1.5. El inversor aislado

La función principal de un inversor aislado es generar una tensión en corriente alterna en sus bornes de salida. Además de los parámetros antes mencionados, existen características propias de los inversores aislados que se explicarán en detalle en esta sección.

Existen distintos tipos de inversores aislados comerciales que permiten diversas configuraciones de conexión. Estas configuraciones son:

• a) Inversor conectado a la batería sin pasar por el regulador tal y como lo muestra la Figura 1.10. En este caso se debe tener cuidado con no sobredescargar la batería.

 

 

Figura 1.17. Configuración de inversor aislado conectado al regulador de carga

 

• b) Inversor conectado directamente al conjunto de módulos fotovoltaicos. En este caso no se tiene acumulación de energía y se entregará energía a la carga cuando haya disponible.

 

 

Figura 1.18. Configuración de inversor conectado directamente al conjunto de paneles

 

 Otros parámetros propios de los inversores aislados son los siguientes:

• Dispone de opción de autoarranque: El inversor arranca automáticamente al detectar alguna carga siempre que haya potencia del generador o acumulador.
• Permite sobrecarga (potencia máxima): Se refiere a la posibilidad del inversor de soportar picos de corriente durante unos segundos, si lo pide la carga (p.ej. motores). El pico puede ser unas 3-4 veces superior a la potencia nominal. Se debe tener cuidado con el resto de equipos (p.ej. Regulador en la configuración de la figura 1.10).
• Protección contra sobredescarga: Indica si el inversor posee un sistema de corte por baja tensión de la batería. Es imprescindible en inversores conectados directamente a las baterías.
• Posibilidad de operar en paralelo con otros inversores: en instalaciones con consumos variables o en microred. Es imprescindible configurar uno como “master” y el resto como “slaves”.

Por otro lado, como se mencionó anteriormente, un inversor aislado puede generar una tensión de salida que no sea necesariamente senoidal. Existen varias cargas que no requieren de una tensión senoidal para operar de forma correcta. Por ejemplo, las cargas resistivas como luces incandescentes u hornos eléctricos tan sólo requieren de una tensión que varíe su polaridad a la frecuencia de red, esto es, que sea positiva y negativa periódicamente.

Generar una señal periódica alterna cuadrada es más sencillo y menos costoso que generar una señal senoidal. A una señal cuadrada como la que se muestra en la Figura 1.12 se le llama senoidal modificada.

La amplitud y el ancho de la onda de la tensión senoidal modificada varía ligeramente de inversor a inversor y siempre es mejor verificar las hojas de datos del fabricante y realizar mediciones para observar el tipo de tensión que genera el inversor.

 

 

Figura 1.19. Onda senoidal pura (en negro) y onda senoidal modificada (en azul).

 

Si bien es cierto un inversor senoidal modificado es más económico que uno que genera una tensión senoidal pura, hay que tener algunos cuidados cuando se utiliza un inversor que genera una tensión senoidal modificada. A continuación se detallan algunos inconvenientes de este tipo de inversor:

• Reduce la eficiencia energética de motores y transformadores entre un 10% y 20 %. Las pérdidas energéticas causan un calentamiento adicional del equipo, lo cual reduce su confiabilidad y vida útil.
• El mayor contenido armónico de la onda senoidal modificada puede generar ruidos indeseables en los sistemas de audio, transformadores, motores y luces fluorescentes.
• Puede no funcionar en dispositivos electrónicos que tengan circuitos de rectificación con corrección de factor de potencia, como por ejemplo, algunos cargadores de computadoras o impresoras.
• Algunos dispositivos electrónicos utilizan el cruce por cero de la señal de red como reloj para realizar funciones temporales (ejemplos: alarmas, relojes). Una onda senoidal modificada no tiene un cruce por cero definido en un instante de tiempo, con lo cual estos circuitos temporales no logran detectarlo correctamente y generan errores.

¿Cómo dimensionar un inversor aislado?
El principal criterio para dimensionar un inversor aislado es la potencia necesaria en los consumos simultáneos en C.A.. Un criterio conservador pero válido es dimensionar el inversor un 25-30% más grande al consumo de potencia total de los equipos. En caso de que se esté alimentando un motor o compresor, entonces el tamaño del inversor debe ser capaz de proveer en breves instantes alrededor de 3 veces su potencia; ésto para manejar los picos de consumo durante el arranque.