Inversores Solares

¿Qué es un inversor solar, en detalle?

Como hemos explicado en la cabecera de esta categoría, un inversor solar se encarga de transformar la corriente continua de los paneles solares a corriente alterna para su posterior uso. La inmensa mayoría de los equipos usados en el hogar y en las industrias se abastecen de corriente alterna con una tensión y frecuencia dadas (230V en monofásica y 50Hz en España) parámetros que no son los dados por la parte de continua de las placas fotovoltaicas. Es pues el inversor solar el encargado de realizar las transformaciones y ajustes necesarios para que nuestros equipos puedan alimentarse de la energía solar.

¿Cuáles son los tipos de inversores solares?

Podemos encontrar principalmente en el mercado tres tipos de inversores solares de los que llamamos de string:

-       Inversores solares de conexión a red: este tipo de inversor se utiliza en aquellas instalaciones solares que disponen de conexión a red eléctrica y se pueden sincronizar con los parámetros de tensión (V) y frecuencia (Hz) de ésta.

-       Inversores solares para instalación aislada: como su nombre indica, son aptos para las instalaciones solares que no disponen de conexión a red eléctrica. Este tipo de inversores es capaz de operar bajo una “red” que él mismo genera con los parámetros de tensión (V) y frecuencia óptimos para su uso en aparatos eléctricos convencionales.

-      Inversores híbridos:  Los inversores híbridos suelen usarse en sistemas que necesiten operar conectados a una red eléctrica y a la vez que puedan hacerlo sin ello. Suelen emplearse en instalaciones híbridas donde el sistema puede estar conectado a una red, a diferentes tipos de generadores o operar de forma temporal como un sistema aislado. Normalmente los inversores solares híbrido pueden operar y gestionar baterías de diferentes tecnologías realizando éstas la función de back-up (sistema de respaldo) cuando no hay generación solar ni red eléctrica. Los inversores híbridos pueden ser de conexión a red o de aislada (sin necesidad de disponer un red eléctrica con la que sincronizarse)

¿Qué tener en cuenta a la hora de escoger un inversor solar?

Existen muchas marcas, modelos y tipología de inversores solares en el mercado. Pero ¿qué hay que tener en cuenta a la hora es escoger un inversor solar?

Tipo de instalación: ¿Montaremos nuestro inversor en una instalación con conexión a red o aislada? Queremos conectar baterías y/o un generador eléctrico para que nuestra instalación sea híbrida? En base a la descripción anterior, deberemos escoger si necesitamos un inversor de conexión a red, aislado o híbrido (de conexión a red o híbrido).

Potencia del inversor: Según las necesidades y la configuración de nuestra instalación solar deberemos escoger la potencia del inversor que corresponda. La potencia del inversor viene estipulada habitualmente en su descripción o nombre. Hace referencia a la potencia en vatios o kilovatios (o en su defecto VA según el factor de potencia) que la parte de corriente alterna del inversor es capaz de proporcionar dada una tensión, frecuencia y a una temperatura ambiente estándar.

Dependiendo de las cargas que queramos alimentar en la parte de AC deberemos escoger una potencia u otra. Es importante resaltar que los inversores además en su ficha técnica especifican cuál es la potencia a conectar en la parte de continua, es decir, de paneles solares. Esta potencia se da en Wp o kWp ya que las placas fotovoltaicas se expresan en potencia pico, potencia máxima que es capaz de proporcionar el panel en ciertas circunstancias de temperatura e irradiación que se consideran estándar, aunque no son muy habituales.

Es por ello que la potencia de paneles suele estar sobredimensionada con un ratio DC/AC que cada fabricante de inversor describe en su ficha técnica. Por lo general, cuando se trata de maximizar la generación del sistema solar la potencia de paneles solares en potencia pico es superior a la potencia de inversor en Wac o en VA. De esta forma nos aseguramos que el inversor trabaje la mayor parte del tiempo proporcionando la potencia máxima de salida en AC. En el caso de que haya demasiada potencia solar y el inversor este llegando al límite, este realiza la acción de "clipping" que se trata de limitar la potencia de entrada solar y mantener la salida al máximo.

Tensión de entrada (PV/Batería) inversor: En el caso de la tensión del inversor deberemos entender cómo deberá será la instalación solar (red/aislada/híbrida) y a qué cargas y consumos se va a conectar.

En el caso de instalaciones aisladas o que dispongan de almacenamiento con baterías, dependiendo de cada casuística será más idóneo usar:

-     Inversores solares de 12V: habitualmente para instalaciones de pequeño tamaño, de no más de 2000 W. Una tensión baja (de 12V) implica un cableado mayor para disminuir las pérdidas, por lo que esta tensión es habitualmente utilizada para instalaciones que monten baterías con poca capacidad de almacenamiento, es decir, instalaciones pequeñas.

-        Inversores solares de 24V: habitualmente para instalaciones de tamaño mediano, de no más de  5000W.

-      Inversores solares de 48V: habitualmente para instalaciones de tamaño mediano y grande, de hasta 10000W. Si bien para instalaciones muy grandes se suele ir a tensiones más elevadas, el escalón estándar termina en 48V, más allá las soluciones ya son a medida y con inversores que   permiten un rango variado de tensiones.

Corriente máxima y de salida del inversor: Es importante conocer la corriente máxima de entrada (DC) y salida (AC) del inversor para poder entender cómo se deben diseñar los strings/cadenas de módulos en la parte de continua y entender qué protecciones de sobre corriente podrían ser necesarias tanto en la parte de alterna como de continua.

Número de MPPT (si aplicara): El número de MPPT (Máximum Power Point tracking), también conocido como número de seguidores MPPT, hace referencia al número de entradas de cadena de paneles solares que tiene un inversor en las que se realiza el seguimiento de máximo punto de potencia, es decir, optimizadas de forma independiente.

Cada serie o string es la unión de placas fotovoltaicas con una corriente dada (I de los módulos de la cadena) y una tensión dada como la suma de las tensiones de los paneles conectados en serie (V). Por lo tanto, una cadena tendrá una corriente y una tensión (V e I) que corresponderá a una entrada del inversor. El MPPT consta una serie de componentes electrónicos capaz de buscar de forma constante la combinación de tensión y corriente que proporcione mayor potencia posible por cada entrada.

Dado que la producción de los paneles varía según la radiación incidente en éstos y la temperatura un mayor número de MPPT de inversor nos asegurará un mayor rendimiento de los paneles de toda la instalación solar. Es más, los paneles solares se podrán montar con diferentes orientaciones o inclinaciones solamente en el caso de que cada uno de estos grupos de módulos se conecte a un seguidor MPPT distinto. Así, por ejemplo, si disponemos de un tejado a dos aguas en las que en ambas queremos montar paneles solares, buscaremos un inversor de al menos 2 entradas MPPT.

Eficiencia: Es importante buscar un inversor solar con una alta eficiencia de conversión de corriente continua (CC) a corriente alterna (CA). Cuanto mayor sea la eficiencia del inversor solar menor serán las pérdidas y más rápido será el retorno de la inversión. Los inversores solares ya por si tiene altos niveles de eficiencia que rondan el 95%. En cualquier caso un 1% o 2% más de eficiencia es una diferencia importante cuando hablamos de periodos de vida generalmente largos. 

Sistema de Monitorización y comunicación: Opta por un inversor solar que ofrezca un sistema de monitorización en tiempo real. Esto te permitirá supervisar el rendimiento de la instalación solar y poder detectar problemas rápidamente. Algunos inversores solares ofrecen opciones de comunicación on-line o aplicaciones móviles para facilitar el seguimiento y rendimiento.

Durabilidad y Garantía: Como hemos comentado es muy relevante adquirir un inversor de fabricantes de primer nivel. El inversor solar es un equipo critico ya que en el momento que tenga una avería toda la instalación solar queda parada a diferencia de los paneles solares. Es importante tener en cuenta a la hora de realizar cualquier compra de un inversor solar los años de garantía que proporciona el fabricante. Si fuera conveniente en algunos casos las extensiones de garantía de los inversores están disponibles.

Compatibilidad con Baterías: Si deseas realizar una instalación solar del tipo híbrido con uso de baterías solares es importante verificar que éstas y el inversor sean compatibles. Cada fabricante de baterías establece una lista de inversores solares con los que son compatibles sus baterías. Es importante comprobar la compatibilidad para evitar problemas de comunicación entre el inversor y el BMS (Battery Management System) de las baterías. 

Instalación y Ubicación: Elige un inversor solar que sea el adecuado para el lugar de su instalación, ya sea interior o exterior. Para la instalación del inversor solar verificar que el grado de protección es de al menos IP65.  Es importante también considerar la temperatura ambiente a la que operara el inversor así como asegurar un buena ventilación.

Vida y reemplazo de los inversores

Los inversores solares pueden tener una vida superior a los 10 años sin tener problema alguno. Dependiendo de las condiciones de uso de éstos y de ciertos parámetros aleatorios la vida puede ser más o menos superior a estos 10 años.

Habitualmente, los fabricantes de inversores solares suelan dar garantías de fábrica de 2 a 10 años. Sin embargo, éstas se pueden extender en períodos de 5 o 10 años adicionales adquiriendo las llamadas “extensiones de garantía” a los fabricantes o distribuidores de material solar como Tienda Solar.

Es habitual en la industria que los inversores tengan una vida de 10 años y en los planteamientos financieros y de vida de las instalaciones solares se suele asumir el reemplazo de los inversores solares a los 10 años. Es importante mencionar que este reemplazo es una hipótesis razonable dada la tasa de fallos de estos componentes y la experiencia acumulada en el sector a lo largo del tiempo.

¿Cuáles son las mejores marcas de inversores solares?

Existen en el mercado gran variedad de marcas y es cierto que en ocasiones se hace difícil escoger cuál de todas ellas es la más idónea para nuestra instalación. Así como en el caso de los paneles solares existe una clasificación de marcas y fabricantes (los llamados Tier’s publicado por Bloomberg) no existe tal clasificación para los inversores solares.

Desde Tienda Solar y dada nuestra experiencia en el sector (construcción y operación de plantas solares) hemos seleccionado una serie de marcas que ofrecen un buen rendimiento a largo plazo y precios competitivos. Habitualmente recomendamos marcas como SMA, Victron, TBS, Studer, Solax, SAJ, Deye, GoodWe, SUNGROW, Huawei, Fronius, Solaredge, Kaco e Ingeteam. Algunas de ellas son más económicas que otras, pero el catálogo disponible en nuestra web asegurará una operación de tu instalación solar eficiente y duradera.

¿Cuántas placas solares se pueden conectar a un inversor?

La cantidad de paneles solares que se pueden conectar a un inversor depende de varios factores, incluyendo la capacidad nominal del inversor, la configuración eléctrica del sistema y las condiciones locales. Aquí hay algunos puntos a considerar:

• - Capacidad del inversor: Cada inversor tiene una capacidad nominal máxima en términos de potencia de salida. Esta capacidad se expresa en vatios (W) o kilovatios (kW). La cantidad de paneles solares que puedes conectar dependerá de la capacidad del inversor. solar en la parte de contínua. Es por ello que los las fichas técnicas de los inversores solares de dividen en Potencia PV y Potencia de Salida. La potencia solar (también llamada potencia PV de entrada) se expresa en Wp/kWp de igual forma que se expresan las potencias de los paneles solares. Dado que los paneles raramente operan en su potencia máxima los inversores permiten sobredimensionar la potencia de entrada en Wp. Habitualmente la potencia de entrada en Wp es entre un 30% o 50% superior a la potencia en alterna. Por ejemplo, si tienes un inversor de 5 kW (5kWac), podrías conectar un número de paneles sumando una potencia de 6.5kWp (+30%) o de 7.5kWp dependiendo de lo nos indique el fabricante del inversor solar.
• - Tamaño y potencia de los paneles: Los paneles solares varían en tamaño y potencia. Paneles más grandes y potentes generarán más electricidad, por lo que la cantidad de paneles que puedes conectar dependerá de la potencia total que puedas manejar con el inversor en la parte de contínua (entrada PV/solar)
• - Configuración eléctrica: La forma en que conectas los paneles solares, ya sea en serie o en paralelo, puede influir en la cantidad que puedes conectar. Conectar paneles en serie aumenta el voltaje total del sistema, mientras que conectarlos en paralelo aumenta la corriente. Debes asegurarte de que la configuración sea compatible con la capacidad del inversor. Para ello hay que mirar que la corriente máxima que acepta el inversor solar por MPPT es siempre superior a la corriente del string/s que se conecta. De igual forma tenemos que verificar que la tensión del string es la misma que acepta el inversor solar (habitualmente 1000Vdc o 1500Vdc)
• - Condiciones de operación: Las condiciones climáticas y de radiación solar también afectan la generación de energía de los paneles solares. Puedes necesitar ajustar la cantidad de paneles en función de estas condiciones para no sobrecargar el inversor.
• - Consideraciones normativas y técnicas: Las regulaciones y estándares locales pueden influir en la cantidad de paneles solares que se pueden conectar a un inversor. Es importante cumplir con las normativas eléctricas y de seguridad en tu área.

En general, se recomienda trabajar con un instalador de energía solar o un profesional en el campo para determinar cuántos paneles solares se pueden conectar a un inversor específico. Ellos pueden realizar cálculos precisos teniendo en cuenta todos los factores relevantes y asegurarse de que el sistema esté configurado de manera segura y eficiente.

Además de los diferentes tipos de inversores solares de string podemos encontrar otros tipos en algunos casos para instalaciones solares de tipo residencial o comercial y otros para grandes plantas solares. 

 ¿Qué otros tipos de inversores solares existen?

Inversores Centrales: Se trata de inversores habitualmente de potencias entre 1MW a 5MW utilizados en el diseño y construcción grandes plantas solares (también denominados Huertos Solares). Estos inversores solares tiene un gran tamaño ( aproximadamente las dimensiones de un contenedor de 20 pies) y centralizan la conversión de corriente continua a corriente alterna a gran escala. Los inversores centrales acostumbran a ser mas eficientes en términos de coste por W en comparación los pequeños inversores de string o los micro inversores. Al concentrar la conversión de energía en un solo aparato pueden alcanzar altos niveles de eficiencia y ratios DC/AC en comparación con los otros tipos de inversores solares. 

Micro inversores (Micro Inverters): en lugar de utilizar un inversor solar único para cada string o concatenación de strings los microinversores solares se instalan en la parte posterior de los paneles solares para realizar la conversión de corriente continua a alterna de forma individual. Esto permite que cada placa solar funcione de forma independiente y se optimice la producción de energía. Si un panel solar por ejemplo no funciona correctamente o esta sombreado no afecta al global de la instalación solar. La salida de los micro inversores es ya en corriente alterna con lo que no hace falta gran cantidad de cable para conectar la salida de los inversores a la cometida de la casa o industria.

Inversores de baterías: Estos son unos inversores diseñados específicamente para sistemas de baterías solares o almacenamiento de energía. Estos inversores permiten la carga y descarga de baterías de manera eficiente. Las baterías solares almacenan electricidad en corriente contínua con lo que se necesita un inversor solar para poder utilizar la energía almacenada ya se en un domicilio o industria. En este caso las baterías pueden ser cargadas ya sea de la red, con un generador o con energía solar pero esta no tiene necesariamente que estar presente.

En cualquier caso, si deseas más información no dudes en ponerte en contacto con nosotros en info@tienda-solar.es