¿Cómo funciona un inversor solar?

¿Cómo funciona un inversor solar?

Con el rápido aumento del interés por las fuentes de energía renovable en todo el mundo, el interés por los sistemas solares también se ha disparado a un ritmo sorprendente. La capacidad del sol para alimentar toda una casa es  una gran ventaja para la protección del medio ambiente (¡piense en toda la electricidad ahorrada!) y también es un gran uso de un recurso.

La energía solar utiliza la luz solar para producir electricidad segura y estable. Si los paneles fotovoltaicos funcionan solos y no pueden convertir la energía cinética del sol en energía utilizable, este es el trabajo de un inversor.

En un sistema de energía solar doméstico, un inversor es una caja del tamaño de un maletín que se instala discretamente cerca de los paneles solares. Generan corriente continua (DC) que, al pasar por el inversor, se convertirán en corriente alterna (AC), este es el tipo de electricidad necesaria para alimentar dispositivos electrónicos. En este blog, Obtenga más información sobre cómo funciona un inversor solar.

¿Qué es la energía solar?

Paneles solares

Las células fotovoltaicas intercaladas entre capas de materiales semiconductores como la silicona y encerradas en un marco de polímero con una superficie de vidrio crean un panel solar. Pero, cuando se trata de sistemas solares, ¿sabe realmente de qué está compuesto el sistema solar y cómo funciona? Los sistemas solares consisten en paneles solares (o paneles fotovoltaicos (PV)), un inversor (muy importante) que conecta los cables y un bastidor para mantener todo en su lugar. También pueden contener una batería y controlador de carga, dependiendo del sistema y un medidor eléctrico, y la cantidad y tipo de paneles para cada sistema dependerá de la salida de energía necesaria.

Los paneles solares deben instalarse en el ángulo ideal para capturar la mayor cantidad de luz solar posible.

Los fotones de la luz solar energizan las diferentes propiedades electrónicas de la capa, creando un campo electrónico. Se llama efecto fotoeléctrico y produce la corriente necesaria para generar electricidad.

Para que esta energía sea utilizable, primero debe pasar a través del inversor solar. La corriente entra como CC y sale como CA, para usar en los dispositivos domésticos o comerciales, o entregar a la red eléctrica.

¿Qué es un inversor solar?

El inversor solar es una de las partes más cruciales de un sistema de energía solar. Los inversores solares convierten la salida de energía de los paneles solares en una forma de electricidad utilizable, que se utilizará en su hogar o lugar de trabajo.

¿Cómo funciona un inversor solar?

Inversor solar residencial

Los inversores solares utilizan un sistema de semiconductores llamado IGBT (transistores bipolares de puerta aislada). Son dispositivos de estado sólido que, cuando se conectan en forma de puente H, oscilan, convirtiendo la corriente continua en corriente alterna. En otras palabras, los inversores solares funcionan tomando la corriente continua variable, o salida de CC, de sus paneles solares y transformándola en corrientes alternas de 120 V o 240 V, o salida de CA. Los electrodomésticos de su casa funcionan con CA, no con CC, por lo que el inversor solar debe cambiar la salida de CC que recogen los paneles solares.

Para ser un poco más técnico, el sol brilla sobre el panel solar (o células fotovoltaicas (PV)), que está hecho de capas semiconductoras de silicio cristalino o arseniuro de galio. Estas capas son una combinación de capas positivas y negativas, que están conectadas por una unión. Cuando brilla el sol, las capas de semiconductores absorben la luz y entregan la energía a la celda fotovoltaica. Esta energía circula y los electrones pierden golpes, y se mueven entre las capas positiva y negativa, creando una corriente eléctrica conocida como corriente continua (CC). Una vez que se genera esta energía, se almacena en la batería para su uso posterior o se entrega directamente a un inversor (esto depende del tipo de sistema que tenga ).

Los transformadores adicionales permiten que la energía se transmita hacia y desde la red

Si sus paneles solares generan más energía de la que necesita su hogar, cualquier exceso se canaliza a la red. Por el contrario, si su sistema solar no genera suficiente energía, puede recargarse desde la red. Puede disfrutar de un suministro constante e ininterrumpido que proviene de la red durante toda la noche.

Producción de energía del sistema solar

Cuando la energía solar llega al inversor, está en formato de CC, pero su hogar requiere electricidad de CA. El inversor toma la energía solar y la pasa a través de un transformador, que luego escupe una salida de CA. Esencialmente, el inversor engaña al transformador para que piense que la CC es en realidad CA al obligar al transformador a actuar de manera similar a la CA: el inversor ejecuta la CC a través de dos o más transistores que se encienden y apagan a velocidades súper rápidas y alimentan dos lados variables del transformador.

Tipos de Inversores Solares

Hay seis tipos principales de inversores disponibles: inversores de cadenas, inversores optimizados para cadenas, microinversores, inversores de batería, inversores centrales e inversores híbridos.

Todos realizan la misma tarea, convertir CC en CA, pero su eficiencia y precio varían.

1. Inversores de cadena

Los inversores suelen tener una o dos entradas, conocidas como MPPT, rastreador del punto de máxima potencia.

Cada línea de paneles solares se conecta a través de una cadena independiente antes de unirse al MPPT. La energía pasa a través de las cadenas continuamente desde los módulos fotovoltaicos.

La producción de toda la cadena se verá interrumpida si algún panel individual se ve afectado por la sombra o excrementos de pájaros.

Para ilustrar: imagina que estás pisando una manguera, el flujo de agua no solo se detendrá en el área que pisas, sino que se verá afectado el flujo a lo largo de toda la tubería.

Los sistemas de inversores de cadena son eficientes pero no se recomiendan en áreas que suelen estar sombreadas por árboles, cables de alimentación, etc.

Los inversores string son la opción de inversor más común para uso residencial y, por lo general, hay un inversor string por instalación solar. Por eso se llaman inversores de cadena porque una cadena de paneles solares está conectada a los inversores.

2. Inversores optimizados para cadenas

El inversor optimizado funciona de manera similar a los inversores de cadena. Sin embargo, cada panel tiene un optimizador muy pequeño en la parte posterior.

Hace que los paneles sean eléctricamente independientes entre sí, por lo tanto, si una unidad falla, la eficiencia del resto del sistema no se interrumpe.

Los inversores optimizados de Solar Edge brindan un sistema de monitoreo casi inigualable, lo que garantiza que los propietarios sean plenamente conscientes de su productividad y consumo en todo momento.

3. Microinversores

Como sugiere el nombre, los microinversores son pequeños dispositivos que se colocan en la parte posterior de cada panel solar individual. La corriente continua (CC) se convierte en el panel solar, lo que da como resultado una salida significativamente mayor. Aunque son la opción más cara, los microinversores suelen generar hasta un 15 % más de energía que los sistemas de cadena.

Los microinversores pueden optimizar cada panel solar individualmente, lo que ofrece más energía, especialmente en condiciones de sombra.

No tienen partes móviles, pero están rellenos de polímeros, lo que los hace densos y duraderos. Su expectativa de vida es de más de 20 años, durarán tanto como su panel solar proporcione el máximo rendimiento.

Los microinversores son sistemas premium que brindan una calidad de monitoreo superior. Los propietarios tienen la opción de monitorear el sistema en su totalidad o cada panel individualmente si desean estar al tanto de sus estadísticas de producción o consumo de electricidad.

4. Inversores de batería

Los inversores de batería son la mejor opción si necesita colocar una batería de forma retrospectiva en su sistema solar, o si quiere mantener su batería separada de los paneles solares y hacerla funcionar a través de un inversor diferente .Un inversor de batería convierte la energía de la batería en CA y la suministra a su panel de distribución (en lugar de la red eléctrica) siempre que sea posible

5. Inversores Centrales

Los inversores centrales son enormes y, por lo general, se usan para sistemas que requieren cientos de kilovatios (o incluso, a veces, megavatios) de volumen. No son para uso residencial y se asemejan a un gran gabinete de metal, cada gabinete puede manejar alrededor de 500kW de potencia. Por lo general, se usan comercialmente para instalaciones a gran escala o granjas solares a gran escala.

6. Inversores Híbridos

Los inversores híbridos, también conocidos como inversores multimodo, le permiten conectar baterías al sistema solar. Se conecta con la batería conectada a través del acoplamiento de CC (cuando tanto la energía solar como la batería usan un inversor y la CC de el panel solar carga la batería a través de un cargador DC) y su electrónica organizan la carga y descarga de la batería.

La diferencia entre corriente CC y CA

Proceso inversor solar

Todos los electrodomésticos grandes y electrónicos comerciales utilizan alimentación de CA, corriente alterna.

El trabajo del inversor solar es convertir la energía de corriente continua recolectada de la luz solar en electricidad de corriente alterna.

CC: corriente continua

Los flujos de corriente en una dirección son corriente continua (CC) y son el tipo de energía suministrada por células solares y baterías.

Por ejemplo:

Una linterna contiene un circuito eléctrico continuo llamado circuito eléctrico que conecta el amplificador, la batería y el interruptor. La energía eléctrica se envía sistemáticamente desde la bombilla a la batería hasta que se agota.

Este es un ejemplo típico de un dispositivo electrónico que utiliza CC; los teléfonos móviles y las computadoras portátiles son otros.

La corriente directa se muestra como una línea recta en la pantalla del osciloscopio.

CA – Corriente alterna

La corriente que cambia constantemente de dirección es la corriente alterna (CA) y es el tipo de fuente de alimentación utilizada por todos los electrodomésticos y comerciales.

Tiene una frecuencia de 50-60 Hz (hercios), que es igual al número de veces que la corriente cambia de dirección por segundo.

Por ejemplo:

Un cable que va de un tomacorriente a las luces está repleto de electrones; es posible que se pregunte cómo alimentan la bombilla si siempre cambian de dirección.

Cuando se enciende la alimentación, cada electrón vibra de un lado a otro rápidamente, convirtiendo la energía eléctrica en energía térmica. Esta operación hace que el filamento se caliente y la bombilla brille.

A diferencia de la corriente continua, los electrones no necesitan transferir energía en un circuito continuo, sino que lo hacen saltando hacia arriba y hacia abajo en el mismo lugar.

¿Qué es un MPPT?

El rastreador del punto de máxima potencia es el canal de entrada que se encuentra en el inversor de cadena. Su propósito es maximizar la energía cinética disponible de la cadena de paneles solares durante el uso.

Los inversores sin MPPT sufren cuando la luz solar y las condiciones de temperatura de la celda no son óptimas, lo que afecta la cantidad de energía recolectada.

El MPPT monitorea de cerca la corriente y el voltaje, lo que hace que el inversor funcione a su nivel más alto en todo momento, lo que aumenta la producción de energía.

Hay disponibles inversores MPPT simples y dobles; este último ofrece una mejor flexibilidad en el diseño del sistema y una mayor recolección de energía.

La mayoría de los sistemas requieren solo un inversor; los grandes sistemas industriales emplean varios.

Para un rendimiento óptimo, haga coincidir los vatios de salida máximos del inversor con la salida esperada de la matriz.

¿Qué hace que un inversor solar sea bueno?

Cuando está considerando las numerosas marcas, tipos y tamaños de inversores, hay algunas cosas que puede tener en cuenta cuando se trata de buenos inversores solares.Estos incluyen:

¿El inversor solar está aprobado por la CEC?

El regulador de energía limpia tiene una lista de inversores aprobados por CEC que es muy importante revisar. Estar aprobado por CEC significa que es adecuado y aprobado, y que es de buena calidad.

¿Qué tamaño de inversor solar es mejor?

Esta es una pregunta que confundió a mucha gente. Para obtener la mejor aclaración que podamos proporcionar, es mejor obtener un inversor que pueda manejar la potencia máxima que puede producir un sistema de energía solar. Por ejemplo, si necesita un sistema de energía solar de 3kW, necesitará paneles de 3kW y un inversor solar de 3kW. Asegúrese de que la clasificación de su inversor en kilovatios sea igual o mayor que la salida del panel solar.

¿El inversor solar es resistente a la intemperie?

Esta es una pregunta clave que debe tenerse en cuenta cuando busca dónde se ubicará su inversor. Si es resistente a la intemperie, esto obviamente le ofrece un poco más de flexibilidad en lo que respecta a la ubicación, pero, si no lo es, es posible que deba considerar obtener una jaula resistente a la intemperie para su protección. Es decir, cuanto más protegido esté tu inversor solar, más durará y mejor funcionará. Consulte las especificaciones de los inversores solares que le interesan y el lugar donde tiene previsto instalar el inversor solar.

La pantalla del inversor solar

Eche un vistazo a la pantalla del inversor solar y vea cuánta información está disponible para ver directamente en el inversor, o si hay una opción de monitoreo remoto (por ejemplo, desde una consola en su hogar). Parte de la información que puede estar contenida en la pantalla incluye algo a continuación.

¿Cuántas horas ha estado produciendo electricidad su sistema?

El número de kilovatios (kW) que su sistema está generando actualmente.

La cantidad de energía (kilovatios hora) que produce diariamente el sistema

La cantidad de electricidad (kilovatios hora) que ha generado su sistema desde la instalación.

Incluso hay opciones remotas para sus dispositivos móviles o computadoras, por lo que depende de su presupuesto y sus requisitos en lo que respecta a la pantalla.

Asegúrese de leer atentamente la clasificación de los inversores solares: están clasificados en términos de entrada de CC y salida de CA, así que asegúrese de seleccionar un sistema que se adapte a sus necesidades.

Garantía del inversor solar

La mayoría de los inversores conectados a la red suelen durar entre 10 y 20 años. De manera realista, todos deberían durar 10 años como mínimo. Depende del inversor, las garantías suelen durar entre 5 y 12 años con una opción de extensión por un costo adicional. Compruebe el inversor que le gustaría comprar y sus características, y evalúe la necesidad de una garantía más larga que la que se ofrece. Recuerde siempre que cuanto más larga sea la garantía del inversor, más protección tendrá.

Conclusión

 

Los inversores solares funcionan tomando señales de bajo voltaje y alta corriente de los paneles solares fotovoltaicos y convirtiéndolas en corriente alterna (CA) de alto voltaje. El mejor tipo de inversor depende de su aplicación prevista, el tamaño de la matriz solar y su presupuesto. Recomendamos optar por el mejor inversor que pueda pagar, durará tanto como su sistema, requerirá poco o ningún mantenimiento y aumentará el potencial de rendimiento energético de su panel solar.

 

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