Inversores solares

Inversores grid-tie, híbridos, off-grid o microinversores

La topología es la primera decisión y la más difícil de revertir, ya que determina si el almacenamiento y el respaldo son siquiera posibles.

• Las unidades Grid-tie (On-Grid) alimentan la casa y exportan el excedente. No disponen de puerto para baterías y, por diseño, se apagan durante un corte de red para que no haya retorno de energía hacia las líneas. La opción más sencilla y económica cuando no se prevé almacenamiento.
• Las unidades híbridas añaden un puerto de batería de CC y un gestor energético. La energía solar cubre primero la carga, el excedente carga la batería y solo el resto va a la red o proviene de ella. La mayoría de las instalaciones residenciales en Europa se construyen actualmente de esta manera.
• Las unidades Off-Grid funcionan sin conexión a la red, alimentándose de un banco de baterías y controlando su carga. Se utilizan en cabañas, bombeos remotos, emplazamientos de telecomunicaciones y sistemas insulares donde no existe conexión.
• Los microinversores se instalan bajo los módulos individuales y realizan la conversión a nivel de panel. Cada panel dispone de su propio MPPT, lo que resulta ideal para tejados complejos, múltiples orientaciones y sistemas de balcón, aunque con un coste mayor por Wp.

Monofásico o trifásico

Adapte el inversor a la conexión de red que tiene realmente. Un inversor trifásico no puede instalarse en un suministro monofásico, y un inversor monofásico en una casa trifásica carga solo una fase, lo cual algunos operadores de distribución limitan a unos pocos kW de inyección.

• 1 fase es adecuado para sistemas más pequeños, normalmente hasta unos 5 kW, en viviendas con suministro monofásico o donde la normativa local permita la inyección monofásica a ese nivel.
• 3 fases distribuye la generación equitativamente entre L1, L2 y L3, mantiene menor el aumento de tensión y es la norma por encima de los 5 kW aproximadamente, en edificios comerciales y dondequiera que haya bombas de calor o máquinas trifásicas.
• El balanceo de fases es importante para la medición neta (net metering). Con una unidad trifásica y un contador inteligente compatible, el consumo y la producción se miden en todas las fases conjuntamente.

Potencia nominal frente a kWp del generador: la relación CC/CA

La potencia del generador se mide en kWp bajo condiciones estándar de ensayo que un tejado europeo rara vez alcanza. Instalar deliberadamente un inversor ligeramente más pequeño que el generador se denomina sobredimensionamiento del lado de CC, y aumenta el número de horas que la unidad funciona cerca de su pico de eficiencia.

• La relación CC/CA de 1,0 a 1,2 es el rango habitual para residencias. Un generador de 10 kWp con un inversor de 8 a 10 kW supone un buen compromiso entre el recorte (clipping) y el coste.
• Hasta 1,3 es razonable en tejados este-oeste, inclinaciones bajas o latitudes norteñas, donde la potencia pico se alcanza durante muy pocas horas al año.
• Subdimensionar demasiado el inversor recorta el pico del mediodía en días despejados, lo que supone una pérdida permanente de energía. Sobredimensionarlo supone un gasto innecesario de dinero y deja que la unidad funcione con una carga parcial baja, donde la eficiencia es peor.
• La carga continua debería situarse en torno al 80 % de la potencia nominal. Funcionar permanentemente entre el 80 y el 100 % acorta la vida útil, especialmente en salas de máquinas cálidas y mal ventiladas.

Entradas MPPT, diseño de strings y sombreado

Un MPPT (Maximum Power Point Tracker) localiza continuamente la tensión a la cual una cadena entrega la máxima potencia. Todas las cadenas de un mismo rastreador se ven obligadas a trabajar en el mismo punto de funcionamiento, por lo que los paneles con diferente orientación, inclinación o sombreado reducen el rendimiento de los demás.

• Un MPPT por plano de tejado es la regla de oro. Dos orientaciones en un solo rastreador significan que este tendrá que hacer un compromiso entre ambas durante todo el día.
• La ventana de tensión es decisiva: compruebe la tensión de circuito abierto de la cadena a la temperatura mínima prevista frente a la tensión máxima de entrada de CC, y la tensión mínima de arranque frente a una tarde calurosa de verano.
• La corriente por rastreador limita cuántas cadenas pueden conectarse en paralelo en una sola entrada, algo fundamental con los módulos modernos de alta corriente.
• El sombreado parcial provocado por una chimenea, un mástil o un árbol vecino se resuelve mejor con optimizadores o microinversores que añadiendo rastreadores.

Preparación para baterías, modernización y salida de respaldo

La preparación para baterías no es una etiqueta de marketing; es un rango de tensión de CC específico y un protocolo de comunicación. Un híbrido de alta tensión funciona con un stack de alta tensión, mientras que una unidad de baja tensión lo hace con un banco LiFePO4 de 48 V, y ambos no son intercambiables. Las combinaciones aprobadas son enumeradas por el fabricante del inversor, y el uso de un pack no listado suele invalidar el soporte técnico.

• El acoplamiento en CC a través de un inversor híbrido convierte la energía una sola vez, del panel a la batería, por lo que las pérdidas de ida y vuelta son menores.
• El acoplamiento en CA añade un inversor de batería independiente junto a una unidad conectada a red ya existente. Es la ruta de modernización más práctica cuando el inversor original permanece en su lugar.
• La salida de respaldo (EPS) es un terminal independiente que mantiene activo un cuadro secundario seleccionado durante un apagón. Tiene su propio límite de potencia, normalmente inferior a la potencia nominal de red del inversor, y requiere un sistema de conmutación en el cuadro de distribución.
• La capacidad de arranque en negro (black start) determina si el sistema puede reiniciarse únicamente con la batería y los paneles en ausencia de red. No todos los inversores híbridos ofrecen esta función.

Comparativa rápida de inversores

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