Componentes Clave de Sistemas Fotovoltaicos: Funcionamiento y Tipos de Inversores Solares

El Inversor u Ondulador: Conversión de Energía en Sistemas Fotovoltaicos

El inversor u ondulador es el equipo encargado de convertir la corriente continua (CC) generada por los paneles solares en corriente alterna (CA), necesaria para el consumo doméstico o la inyección a la red.

Tipos Principales de Inversores

Existen dos clasificaciones fundamentales basadas en su conexión al sistema eléctrico:

Inversores Sin Conexión a Red (Aislados)

• Destinados a instalaciones autónomas (aisladas).
• Suelen ser de potencia reducida.
• Son sencillos e incluyen regulador y controlador de carga de baterías.
• Proporcionan una onda senoidal pura (pure sine wave) para garantizar la compatibilidad con cualquier tipo de receptor eléctrico.

Inversores Conexión a Red (Conectados a Red)

• Son más complejos, ya que deben sincronizarse con la red eléctrica en términos de frecuencia, secuencia de fase y amplitud.
• Deben disponer de elementos de protección y desconexión adecuados.

Subtipos de Inversores Conectados a Red

Inversores de Vertido Cero

• No inyectan potencia excedente a la red pública.
• Se utilizan primariamente en instalaciones de autoconsumo.
• Si la demanda supera la generación fotovoltaica, se toma la energía necesaria de la red. Si la generación supera la demanda, la producción se adecúa para no verter excedentes.

Inversores con Vertido a la Red

• Diseñados para huertos solares y forman parte integral del sistema eléctrico de inyección.

Características Principales de los Inversores

Calidad del Suministro Eléctrico

• Buscan inyectar una señal senoidal con una tasa de distorsión armónica muy baja, lograda mediante la modulación del ancho de pulso (PWM).

Protección y Desconexión Automática

• Permiten la conexión y desconexión automática de la red.
• Incorporan relés de tensión y frecuencia (máxima y mínima) para desconectar la instalación fotovoltaica en caso de anomalías en la red.

Unidad de Sincronismo con la Red

Cuando la unidad de control determina que la producción de los paneles es suficiente para generar corriente alterna, la unidad de sincronismo realiza la conexión, asegurando el cumplimiento de:

• Concordancia de secuencia de fases: Las fases de red e inversor deben ser idénticas.
• Igualdad de tensión y frecuencia respecto a la red.
• Concordancia de fase: Los valores instantáneos de las tensiones deben coincidir.

Seguidor de Punto de Máxima Potencia (MPPT)

El MPPT (Maximum Power Point Tracking) es un módulo electrónico esencial que:

• Adapta el equipo a la tensión de la red.
• Optimiza la energía de salida de los paneles, asegurando que operen constantemente en su punto de máxima potencia.

Transformador de Aislamiento

Establece una separación galvánica entre la sección de corriente continua (paneles) y la sección de corriente alterna (salida).

Rangos de Potencia

• Baja Tensión: Inversores monofásicos (entre 2,5 y 6 kW) y trifásicos (entre 10 hasta 100 kW).
• Alta Tensión: Potencias de 100, 250, 500, 750, 1000, 1500 y 2000 kW. Estos se utilizan en huertos solares e incluyen un transformador elevador y las celdas de protección correspondientes.