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INVERSORES DE POTENCIA PARA PANELES SOLARES

La idea de un corte de energía a largo plazo es un poco preocupante; especialmente en casos relacionados con el tiempo debido a tormentas, huracanes, fuertes ráfagas de viento que derriban torres de energía, etc. ; y tener inversores de potencia a mano que puedan funcionar de forma independiente de la red eléctrica es sin duda algo digno de consideración.

Si el suministro eléctrico domiciliario se corta, sin importar la razón, una familia debe estar preparada antes de tiempo con uno o más inversores de potencia de modo de poder mantener las necesidades básicas,  tanto como sea posible.

Los inversores de corriente (también identificados como conversor o convertidor de energía) pueden suministrar la electricidad necesaria si hay alguna disponible; y el concepto de cómo funcionan es bastante básico. En pocas palabras, los inversores de corriente (o potencia) convierten corriente continua (CC o DC) de energía eléctrica continua en energía eléctrica alterna (AC) utilizable, la del tipo de hogares y negocios proveniente del sistema energía domiciliario o sea la red eléctrica de cableado público. Un inversor es un componente importante de cualquier sistema de potencia. Los inversores convierten la corriente continua (CC) a corriente alterna (AC).

La corriente continua se puede utilizar directamente y fluye en una sola dirección; una forma común de corriente continua es la de las baterías. Cuando se crea la energía, la misma se almacena con más frecuencia en forma de energía de corriente continua.

La corriente alterna es la forma estándar de la electricidad disponible cuando usted realiza una conexión a un tomacorriente en la pared.

La mayoría de los inversores están equipados con algunas funciones importantes, tales como en espera o “Standby", batería en carga y  “Surge capacity” o aumento de la capacidad.

Los inversores, al menos para América del Norte, convierten un suministro de entrada de corriente continua de 12 voltios en 120 voltios a la salida del inversor y de corriente continua proveniente de fuentes tales como baterías y paneles solares.

El inversor en realidad requiere de energía para funcionar por sí mismo. Si usted deja su inversor encendido, puede descargar su banco de baterías. La mayoría de los inversores están equipados con una función de apagado automático (llamado "modo de espera", "demanda de carga", "espera", "ahorro de energía", "sleep mode", "load demand", "standby", "power saver" y otros nombres). Si usted está usando la energía en el hogar (o empresa), el inversor o convertidor detecta esto y se enciende solo, y cuando hay poco o ningún uso de la energía, el inversor se apagará automáticamente.

Dado que el inversor está alimentado por su propio banco de la batería, es posible que usted desee asegurarse de que tiene una función de carga automática. De este modo, cuando el inversor está en uso, el mismo derivará una pequeña fracción de su energía para la recarga de sí mismo.

El aumento de la capacidad ( Surge Capacity ) es también una consideración, algunos electrodomésticos (lavadoras) o máquinas grandes (herramientas eléctricas) requieren más potencia que otros. Para operar cualquiera de estos elementos correctamente, debe tener un inversor que sea capaz de activarse para satisfacer el pico de energía requerido. La potencia de aumento se proporciona en un grado que es mucho mayor que la potencia nominal de salida, por lo general de dos, hasta seis veces.

La potencia de salida se mide en vatios. Usted necesita estar seguro de la máxima potencia de salida del panel solar o la matriz de paneles y luego igualar esta potencia a la del inversor.

La eficiencia debe superar el 90%. La función del inversor es convertir la corriente continua (CC) a corriente alterna (AC), y este proceso, naturalmente, pierde algo de potencia.

Los inversores de paneles solares se utilizan principalmente para cambiar de corriente continua a corriente alterna mediante un proceso de conmutación eléctrica. Usted puede pensar en los inversores utilizados con los paneles solares como alternadores sintetizados electrónicamente.

En el caso de los inversores solares, hay básicamente tres tipos: 1) dispositivos independientes,  2) síncronos y 3) multi-función

1: Inversores independientes:

Un sistema de energía solar independiente de "la red" (el sistema eléctrico más grande que suministra regularmente energía eléctrica para usted y sus vecinos) utilizará un inversor independiente.

Los inversores de potencia independientes son un tipo inversor de energía solar sin conexión a suministro domiciliario,  que obtienen su energía de turbinas de viento, paneles solares, turbinas hidráulicas y generadores de motor. Los inversores independientes no necesitan permanecer conectados a los paneles solares y se pueden utilizar en lugares remotos, como una cabaña, así como en estaciones de energía móviles, incluyendo botes y vehículos recreativos.

Los inversores de paneles solares independientes funcionan para cambiar la corriente continua (CC) de una batería en corriente alterna (AC). Los conversores o inversores de energía independientes, van desde alrededor de 100 vatios hasta valores de 8.000 vatios, se utilizan para alimentar una gran variedad de pequeños proyectos  personales o empresariales. Los convertidores de menos vatios se utilizan con frecuencia para hacer funcionar ordenadores portátiles, mientras que los convertidores de mayor potencia podrían utilizarse para ayudar a dar energía a toda una familia o de un edificio. Con el fin de calcular qué clase de inversor se necesita para su uso con el sistema de paneles solares, primero tiene que determinar el valor máximo de consumo de todas las cargas de corriente alterna en su proyecto. Por ejemplo, usted puede encontrar la potencia nominal en sus electrodomésticos verificando el cable de alimentación o la placa de características generalmente adherida externamente al dispositivo. La suma de estas especificaciones de potencia es lo que necesita para determinar la potencia nominal que requiere de su inversor independiente con panel solar.

Es importante comprar un conversor de energía de calidad que cuente con una capacidad integrada de aumento de la capacidad ( Surge Capacity ) si usted está usando un equipo pesado, herramientas eléctricas, o lavadoras automáticas, secadoras y lavavajillas. Estos aparatos y equipos requieren una elevada corriente de arranque en el inicio, que el inversor independiente debe ser capaz de suministrar si usted está planeando utilizar estos aparatos.

2: Inversores solares conectados a la red :

Los inversores de conexión a red se usan en sistemas de energía solar que se integran con la red. Al igual que todos los inversores, éstos convierten la corriente continua en corriente alterna, el tipo que se utiliza para crear desde afeitadoras eléctricas a los televisores.

Figura : Inversor solar conectado a la red (tipo sin baterías )

Los inversores solares de conexión a red ( grid-tie solar inverter) se utilizan si uno recibe como suministro eléctrico primario la fuente eléctrica de la empresa de servicios públicos. Un sistema de energía solar conectado a la red requerirá un inversor de conexión a red síncrona

Un inversor conectado a la red es un dispositivo eléctrico que permite a los usuarios de energía solar complementar su red eléctrica con energía solar. Son sistemas fotovoltaicos que se componen de paneles solares y un inversor conectado a la red domiciliaria, con o sin baterías. Funciona mediante la regulación de la cantidad de voltaje y corriente que se recibe de los paneles solares en forma de corriente continua (u otra fuente de energía de CC) convirtiéndola en corriente alterna. La principal diferencia entre un inversor independiente y un inversor conectado a la red o síncrono es que este último también se asegura de que su suministro eléctrico esté en fase con la red eléctrica.

Este tipo de inversor (sin batería) utiliza la empresa de servicios públicos como fuente de energía de respaldo. Ahora bien, si la red eléctrica cayera, los sistemas solares de conexión a red también caerían con la misma.

La principal diferencia entre un inversor independiente y un inversor ( grid-tie solar inverter) conectado a la red o síncrono es que este último también se asegura de que su suministro eléctrico esté sincronizado con la red eléctrica .

Un convertidor síncrono toma la energía solar recogida por el panel solar y la aplica al tablero de distribución de su casa. La potencia puede entonces ser utilizada por las cargas dentro de su hogar o puede fluir hacia fuera a la red de suministro eléctrico público al utilizados con medidores de red eléctrica. Este proceso (si está disponible en su área) le permite vender la energía a su proveedor local de energía para aliviar sus costos de energía. El término inversor síncrono (también sincrónico) para panel solar surge de la dinámica sincrónica que este sistema crea entre la empresa de suministros públicos y una instalación personal de paneles solares. Los inversores para paneles solares sincrónicos con batería permiten que la energía generada por los paneles solares sea almacenada en una batería.

Figura : Inversor solar conectado a la red (tipo con baterías )

Cuando no hay energía solar disponible (por ejemplo, por la noche, o durante los períodos nublados) el dispositivo proporciona a la perfección la energía para abastecer las cargas en su hogar. Esto permite que los individuos con  excedente de energía (eólica, solar, etc.), o sea, que estén produciendo más potencia que la que se está utilizando, puedan vender nuevamente dicha energía al sistema., esto a veces se llama "girando el medidor hacia atrás" debido a que esto es lo que sucede literalmente, ya que la alimentación se vende nuevamente a la compañía eléctrica a la misma velocidad a la que ésta le cobra su consumo ! Los paneles solares alimentan un convertidor especial que convierte la tensión de CC procedente de los paneles solares directamente en energía de CA para que esté en fase con la red. El inversor tiene que igualar a la salida de potencia de los paneles solares.  Cualquier energía producida por los paneles solares se resta de la que usted está utilizando de la compañía eléctrica.

Por otro lado, si los paneles solares no son capaces de proporcionarle la energía que necesita en su hogar, su inversor síncrono permitirá que la empresa de servicios públicos le suministre la energía para compensar la diferencia. Las ventajas de su inversor síncrono solar son muchas, como se puede ver. Este sistema es muy útil,  sus baterías le proporcionará energía durante los cortes de energía de la empresa de servicios públicos, y en días nublados o en días de lluvia, no tendrá que preocuparse por el rendimiento de los paneles solares, ya que cualquier energía que usted necesite será suministrada por la compañía eléctrica a través de su inversor síncrono de panel solar.

¿Cómo se diferencia un inversor de conexión a red de otros inversores? En primer lugar los 60Hz (ó 50 Hz según el país) tiene que estar sincronizado en fase a la red. Esto significa que el oscilador local tiene que estar en sintonía con la red. En segundo lugar la tensión de la salida del inversor debe ser variable para permitir que ésta sea ligeramente superior a la tensión de la red y permitir que la corriente fluya hacia la misma. Esto se realiza mediante la detección de flujo de corriente y elevando la tensión en la salida (o el ciclo de trabajo de la entrada del transformador) hasta que resulte un flujo de corriente en la potencia de salida que iguale a la potencia de entrada de la alimentación de CC.

Nuevamente, si la red eléctrica se desconectara, todo el sistema de paneles solares de conexión a red se volvería inútil sin importar cuánto dinero se haya invertido en paneles solares. Los paneles solares quedarían instantáneamente inútiles como consecuencia de la caída del sistema de red. Sin embargo, si uno quisiera energía de los paneles solares durante un corte de luz, necesitaría comprar un inversor a base de baterías con conexión domiciliaria. Esto implicaría la compra de baterías, una caja de batería y un controlador de carga, el único inconveniente cargo sería el gasto.

Una última ventaja de estos inversores es que usted no tendrá que calcular con precisión su carga real de corriente alterna con el fin de configurar el sistema. Esto sólo es necesario si usted quiere tener dependencia completa del panel solar en la mayoría de las situaciones, pero si usted se siente cómodo con la compra de una parte constante pero pequeña de energía de la empresa de servicios públicos, una estimación aproximada de la potencia de su sistema de paneles solares debería ser suficiente con un inversor síncrono.

3: Inversores solares multifunción (Inversores híbridos de potencia) :

Los inversores multi-función funcionan bien en un corte de luz, ya que le permiten a uno mantener una cargada una batería de reserva de energía.

Los inversores solares multifunción combinan lo mejor de ambos mundos, y son generalmente la mejor opción para su sistema de paneles solares. Aunque más caros, los inversores multifunción pueden ser su mejor opción.

Un inversor multifunción está conectado, además, a un banco de baterías y a un generador de reserva. El banco de baterías le permite almacenar la energía para depender menos de la fuente de energía de la red convencional.

Si no hay energía solar disponible, el inversor multifuncional podrá hacer uso de su electricidad necesaria de las baterías solares. Si se descarga el banco de baterías, el inversor se alimentará de la red convencional (líneas de servicios públicos).

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