Inversores 48V

Un inversor de 48V a 220V es un convertidor de corriente diseñado para convertir la corriente continua (CC) a 48 voltios (procedente de un banco de baterías de 48V) en corriente alterna (CA) a 220 voltios.

Esta CA de mayor voltaje puede alimentar aparatos domésticos o comerciales que funcionen a 220 V.

Las características más importantes de un inversor de 48V se resumen a continuación.

• Tensión de entrada: Es la tensión de 48V en CC de entrada del inversor proveniente de las baterías.T
• Tensión de salida: Proporciona una salida estable de 220 V CA (50 Hz o 60 Hz, según las normas regionales).
• Potencia: Potencia nominal (W) de salida del inversor para alimentar cargas, desde pequeños sistemas domésticos hasta grandes aplicaciones industriales.
• Forma de onda: Puede producir una onda sinusoidal pura (la más recomendable para dispositivos electrónicos sensibles o críticos) o una onda sinusoidal modificada, que es más barata pero puede causar problemas de rendimiento con determinadas cargas.
• Dispositivos de protección: Generalmente incluye protecciones contra sobretensión, sobrecarga y cortocircuito, garantizando un funcionamiento seguro y fiable.
• Índice de eficiencia: Indica la eficiencia con la que el inversor convierte la CC en CA, lo que afecta tanto al rendimiento del sistema como a la autonomía de la batería.

El precio de un inversor de 48V a 220V oscila desde los 115 euros hasta más de 1.400€, esta diferencia viene determinada por la potencia del inversor y del tipo de onda sinusoidal de salida.

¿Por qué la potencia de un inversor solar de aislada de 48V se da en VA y no en Watts?

Los vatios (W) miden la potencia real suministra el inversor. Los voltios-amperios (VA) miden la potencia aparente, que es simplemente el producto de la tensión y la corriente (tensión × amperaje).

En muchos casos, un inversor se clasifica en VA (potencia aparente) porque está diseñado para manejar una corriente determinada a un voltaje dado, independientemente de la eficiencia con la que la carga utilice esa potencia. El factor de potencia de un dispositivo (la eficacia con la que utiliza la electricidad) es la causa de la diferencia entre vatios y VA.

Los vatios son lo que se paga en la factura de la luz, mientras que los VA son el margen de dimensionamiento que necesitan los dispositivos (y los inversores) para gestionar la corriente y la tensión, incluidos los componentes reactivos adicionales. Por tanto, los VA siempre tendrán un valor mayor o igual que el valor en Watts.

Por eso muchas especificaciones de inversores indican VA, para garantizar que pueden gestionar la potencia aparente total requerida por sus cargas.

Son varios los factores que te recomendamos que tengas en cuenta antes de decidir qué inversor 48V comprar y que te resumimos a continuación.

• Potencia continua (vatios): Calcula el consumo de todas las cargas que puedan funcionar al mismo tiempo. Por ejemplo, si vas a utilizar un frigorífico de 1.000 W, un portátil de 300 W y un ventilador de 100 W a la vez, el consumo continuo total será de 1.400 W.
• Potencia de pico: Los motores, bombas y compresores pueden necesitar entre 2 y 3 veces su potencia nominal al arrancar (por ejemplo, un frigorífico de 1.000 W puede consumir 2.000 W durante unos segundos). Entonces, comprueba que el inversor puede soportar estos picos sin desconectarse.
• Futuras ampliaciones: Si vas a añadir más cargas en un futuro (por ejemplo, un frigorífico adicional o una máquina de aerotermia), dimensiona el inversor para futuras necesidades. Una regla general es comprar un inversor de 48V con entre un 20% y un 30% más de potencia pico de la que necesitas inicialmente.
• Configuración de la batería de 48 V: Usar un inversor de 48V significa que estás conectando varias baterías de 12V en serie (4 × 12V = 48V) o usando bancos de baterías de 48V (generalmente LiFePO4, plomo-ácido u otros).
• BMS: Asegúrate de que el banco de baterías está bien equilibrado y de que tienes un sistema de gestión de baterías (BMS) para controlar la carga y descarga, monitorización y protección si utilizas baterías de litio.
• Tamaño (sección) del cable: A 48V, el consumo de corriente es menor que a 24V y aún menos que a 12V, para el mismo nivel de potencia (recuerda P = V x I). Esto permite reducir el grosor del cable (calibre) y las pérdidas de energía. Sin embargo, hay que asegurarse de que los cables puedan soportar la corriente máxima a plena carga.
• Compatibilidad con el controlador de carga: Si utilizas un controlador de carga MPPT independiente del inversor, asegúrate de que admite la carga de un banco de baterías de 48 V.
• Verificar MPPT: Aunque algunos inversores de 48V tienen ya un MPPT integrado, asegúrate que el voltaje y la corriente de entrada fotovoltaica máximos coinciden con los de sistema de paneles solares (completo).
• Reputación y asistencia: Intenta siempre comprar inversores de 48V de marcas consolidadas como Steca, Studer, Victron Energy, Schneider Electric, etc., que suelen ofrecer mejores actualizaciones de firmware, piezas de repuesto y asistencia técnica. Recuerda que un sistema aislado, en caso de fallo, implica un corte total de electricidad para el propietario.
• Garantía: Las garantías oscilan entre 2 y 5 años aunque algunos productos de gama alta ofrecen garantías ampliables.
• Supervisión y acceso remoto: Algunos inversores de 48V tienen ya aplicaciones o interfaces web para controlar el rendimiento y diagnosticar problemas a distancia que puede ayudar a evitar desplazamientos por averías o mantenimiento.

¿Qué tipos de inversores de 48V hay?

Existen dos tipos principales de inversores de 48V en función de su forma de onda de salida: los de onda sinusoidal pura y de onda sinusoidal modificada que resumimos a continuación.

• Los inversores de 48V de onda senoidal pura generan a su salida la forma de onda de CA suave y sinusoidal que tiene la red eléctrica. Esto los convierte en la mejor opción para aparatos electrónicos sensibles y/o críticos como ordenadores, televisores y dispositivos médicos, y para electrodomésticos con motor (por ejemplo, frigoríficos o bombas), que pueden funcionar con menos eficiencia o sufrir daños si la calidad de la energía es deficiente. Aunque suelen ser más caros, los inversores de onda sinusoidal pura garantizan un suministro de energía más limpio y estable, y son la opción más recomendable para comprar para cualquier aplicación sensible o de larga duración o simplemente si quieres no tener problemas de funcionamiento.
• Los inversores de 48V onda senoidal modificada se aproximan a una onda sinusoidal escalonada la tensión en lugar de suministrar una curva continua. Son menos caros y pueden funcionar bien para cargas simples o resistivas (como luces incandescentes, herramientas básicas o pequeños elementos calefactores). Sin embargo, pueden provocar ruidos o interferencias notables en dispositivos que dependen de una alimentación de CA suave, y los motores pueden funcionar a mayor temperatura o con menor eficiencia. Por ello, las unidades de onda sinusoidal modificada se reservan para situaciones en las que los costes son limitados y las cargas no son especialmente sensibles a la calidad de la energía.

¿Qué potencia necesita un inversor de 48v a 220v?

La potencia de un inversor de 48 V a 220 V debe calcularse para soportar la carga máxima prevista a 220 V, más un margen de seguridad (+20% o +30%). En otras palabras, si tienes previsto consumir hasta 1 kW a 220V, normalmente necesitará un transformador de al menos 1 kVA o más (por ejemplo 1,2 kVA o más) para tener en cuenta las corrientes de entrada y las pérdidas de eficiencia. Básicamente, lo que tienes que hacer es calcular la potencia total que necesita a 220V y elija un transformador cuya potencia nominal sea igual o superior a esa cifra.

¿Qué mantenimiento necesitan los convertidores de 48v a 220v?

Por lo general, un inversor de 48V a 220 V necesita poco mantenimiento más allá de ubicar su colocación en un lugar fresco y seco.

Aparte, siempre es recomendable una limpieza e inspección periódicas para garantizar un funcionamiento seguro y fiable.

Es importante limpiar el polvo y suciedad para evitar el sobrecalentamiento, y comprobar que todas las conexiones de los cables, sobre todo los terminales de la batería, estén apretados y libres de corrosión para evitar arcos voltaicos y sus consecuencias (fuego).

Es recomendable también revisar periódicamente los ventiladores de refrigeración (si los hay) para asegurarse de que funcionan correctamente y no estén obstruidos.

Adicionalmente verificar que cualquier firmware o software del inversor esté actualizado.

Por último es conveniente también deberá controlar el estado de carga y la salud general del banco de baterías, ya que el rendimiento del inversor depende en gran medida de que las baterías estén en buen estado.

¿Cuál es su garantía?

La garantía de los inversores de 48V a 220V es generalmente de 2 años como Victron, o con posibilidad de incluso de hasta 5 o 10 años en algunos casos dependiendo del fabricante como Studer.

¿Se puede financiar la compra de estos inversores?

Si, puedes financiar la compra de estos inversores siempre sujeta a aprobación de la aseguradora de crédito pertinente.

¿Cómo funcionan los inversores de corriente 48V a 220V?

Un inversor de 48 V a 220 V se alimenta con una tensión de CC relativamente baja (por ejemplo de las baterías), la eleva a un nivel de CC alto y, a continuación, la convierte a una salida de CA estable. Para ello utiliza conmutación de alta frecuencia, bucles de realimentación y filtrado para garantizar una forma de onda de CA similar a la de la red eléctrica convencional.

Te describimos el funcionamiento detallado a continuación.

1. Alimentación a 48V: Normalmente, el inversor se conecta a un banco de baterías de 48V o a una fuente de alimentación de CC similar. El circuito de control del inversor mide la tensión de entrada para asegurarse de que se encuentra dentro de un rango aceptable (ni demasiado baja ni demasiado alta). Si la tensión está fuera de rango, el inversor puede apagarse o mostrar un error para proteger tanto el dispositivo como la batería.
2. Conversión CC - CC: Dado que necesita crear una salida de CA de unos 220 V, el circuito interno debe primero elevar los 48V CC a un nivel de CC superior, en el rango de 300-400V CC. Para ello se utiliza un transformador o inductor de alta frecuencia para elevar la tensión de forma eficiente. El resultado es un “bus” a una tensión suficientemente alta para poder generar 220V CA en la etapa siguiente.
3. Estabilización de la CC: Después de la etapa anterior, la CC de alta tensión se suaviza mediante condensadores de gran tamaño.
4. Conversión CC-CA (o etapa de inversión): un puente en H (para invertir la polaridad de tensión) o una disposición similar de transistores (IGBT o MOSFET) conecta y desconecta la CC de alta tensión a mucha velocidad. Modulando la anchura y la frecuencia de estos impulsos, la salida puede aproximarse a una forma de onda de CA sinusoidal. El controlador del inversor sincroniza estos pulsos para formar la señal deseada de 220V, 50Hz o 60Hz. Además el microcontrolador o DSP del inversor ajusta continuamente los parámetros de conmutación para mantener una salida estable y responder a los cambios de carga.
5. Filtrado de la señal salida: Una red de filtros bobina-condensador (LC) suaviza las señales de conmutación de alta frecuencia, eliminando la mayoría de los “ruidos” y dejando una onda sinusoidal más limpia.
6. Protección: Si la entrada de CC sube demasiado (sobretensión) o baja demasiado (subtensión), el inversor se apagará o reducirá la salida para protegerse a sí mismo y a la batería. Si se detecta una sobrecarga o un cortocircuito repentinos, puede apagar rápidamente los transistores de conmutación para evitar daños. Además con la ayuda de los disipadores térmicos o ventiladores garantizan que la electrónica de potencia no se sobrecaliente. Algunos inversores se pueden desconectar como protección si la temperatura interna sube demasiado.
7. Monitorización: Muchos inversores modernos disponen de pantallas o aplicaciones para mostrar el voltaje de la batería, el consumo de la carga y el estado de los fallos del sistema.

¿Dónde se utilizan los inversores de 48V?

Los inversores de 48V se utilizan en multitud de aplicaciones que precisan de un funcionamiento fiable y constante independiente de la red, como los que resumimos en la siguiente lista.

• Sistemas residenciales aislados de la red: En los hogares o casas aislados de la red, se suele utilizar un banco de baterías de 48V conectado a paneles solares u otras fuentes renovables y/o auxiliares. Esta configuración ofrece un equilibrio entre mayor eficiencia y secciones de cable razonables, lo que hace que los inversores de aislada de 48V sean ideales para alimentar electrodomésticos estándar en estas condiciones de no acceso a red.
• Aplicaciones de respaldo/UPS: Las empresas o viviendas que necesitan energía de reserva durante los cortes de red suelen optar por inversores de 48 V. Al almacenar energía en un banco de baterías de 48V, pueden mantener en funcionamiento cargas críticas (por ejemplo, refrigeración, iluminación, equipos informáticos) cuando falla el suministro eléctrico principal.
• Pequeñas instalaciones comerciales o industriales: Para actividades con demandas de energía moderadas, como talleres, oficinas remotas o granjas, un inversor de 48V es más económico y eficiente que las alternativas de voltaje más bajo de 12V y 24V. Reduce además el consumo de corriente y las pérdidas por cableado, y puede suministrar una potencia suficiente para la maquinaria y las herramientas habituales.
• Torres de telecomunicaciones: Muchas torres de telecomunicaciones y estaciones repetidoras y de medición meteorológica tienen sistemas de 48V.
• Vehículos, sistemas portátiles y móviles: Los vehículos todoterreno, las embarcaciones, autocaravanas y los vehículos recreativos a veces utilizan sistemas de 48V, especialmente cuando necesitan una mayor potencia. Un inversor de 48V puede convertir la energía almacenada en las baterías en corriente alterna de 220V para los aparatos y herramientas del vehículo.
• Instalaciones renovables híbridas: En las instalaciones que combinan energía solar, eólica y, un generador electrógeno auxiliar, un inversor de 48V conecta las distintas fuentes a un único banco de baterías. Lo que lo convierte en una opción práctica para los sistemas de energía multifuente.

¿Con qué baterías es compatible un inversor de 48V?

Un inversor de 48V es compatible solo con baterías de 48V o grupos de baterías de menor tensión unitaria pero con una tensión serie de salida de 48V.

¿Cómo se instalan los inversores de 48V?

El inversor solar se debe instalar en una superficie estable con ventilación adecuada, seco y se conecta a un banco de baterías de 48V mediante cables y fusibles del tamaño adecuado.

A continuación, conecta la salida de CA del inversor al panel de distribución o al circuito del edificio con las cargas críticas, asegurándote de que se cumplen todos los códigos eléctricos locales (por ejemplo, conexión a tierra correcta, dispositivos de protección, etc).

Por último, comprueba la polaridad correcta en el lado de CC, vuelve a comprobar los niveles de tensión y realiza las pruebas iniciales para verificar que todo funciona de forma segura y eficiente antes de ponerlo en marcha.