico está equipado con dispositivos de protección integrados. Estos componentes son esenciales para garantizar la seguridad del sistema solar en situaciones de falla o cortocircuito. La presencia de estos mecanismos de seguridad es fundamental para la protección a largo plazo de todo el sistema;
  3. función de supervisión avanzada: el inversor fotovoltaico no solo es un convertidor y un dispositivo de protección. También realiza una función completa de supervisión del sistema solar. Gracias a esta característica avanzada, podemos detectar rápidamente fallas o mal funcionamientos en la producción de energía eléctrica, permitiendo intervenciones oportunas para mantener la eficiencia del sistema.
Esquema de producción de energía fotovoltaica

Esquema de producción de energía fotovoltaica

¿Cómo funciona un inversor?

Ahora que hemos delineado las funciones fundamentales de los inversores fotovoltaicos, examinemos de cerca su proceso operativo y los requisitos para una instalación correcta.

Los paneles solares fotovoltaicos convierten la luz solar en electricidad, pero esta es una corriente continua, inadecuada para el uso doméstico. El inversor fotovoltaico se convierte entonces en el protagonista, siendo vital para los sistemas solares ya que convierte la corriente continua en corriente alterna.

Algunos aspectos clave a considerar antes de la instalación de un inversor fotovoltaico incluyen:

  1. correcto funcionamiento de los circuitos eléctricos domésticos: asegurarse de que los circuitos eléctricos domésticos estén en excelente estado para garantizar una integración efectiva del inversor;
  2. posicionamiento óptimo del inversor fotovoltaico: la ubicación del inversor es crítica para garantizar un rendimiento óptimo. La elección del lugar debe ser cuidadosamente evaluada;
  3. conexiones eléctricas entre el inversor y el panel eléctrico de la casa: una conexión correcta entre el inversor y el panel eléctrico de la casa es esencial para garantizar una distribución segura de la energía;
  4. dimensionamiento adecuado del inversor: el dimensionamiento correcto del inversor es crucial para adaptarse a las necesidades específicas del sistema fotovoltaico.

Para comprender completamente el funcionamiento del inversor fotovoltaico, es esencial considerar que la red doméstica utiliza corriente alterna con parámetros específicos: 230 voltios y 50 Hz.
El funcionamiento del inversor se puede asimilar a una combinación de un alternador y un transformador, con la adición de un circuito que involucra transistores, Mosfet o IGBT. Componentes como microcontroladores, osciladores y amplificadores son fundamentales para maximizar la eficiencia y la seguridad en la conversión de corriente continua a alterna, previniendo inconvenientes como sobretensiones y cortocircuitos.

Tipos de inversores fotovoltaicos

Profundicemos aún más en las diferentes tipologías y aplicaciones específicas de cada modelo.

Inversores monofásicos y trifásicos

  • Monofásicos: indicados para redes monofásicas, se caracterizan por dos conectores (fase y neutro). Ideales para sistemas de tamaño moderado, hasta 6 kW
  • Trifásicos: compuestos por tres fases y corrientes alternas, son adecuados para sistemas más grandes como los industriales o comerciales. Su presencia en entornos domésticos es menos común.

Tipos de inversores para sistemas conectados a la red

  1. Inversor de string:
    • Comunes y convenientes
    • Adecuados para sistemas sin sombras significativas
    • Mantenimiento sencillo
  2. Inversor centralizado:
    • Preferidos en grandes sistemas
    • Conectan módulos en serie a un solo inversor
    • Limitaciones en caso de sombras, pero fácil de usar
  3. Microinversores:
    • Instalados en cada panel solar individual
    • Maximizan el rendimiento de cada módulo
    • Costo más alto, pero ventajas en monitoreo y durabilidad
  4. Inversor híbrido:
    • Similares a los inversores de cadena tradicionales
    • Manejan la carga/descarga de las baterías
    • Introducen tecnologías avanzadas como los inversores inteligentes para maximizar la eficiencia.

Inversores para sistemas aislados

  • Utilizados en sistemas aislados de la red eléctrica
  • Extraen la energía de las baterías para convertirla en corriente alterna
  • Ideales para situaciones sin acceso eléctrico, como cabañas en la montaña o vehículos recreativos.

Inversores fotovoltaicos de 3 kW y 6 kW

  • Modelos requeridos para sistemas de tamaño medio
  • El número de paneles conectables depende de la potencia de cada módulo y la tensión total del sistema
  • El dimensionamiento considera variables como espacio disponible, orientación y sombras.

En cada elección, es fundamental considerar no solo la potencia nominal del inversor, sino también las necesidades específicas del sistema.

Cómo configurar un inversor fotovoltaico

A continuación, puedes ver 1 video que te muestra cómo elegir y configurar un inversor, con un software para el diseño de sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica.

 

 

 

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