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1.4. Inversores conectados a red: detalles

Símbolo del inversor

Los sistemas fotovoltaicos generan en corriente continua y en la mayoría de las aplicaciones se requiere alimentar cargas de corriente alterna.

Es por lo tanto necesario disponer de un sistema de acondicionamiento de potencia que convierta la tensión en C.C. a C.A. A este dispositivo, como vimos anteriormente se le denomina inversor.

Para los sistemas fotovoltaicos distinguimos dos tipos de inversores según el tipo de instalación:

  • Inversor autónomo o inversor para instalación aislada de la red eléctrica (inversor aislado): Está diseñado para generar tensión en corriente alterna de manera independiente. Se utiliza para alimentar cargas en corriente alterna que no están conectadas a la red eléctrica.
  • Inversor conectado a red: Se utiliza para inyectar energía eléctrica a la red eléctrica. Necesita detectar la señal en tensión y frecuencia de la red eléctrica para funcionar. Se conecta directamente al conjunto de paneles.

El inversor conectado a red genera una corriente de salida senoidal en fase con la tensión de red. Por otro lado, los inversores aislados generan una tensión que no necesariamente es una senoidal pura. Existe un gran número de cargas en corriente alterna que no requieren ser alimentadas por una tensión senoidal pura.

Hablaremos más sobre los tipos de generación de tensión C.A. que existen en los inversores aislados en tema de Sistemas Fotovoltaicos aislados.

A la hora de seleccionar un inversor para una aplicación específica, es necesario estudiar en detalle las características de las distintas opciones comerciales existentes.

Los principales parámetros comunes para ambos tipos de inversores (aislados y conectados a red) se enlistan a continuación:

 

Tensión de entrada (rango) Indica el rango de valores de tensión continua procedente del subsistema de captación en el cual el inversor puede operar.
Tensión de seguimiento de potencia máxima (rango)
Indica el rango de valores de la tensión de los módulos fotovoltaicos en donde el inversor puede realizar el seguimiento del punto de potencia máxima y, por tanto, optimizar su producción. 
Tensión de salida
Indica la tensión nominal de salida que entrega el dispositivo.
Corriente máxima
Representa la máxima corriente procedente del conjunto de paneles que el inversor puede admitir.
Potencia nominal Representa la potencia nominal que puede entregar el sistema.
Potencia máxima Indica la máxima potencia que puede entregar el sistema en un instante.
Eficiencia máxima Representa la máxima eficiencia de conversión que tiene el inversor. Este valor solamente se da en unas condiciones de carga y tensión concretas; durante su operación, el inversor no necesariamente funciona bajo la eficiencia máxima.

Factor de potencia

Indica el factor de potencia mínimo que entrega el inversor a la red. El factor de potencia es la relación entre la potencia activa y la potencia reactiva. 

Elementos de seguridad

Estos inversores suelen incluir

  • Protección contra cortocircuitos
  • Protección contra sobretensiones
  • Protección contra inversión de la polaridad
  • Protección por Tensión y Frecuencia de red fuera de rango
Elementos adicionales
  • Elementos de despliegue de información. Es siempre útil, sobretodo a la hora de dar mantenimiento al inversor, que éste cuente con algún elemento visual que permita determinar su estado. Estos elementos pueden ser luces indicadoras, pantallas, señales de alarma, etc.
  • Sistema de programación y ajuste: Algunos inversores incluyen un pequeño panel de control que permite ajustar algunos parámetros. Recientemente también es posible encontrar inversores que permiten una configuración remota, ya sea por medios inalámbricos o por red de datos. Este tipo de funcionalidad facilita la operación y mantenimiento del inversor.
  • Sistema de medición y almacenamiento de datos: Existen inversores, sobretodo aquellos conectados a la red, que integran un sistema de medición de energía. Estas mediciones pueden ser enviadas a un servidor remoto o ser almacenadas en una memoria interna. Esta monitorización permite determinar el desempeño y el estado de la planta fotovoltaica.

Ejercicio 3

Un microinversor como el que se muestra en la siguiente figura

tiene la siguiente hoja de datos

Con base en la anterior hoja de datos complete la información que se le solicita

El microinversor acepta una tensión en corriente directa máxima de V. 

El rango de operación del seguidor del punto de máxima potencia va de a V. 

El rango de operación del microinversor es de a V, pero necesita al menos V para arrancar. 

La corriente máxima que permite utilizar el inversor es de A, aunque permite una corriente de corto circuito de A. Recuerde que la corriente en corto circuito tiene una tensión igual a V y por lo tanto no consume potencia. 

El rango nominal de la frecuencia que inyecta a la red eléctrica es de Hz. 

Tiene una eficiencia máxima de %.

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