Un inversor solar es uno de los componentes más importantes de un sistema fotovoltaico. Esto se debe a que son los responsables de convertir la electricidad de corriente continua (CC) provenientes de los paneles solares o la batería en corriente alterna (CA) para alimentar los electrodomésticos.
Si usted solo está ejecutando cargas de CC directamente desde su banco de baterías, puede omitir este módulo. Pero, si está alimentando cargas de CA, debe convertir la corriente continua de las baterías en corriente alterna para sus electrodomésticos. Aquí aprenderá lo esencial que debe saber sobre los inversores solares antes de comprarlos.
¿Por qué utilizar un inversor solar?
La función del inversor solar en una instalación fotovoltaica es la de convertir la corriente continua que viene de la batería en corriente alterna. Este tipo de corriente es la más adecuada para el consumo de la mayoría de los electrodomésticos.
Los inversores solares también se encargan de modular la corriente a la frecuencia y voltaje correcto que necesitan los electrodomésticos para funcionar. Estos equipos están construidos a base de circuitos electrónicos alimentados a tensión continua, y generan una señal de tensión y frecuencia determinada. En la mayoría de los casos, generan 220V y 50Hz, como la tensión que tenemos en nuestra vivienda. Pero en otros países estos valores pueden variar, en Estados Unidos, por ejemplo, el voltaje es del 120V y la frecuencia del 60Hz.
Voltaje y frecuencia del inversor solar
Antes de comprar un inversor, verifique el voltaje y la frecuencia a la que funcionan sus electrodomésticos en su país. En el siguiente cuadro podrá visualizar el voltaje y frecuencia de funcionamiento en algunos países de habla hispana:
| País | Voltaje | Frecuencia |
| Argentina | 220 V | 50 Hz |
| Bolivia | 230 V | 50 Hz |
| Brasil | 127 V / 220 V | 60 Hz |
| Canadá | 120 V | 60 Hz |
| Colombia | 110 V | 60 Hz |
| Costa Rica | 120 V | 60 Hz |
| Cuba | 110 V / 220 V | 60 Hz |
| Ecuador | 120 V | 60 Hz |
| El Salvador | 120 V | 60 Hz |
| España | 230 V | 50 Hz |
| Estados Unidos | 120 V | 60 Hz |
| Guatemala | 120 V | 60 Hz |
| Haití | 110 V | 60 Hz |
| Jamaica | 110 V | 50 Hz |
| México | 127 V | 60 Hz |
| Nicaragua | 120 V | 60 Hz |
| Panamá | 120 V | 60 Hz |
| Paraguay | 220 V | 50 Hz |
| Perú | 220 V | 60 Hz |
| Puerto Rico | 120 V | 60 Hz |
| República Dominicana | 120 V | 60 Hz |
| Uruguay | 220 V | 50 Hz |
| Venezuela | 120 V | 60 Hz |
Si reside en algún otro país, en esta página encontrará un cuadro más completo de voltajes y frecuencias. Estos son los tres parámetros principales que deben traer consigo la etiqueta de un inversor:
- Voltaje de entrada/voltaje del sistema: Para dimensionar correctamente la instalación solar, sus paneles solares, inversor y banco de baterías deben usar el mismo voltaje. Es decir, voltaje del sistema. En la instalación hipotética de módulos anteriores, hemos seleccionado una batería de 12 V y un panel solar, por lo que el voltaje de entrada del inversor debe ser de 12 V.
- Tensión de salida: El voltaje de salida común de un tomacorriente de CA es de 120/240 VCA, según la ubicación.
- Frecuencia de salida: Las dos frecuencias de salida comunes del inversor son 50/60 Hz, según la ubicación.
Tipos de inversores solares
Anteriormente, en función de la onda sinusoidal de salida, habíamos presentado los 3 tipos más comunes de un inversor solar: los inversores de onda cuadrada, los inversores de onda sinusoidal modificada o los inversores de onda sinusoidal pura. Pero, en resumidas cuentas, debido a los diversos problemas que traen consigo utilizar un inversor de onda cuadrada u onda sinusoidal modificada, recomendamos elegir uno de onda sinusoidal pura para cualquier instalación fotovoltaica aislada.
Este tipo de inversores eliminan los problemas de rendimiento e incompatibilidad con algunos aparatos electrónicos. Por ejemplo: las pequeñas rayas en las pantallas de los televisores es debido a los problemas que producen que la onda eléctrica no sea una onda sinusoidal pura, también el ruido de fondo en los sistemas de audio a causa de la irregularidad de la onda eléctrica que produce el inversor que no es sinusoidal pura.
Así que, bajo este aspecto, en la medida de lo posible, no lo dude y utilice un inversor de onda sinusoidal pura para ahorrarse inconvenientes.
Instalación fotovoltaica sin inversor solar
Un sistema fotovoltaico sin inversor suele ser el caso en pequeñas instalaciones autónomas con receptores en corriente continua. Pero para el resto de instalaciones, siempre irán con inversor.
Las tensiones que se utilizan en corriente continua en las instalaciones fotovoltaicas suelen ser de 12V o 24V limitando su uso a sistemas de poca potencia. Esto es así porque para tener mucha potencia con esas tensiones tan bajas las intensidades deberían ser muy grandes y los cables que tendríamos que utilizar deberían ser de secciones excesivas y muy caras.
Como la Potencia se calcula multiplicando el voltaje por la corriente (P= V x I), si la tensión (V) es muy pequeña (12V o 24V) para conseguir grandes potencias debemos tener intensidades (I) muy grandes, lo que implica conductores de mucha sección (muy gruesos) y costosos.
Por norma general, para potencias superiores a 1kw es imprescindible disponer de un sistema que convierta la corriente continua generada en las instalaciones fotovoltaicas en corriente alterna para su consumo y con los parámetros adecuados de tensión y frecuencia.
Dimensionamiento del inversor solar
Como ya hemos explicado en el módulo del cálculo de los consumos, existen de dos tipos: los que funcionan a corriente continua y los que funcionan a corriente alterna.
Los que funcionan a corriente continua no necesitan que su corriente pase por un inversor, así que estos no se deben tener en cuenta. Los consumos que funcionan a corriente alterna, en cambio, necesitarán que se vuelva a recolectar su información para poder dimensionar correctamente el inversor que suministrará la potencia. Esta información incluye, el tipo de electrodoméstico, el número de unidades del mismo, su potencia, horas de funcionamiento y días de uso. Si tener en cuenta el “porcentaje de simultaneidad”, la potencia de los electrodomésticos ya tenemos todo lo necesario para seleccionar nuestro inversor.
Potencia continua del inversor solar
Si suponemos que todos los aparatos funcionan al mismo tiempo, la suma de todas la potencia de los electrodomésticos nos dará como resultado la potencia simultánea en vatios continuos de nuestro inversor (sin margen de seguridad).
Los vatios continuos son la cantidad total de vatios (W) que el inversor puede soportar indefinidamente. Por ejemplo, un inversor de 2000W puede alimentar hasta 2000W de forma continua. También se denomina potencia de salida de CA nominal del inversor.
Si aplicamos un margen de seguridad a la potencia simultánea en vatios continuos del inversor de un 20%, obtendremos la potencia mínima del inversor.
Pinvmin = 1,2 x Pinversor
Al elegir el inversor, la potencia en funcionamiento normal debe ser igual o superior a la obtenida mediante estos cálculos.
Potencia de sobretensión del inversor solar
Los vatios de sobretensión son la cantidad de energía que el inversor puede soportar durante un tiempo muy corto, generalmente momentáneo. Los vatios de sobretensión siempre son mayores que los continuos y ocurren a causa de los picos de arranque. Esto quiere decir, que al momento de seleccionar un inversor hay que asegurarse de que esta aguantaré los picos de arranque de algunos dispositivos como motores y bombas.
Los motores eléctricos en el momento del arranque demandan gran cantidad de energía (lo que se denomina el pico de arranque). Al seleccionar el inversor tenemos que asegurarnos de que aguantará dichos picos de potencia de arranque. A modo de ejemplo, observe la imagen siguiente: Un taladro es capaz de consumir 471,6 W de potencia durante un breve período de tiempo.
Volviendo al ejemplo anterior, si un inversor dice que soporta 2000W continuos y 4000W de sobretensión significa que puede manejar hasta 4000W momentáneamente mientras enciende cargas inductivas.
Seleccione su inversor que admita estos dos factores.
Porcentaje de simultaneidad
En caso de que se esté seguro de que ciertos aparatos no funcionarán al mismo tiempo que otros, debemos introducir entonces el concepto de “porcentaje de simultaneidad”.
Si todos los equipos funcionarán al mismo tiempo, se sobreentiende un porcentaje de simultaneidad del 100% para cada aparato. Pero como en la mayoría de las instalaciones no se utilizan todos los elementos al mismo tiempo dicho porcentaje será diferente en cada aparato, porque lo que haremos es un uso eficiente de la energía.
Nuevamente, si se tiene una bomba conectada a la instalación, lo inteligente sería desconectar todos los dispositivos antes de empezar a trabajar con esta. Si se modifican las simultaneidades, se obtendrá un inversor que podrá funcionar a menor potencia. Por lo tanto, al tener en cuenta este detalle, el inversor será más pequeño, se ajustará mejor a nuestra instalación y será más barato.
¡Pero cuidado! NO coloque valores arbitrarios al elegir un porcentaje de simultaneidad de un aparato. Como regla general, la potencia del inversor no deber ser nunca menor a la potencia máxima del consumo más grande (si un consumo es de 1000W, el inversor deber poder soportar si o si 1000W). Si se manipula indebidamente las simultaneidades se podrían obtener una potencia de inversor inferior a la del máximo consumidor. Para evitar ello, mantener casi todos los consumos al 100% exceptuando los especiales (como bombas o motores) rediciéndolos levemente a 70% o 60% cuando funcionen de forma aparte.
Hoja de datos del inversor
Una vez que se tenga definida la potencia continua y de sobretensión del inversor solar, solo resta por empezar a revisar catálogos de fabricantes para elegir el correcto para su instalación fotovoltaica. Cuando lo haga, verifique que tengan control de potencia, asistencia de potencia y conmutador de transferencia (A), además de estos datos:
Rango de tensión de entrada (VCC)
- 9,5 – 17V: El rango pensado para sistemas de 12V
- 19 – 33V: El rango pensado para sistemas de 24V
- 38 – 66V: El rango pensado para sistemas de 48V
Tensión y frecuencia de salida (V y Hz): Verificar el país donde se compra el inversor ya que los valores cambian según la geografía. En Argentina debe ser de 220V ± 2% y 50Hz ± 0,1%.
Potencia continúa de salida a distintas temperaturas (W): Tenga en cuenta que a mayor temperatura trabaje el inversor menor será su potencia como consecuencia de la pérdida de rendimiento.
Pico de potencia (W): La potencia máxima que puede soportar el inversor sin que se dañe. Este factor debe tenerse en cuenta si hay cargas inductivas en el sistema fotovoltaico (como bombas o motores).
Eficiencia máxima del inversor (%): En inversores de onda sinusoidal pura su valor suele rondar ente el 90 y 95%. La eficiencia en inversores de onda sinusoidal modificada suele ser mucho menor.
Consumo en vacío, en modo ahorro yen modo búsqueda (W): El consumo de energía cuando no se detectan cargas conectadas al inversor.
Por último, al seleccionar el inversor para nuestra instalación hay que verificar la temperatura máxima que se alcanza en verano porque el rendimiento de este aparato disminuye con la temperatura. Por lo tanto, la potencia de funcionamiento del inversor a la máxima temperatura de verano no debe ser menor que el consumo máximo del inversor.
Funcionalidades adicionales de los inversores solares
Hoy en día, los inversores son muy avanzados y disponen ya de varias otras funciones. Como protección contra sobrecarga o sobredescarga de la batería, protección contra posibles cortocircuitos a la entrada o a la detención ante la ausencia de consumo (es decir, cuando detectan que no hay consumo se quedan en el modo stand by, un consumo mínimo que nos asegura un ahorro energético cuando no hay consumidores que estén activos en la instalación fotovoltaica aislada).
Adicionalmente, los inversores de onda sinusoidal pura están dotados también para funcionar como cargadores. Esta funcionalidad está pensada para instalaciones aisladas que le hayan tocado varios días sin acceso a la radiación solar y el umbral de descarga de la batería está cerca de alcanzar el límite. En ese caso, los inversores pueden hacer también de cargadores de baterías convirtiendo la corriente alterna suministrada por un grupo electrógeno que funcione con gasolina en corriente continua para ser suministrada al banco de baterías. Los inversores que también sean cargadores vienen con datos específicos adicionales para esa función como:
Entrada de corriente alterna: Especifica el Rango de tensión de entrada (para la mayoría de cargadores es 157V – 265V), a frecuencia de entrada (para la mayoría de cargadores es 45 – 65Hz) y factor de potencias (para la mayoría de cargadores es igual a 1).
Tensión de carga: Puede ser de absorción, de flotación o de modo almacenamiento y tendrá un valor específico para los tres tipos de tensiones del sistema (12, 24 y 48V).
Corriente de carga de la batería auxiliar: Esta es la corriente con la que se va a cargar la batería. Este es el único factor que varía con el modelo del inversor-cargador.
Corriente de carga de la batería de arranque y sensor de temperatura de la batería.
Determine el tamaño del inversor con la Calculadora Solar
Si le resulta tedioso realizar todos los cálculos de dimensionamiento del inversor de corriente, le sugerimos que pruebe utilizar nuestra Calculadora Solar Online para facilitarle el trabajo. A continuación, le describiremos un breve tutorial de cómo utilizarla para obtener resultados:
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