Inversores Fotovoltaicos

Venta de inversores fotovoltaicos de conexión a red, aislada y autoconsumo

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Inversores Solares para Autoconsumo

¿Qué es un inversor fotovoltaico?

Sin entrar en muchos detalles relacionados con la electrónica que incorporan, un inversor fotovoltaico es un dispositivo electrónico que realiza la conversión de la corriente continua, que proviene de los paneles fotovoltaicos, en corriente alterna para su consumo.

Podemos encontrar inversores para paneles solares, para conexión a red y para sistemas aislados que no tienen acceso a la red eléctrica. Los que se usan para autoconsumo y balance neto son los de conexión a red, que son, a fin de cuentas, los que más se instalan actualmente.

¿Sirven para cualquier tipo de panel solar?

Los inversores para placas solares, como hemos comentado, están pensados precisamente para eso, para conectar los paneles solares a ellos y convertir la corriente continua en alterna.

Bien es cierto que, si bien los inversores de conexión a red sirven para todo tipo de panel solar, los de aislada suelen usarse para paneles más pequeños. Aunque con la disponibilidad actual de reguladores MPPT, prácticamente ese requisito ha dejado de ser tan restrictivo y se utilizan paneles de conexión a red en todos los casos. Por lo que no debes preocuparte.

¿Como es es esquema eléctrico básico de conexión?

El modo de conectar el inversor con los paneles, la red y el consumo, es relativamente sencillo. Lo puedes comprobar en la siguiente imagen, que es el esquema típico de una instalación de autoconsumo con balance neto:

Esquema típico de conexión inversor instalación autoconsumo

¿Qué tamaños hay disponibles?

Con un inversor fotovoltaico, hay prácticamente cualquier potencia disponible. Desde los pequeños microinversores de 250W, hasta los grandes inversores centrales de 1MW, o más, pensados para grandes plantas solares.

En cualquier caso, los tamaños más habituales son los que van de 5kW a 25kW, por su modularidad que los hacen perfectos para instalaciones de pequeño, medio y gran tamaño.

 

Tipos de inversores fotovoltaicos:

Los inversores solares se clasifican generalmente atendiendo a dos criterios: su aplicación y su forma de onda. Y más ampliamente, podemos hablar de:

  • Inversores monofasicos: Para instalaciones con tipo de red monofásica. Más habituales en viviendas para autoconsumo con balance neto.
  • Inversores trifásicos: Para instalaciones con red trifásica. Más habituales en instalaciones de autoconsumo de tamaño medio y grande.

Eso en relación a su configuración eléctrica, pero si atendemos a sus aplicaciones, también podemos clasificarlos como:

Inversores solares centrales, de cadena (string)  y microinversores:

Atendiendo a como se conectan los paneles al inversor, podemos encontrarnos con estas opciones de inversores solares:

  1. Inversores centrales: Son los de mayo potencia, eficiencia, simplicidad y además su precio es siempre es más bajo en relación a su potencia. Tienen la desventaja de que, al ser un solo inversor, y éste falla, caerá la producción de la instalación.
  2. Inversores de cadena o string: . A la entrada del inversor se conecta un string (una cadena de paneles conectados en serie), de este modo el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) es independiente para cada string. Tiene la gran ventaja que permite no todos los strings tengan la misma orientación o donde hay complicaciones de sombreado, por lo que es muy ventajoso en tejados de viviendas, donde es habitual ese problema. Como desventaja, es que el precio es más elevado que los anteriores, si lo referimos €/Wp.
  3. Microinversores: Similares a los primeros pero se conectan a cada panel o cada dos paneles. Tiene ventajas en caso de sombras en los paneles y que se puede ir ampliando la instalación gradualmente, pero la desventaja de ser más caro.

 

Especificaciones básicas de los inversores solares:

Antes de afrontar el diseño de una instalación fotovoltaica de autoconsumo, debemos tener en cuenta que en el mercado podemos encontrar, fundamentalmente, dos tipos de inversores solares.

Hablamos de inversores fotovoltaicos para instalaciones aisladas (es decir, con baterías) e inversores para conexión a red o autoconsumo. Este último tipo de inversor, el de instalaciones de autoconsumo y conexión a red, es al que hacemos referencia en esta sección de nuestra web.

Las especificaciones eléctricas fundamentales para cualquier instalación inversor fotovoltaico existentes en el mercado son:

  • Tensión Nominal.– Es la tensión que se debe aplicar a los terminales de entrada del inversor.
  • Potencia Nominal.– Es la potencia que puede suministrar el inversor de forma continuada.
  • Capacidad de sobrecarga.– Se refiere a la capacidad del inversor para suministrar una potencia considerablemente superior a la nominal, así como el tiempo que puede mantener esta situación.
  • Tensión de entrada de arranque: Tensión de entrada a partir de la cual el inversor empieza a verter energía a la red.
  • Tensión máxima del MPP: tensión máxima de seguimiento de máxima potencia.
  • Tensión mínima del MPP: tensión mínima de seguimiento de máxima potencia.
  • Corriente máxima de entrada: máxima corriente a la cual puede funcionar el inversor. Si el inversor tiene múltiples MPPT (seguimientos del punto de máxima potencia), Iccmáx se relaciona con cada una de las entradas individuales.
  • Eficiencia (ó rendimiento).– Es la relación, expresada en tanto por ciento, entre las potencias presentes a la salida y a la entrada del inversor. Su valor depende de las condiciones de carga del mismo, es decir de la potencia total de los aparatos de consumo alimentados por el inversor en relación con su potencia nominal.

¿Qué requisitos mínimos debe cumplir?

Una de los requisitos mínimos y fundamentales para todo inversor es que, sabiendo que el flujo de energía eléctrica normalmente siempre va en el sentido de las cargas, cuando se produce un corte en la red eléctricael inversor se tiene que parar y dejar de inyectar a la red eléctrica.

Esquema eléctrico de un sistema de autoconsumo con inversores solares

Los requerimientos básicos exigidos a los inversores solares para autoconsumo y conexión a red son, entre otros:

  • La instalación fotovoltaica debe considerarse como parte de un componente de la red eléctrica.
  • El inversor debe cumplir las especificaciones exigidas de la red eléctrica.
  • La seguridad de los operadores debe tenerse siempre en cuenta (pueden existir partes activas desconocidas).
  • Las instalaciones fotovoltaicas no deberán entregar energía a una línea eléctrica sin protecciones.
  • La desconexión del inversor debe ser automática en cuanto aparezca un fallo.
  • Deberá existir un punto de fácil desconexión (interruptor frontera) que sea accesible a los empleados de la compañía eléctrica en cualquier momento.
  • Los inversores deberán operar con factor de potencia igual a uno.
  • Se deberá efectuar aislamiento eléctrico entre la instalación fotovoltaica y la red.
  • Si la señal de salida del inversor excede de las condiciones predefinidas para la operación (sobre/subtensión, sobre/subfrecuencia) el inversor debe desconectarse automáticamente de la red.
  • Se posibilitará la nueva conexión después de un cierto tiempo (3 minutos normalmente), tiempo que el sistema de control y protección de red espera para intentar una nueva conexión.

Si necesita precio de inversores solares para conexión a red o autoconsumo, o soporte técnico, no dude en ponerse en contacto con nosotros. Estaremos encantados de atenderle y hacerle llegar nuestra propuesta de suministro sin compromiso.

¿Cómo funciona un inversor?

Te explicamos qué es un un inversor solar y que aplicaciones tienen dentro de una instalación solar fotovoltaica. Básicamente, los inversores estáticos son circuitos que producen tensión o intensidad alterna a partir de una fuente de corriente continua. Es decir, los inversores de onda senoidal que se usan para autoconsumo y conexión a red, se encargan de transformar la corriente continua en corriente alterna.

Funcionamiento:

El funcionamiento de un inversor de energía solar es sencillo. En primer lugar, la función de un inversor solar es la de transformar la corriente continua que procede de un panel solar en corriente alterna. Los inversores estáticos utilizan, para efectuar la conmutación, dispositivos semiconductores de potencia, los cuales funcionan únicamente de dos modos: modo corte (off) y modo saturación (on). Por ello, la señal alterna de salida que se obtiene es cuadrada.

Ejemplo de un inversor solar fotovoltaico de conexión a red

Una señal cuadrada puede convertirse en sinusoidal mediante filtros de potencia. El proceso de filtrado de los armónicos más cercano al fundamental requiere voluminosos condensadores y bobinas que reducirán el rendimiento del sistema, así como dispositivos de conexión / desconexión de los mismos.

Por esto, un objetivo a tener en cuenta cuando se diseñan inversores fotovoltaicos es obtener señales de salida, en las cuales los armónicos que aparezcan sean de pequeño valor y estén lo más lejos posible del fundamental. Esto se conseguirá aumentando la frecuencia de conmutación de los semiconductores y filtrando adecuadamente la señal obtenida.

Una de las funciones que debe cumplir cualquier inversor solar es la de regular el valor de la tensión de salida. Esto se consigue básicamente de tres distintas formas:

  • regulando la tensión antes del inversor (convertidores DC/DC)
  • regulando la tensión en el propio inversor mediante un sistema de control (variando el ángulo de fase, mediante modulación de ancho de pulso (PWM))
  • o regulando a la salida del inversor (mediante un auto-transformador)

 

¿Qué inversor necesito para una instalación de autoconsumo?

Si eres profesional y necesitas ayuda para determinar el inversor fotovoltaico más adecuado para tu proyecto, contacta con nosotros y te orientamos.

Rendimiento:

La eficiencia de todos los inversores se ve afectada no sólo por las pérdidas producidas por la conmutación, sino también por las pérdidas debidas a elementos pasivos, como son los transformadores, filtros, condensadores, etc…. Así la eficiencia de la conversión del sistema completo, el cual incluye filtros de entrada, dispositivos de conmutación, filtros de salida y transformador es más apropiada que únicamente la eficiencia del inversor.

Los inversores fuente de tensión generalmente tienen una eficiencia a plena carga de entre el 90 y 94% para sistemas de baja tensión de entrada (400 V). La siguiente imagen muestra, por ejemplo, la eficiencia de uno de los modelos de inversores SMA.

Ejemplo de gráfica de rendimiento de un inversor solar

En general la eficiencia de un inversor es mayor en los inversores con bajas pérdidas en vacío, y la eficiencia crece si la tensión continua de entrada de las placas solares crece.

Calidad de la señal:

Las dos principales cuestiones técnicas a tener en cuenta en un inversor desde el punto de vista de calidad de la señal son: el factor de potencia y la distorsión armónica. El contenido armónico en la señal de salida de un inversor para uso fotovoltaico es difícil de fijar debido a que no hay mucha información disponible. Los efectos de la distorsión armónica en la propia red eléctrica y en las cargas conectadas a ella no están suficientemente estudiados y además existen múltiples dificultades para medir la distorsión obtenida.

Dentro de todas las especificaciones, las de la corriente se deben tener mas en cuenta que las de voltaje, ya que los armónicos de corriente son los que más problemas causan y porque es más fácil para el fabricante de equipos demostrar el total cumplimiento de la especificación de inyección de corriente. Esta especificación normalmente se da en términos de distorsión armónica total (THD). La magnitud que representa a cualquiera de los armónicos por separado se denomina distorsión armónica simple (SHD) y es igualmente interesante para las compañías eléctricas.

Los valores normalmente utilizados para ambas distorsiones son el 5% y el 3% respectivamente.

Aislamiento eléctrico de un inversor:

Otra necesidad de considerable importancia en la conexión con la red eléctrica es la obtención de un adecuado aislamiento. Este se puede obtener mediante un transformador situado entre la red y el inversor (aunque algunos ya lo incorporan de serie). El aislamiento galvánico es obligado por motivos de seguridad.

Tensión de voltaje en bornes inversores solares con y sin transformador

En principio, varios reglamentos de países de la UE indican que no se puede conectar inversores a la red a menos que se prevea alguna forma de aislamiento. La instalación fotovoltaica y la compañía eléctrica deberán utilizar protecciones que logren interrumpir corrientes de fallo en continua. Un fallo en el inversor con niveles de continua puede saturar el transformador de distribución de la compañía eléctrica y causar mal funcionamiento del servicio a otros abonados.

Protecciones:

Los inversores actuales suelen incluir el control de todo el sistema. Esto incluye detectar que el campo fotovoltaico tenga suficiente potencia como para poder conectarse a la red, cerrando en ese momento un contactor y comenzando a operar tan pronto como haya luz solar. Por la noche el inversor deberá estar totalmente desconectado.

La lógica de control del inversor fotovoltaico incluirá un sistema de protección que detecte situaciones de funcionamiento anormales como son:

  • Falta a tierra en continua.
  • Condiciones anormales en la red eléctrica (tensión, frecuencia, etc..)
  • Pérdidas en una fase.
  • Parada del inversor solar.

El inversor solar deberá estar protegido contra transitorios de tensión mediante varistores en el lado de continua y alterna. Si desea presupuesto y precio de inversor solar para su proyecto fotovoltaico, no dude en ponerse en contacto con nosotros. Somos distribuidores desde el año 2007.

Norma IP para Inversores:

La norma IP indica el nivel de protección que tienen los equipos eléctricos ante agentes exteriores (intemperie), como el polvo y el agua.

Para saber interpretarla, basta con saber que el Grado IP posee dos cifras, la primera se refiere al grado de protección del equipo frente al polvo y la segunda cifra hace referencia a la protección frente al agua.

Para poder identificarlos, estas son las tablas de referencia:

Grado de protección contra el polvo:

 

Grado de ProtecciónTamaño del objeto entranteEfectivo contra…
0Sin protección
1<50 mmEl elemento que debe utilizarse para la prueba (esfera de 50 mm de diámetro) no debe llegar a entrar por completo.
2<12.5 mmEl elemento que debe utilizarse para la prueba (esfera de 12,5 mm de diámetro) no debe llegar a entrar por completo.
3<2.5 mmEl elemento que debe utilizarse para la prueba (esfera de 2,5 mm de 4
4<1 mmEl elemento que debe utilizarse para la prueba (esfera de 1 mm de diámetro) no debe llegar a entrar por completo.
5Protección contra polvoLa entrada de polvo no puede evitarse, pero el mismo no debe entrar en una cantidad tal que interfiera con el correcto funcionamiento del equipamiento.
6Protección fuerte contra polvoEl polvo no debe entrar bajo ninguna circunstancia.

Grado de protección contra el agua:

 

NivelProtección frente aMétodo de pruebaResultados
0Sin protección.NingunoEl agua entrará en el equipamiento en poco tiempo.
1Goteo de aguaSe coloca el equipamiento en su lugar de trabajo habitual.No debe entrar el agua cuando se la deja caer, desde 200 mm de altura respecto del equipo, durante 10 minutos (a razón de 3-5 mm³ por minuto)
2Goteo de aguaSe coloca el equipamiento en su lugar de trabajo habitual.No debe entrar el agua cuando se la deja caer, durante 10 minutos (a razón de 3-5 mm³ por minuto). Dicha prueba se realizará cuatro veces, a razón de una por cada giro de 15°, tanto en sentido vertical como horizontal, partiendo cada vez de la posición normal de trabajo.
3Agua nebulizada. (spray)Se coloca el equipamiento en su lugar de trabajo habitual.No debe entrar el agua nebulizada en un ángulo de hasta 60° a derecha e izquierda de la vertical a un promedio de 11 litros por minuto y a una presión de 80-100 kN/m² durante un tiempo que no sea menor a 5 minutos.
4Chorros de aguaSe coloca el equipamiento en su lugar de trabajo habitual.No debe entrar el agua arrojada desde cualquier ángulo a un promedio de 10 litros por minuto y a una presión de 80-100 kN/m² durante un tiempo que no sea menor a 5 minutos.
5Chorros de agua.Se coloca el equipamiento en su lugar de trabajo habitual.No debe entrar el agua arrojada a chorro (desde cualquier ángulo) por medio de una boquilla de 6,3 mm de diámetro, a un promedio de 12,5 litros por minuto y a una presión de 30 kN/m² durante un tiempo que no sea menor a 3 minutos y a una distancia no menor de 3 metros.
6Chorros muy potentes de agua.Se coloca el equipamiento en su lugar de trabajo habitual.No debe entrar el agua arrojada a chorros (desde cualquier ángulo) por medio de una boquilla de 12,5 mm de diámetro, a un promedio de 100 litros por minuto y a una presión de 100 kN/m² durante no menos de 3 minutos y a una distancia que no sea menor de 3 metros.
7Inmersión completa en agua.El objeto debe soportar sin filtración alguna la inmersión completa a 1 metro durante 30 minutos.No debe entrar agua.
8Inmersión completa y continua en agua.El equipamiento eléctrico / electrónico debe soportar (sin filtración alguna) la inmersión completa y continua a la profundidad y durante el tiempo que especifique el fabricante del producto con el acuerdo del cliente, pero siempre que resulten condiciones más severas que las especificadas para el valor 7.No debe entrar agua
9KPotentes chorros de agua a alta temperaturaProtegido en contra de chorros de corto alcance a alta presión y de alta temperatura.Duración del Test:

Volumen de agua: 14–16 litros por minuto
Presión: [8000–10000 kPa / 80–100 Bar] distancia de 0.1–0.15 m
Temperatura del agua: 80 °C

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