El Convertidor Solar

Son equipos capaces de alterar la tensión y características de la corriente eléctrica que reciben para transformarla en apta para usos específicos.

Los que reciben corriente continua y la transforman en corriente continua con un voltaje diferente se llaman convertidores CC-CC. No son muy utilizados en instalaciones fotovoltaicas.

Los que reciben corriente continua y la transforman en alterna se llaman convertidores CC-CA o inversores. La función de un inversor es cambiar un voltaje de entrada de corriente continua a un voltaje simétrico de salida de corriente alterna, con la magnitud y frecuencia deseada por el usuario o proyectista.

Permiten transformar la corriente continua de 12V o 24V que producen los módulos y almacenan las baterías, en corriente alterna de 125V o 220V.

Esto posibilita el uso de artefactos eléctricos diseñados para funcionar con CA.

Un inversor simple consta de un oscilador que controla a un transistor, el cual es utilizado para interrumpir la corriente entrante y generar una onda cuadrada. Esta onda cuadrada alimenta a un transformador que suaviza su forma, haciéndola parecer una onda más senoidal y produciendo el voltaje de salida necesario.

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Las formas de onda de salida del voltaje de un inversor ideal deberían ser sinusoidales.

Esto da origen a diferentes tipos de inversores:

1) Inversores de onda cuadrada: son más baratos, pero menos eficientes. Producen demasiados armónicos que generan interferencias (ruidos). No son aptos para motores de inducción.

Recomendable si se desea corriente alterna únicamente para alimentar un televisor, una computadora o un aparato eléctrico pequeño. La potencia de éste dependerá de la potencia nominal del aparato (para un TV de 19″ es suficiente un inversor de 200 W).

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2) Inversores de onda senoidal modificada: son más sofisticados y caros. Utilizan técnicas de modulación de ancho de impulso.

El ancho de la onda es modificada para acercarla lo más posible a una onda senoidal. El contenido de armónicos es menor que en la onda cuadrada.

Son los que mejor relación calidad/precio ofrecen para la conexión de iluminación, televisión o variadores de frecuencia.

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3) Inversores de onda senoidal pura: con una electrónica más elaborada se puede conseguir una onda senoidal pura.

Hasta hace poco tiempo estos inversores eran grandes, caros y poco eficientes; pero últimamente se han desarrollado equipos con una eficiencia del 90% o más, telecontrol, conteo de energía consumida y selección de batería.

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Puesto que sólo los motores de inducción y los más sofisticados aparatos o cargas requieren una forma de onda senoidal pura, normalmente es preferible utilizar inversores de onda senoidal modificada; que son más baratos.

Los inversores deben dimensionarse a partir de dos variables.

La primera es considerando los Watios de potencia eléctrica que el inversor puede suministrar durante su funcionamiento normal de forma continua.

Los inversores son menos eficientes cuando se utilizan a un porcentaje bajo de su capacidad. Por esta razón no es conveniente sobredimensionarlos y deben ser elegidos con una potencia lo más cercana posible a la de la carga de consumo.

La segunda es la potencia de arranque.

Algunos inversores pueden suministrar más de su capacidad nominal durante períodos cortos de tiempo. Esta capacidad es importante cuando se utilizan motores u otras cargas que requieren de 2 a 7 veces más potencia para arrancar que para permanecer en marcha una vez que han arrancado (motores de inducción, lámparas de gran potencia).

Incorporar un inversor no es siempre la mejor opción desde el punto de vista de eficiencia energética. Puede parecer una solución fácil para convertir toda la salida del sistema solar a una potencia en CA estándar pero tiene varias desventajas.

La primera es que aumenta el costo y complejidad del sistema.

Un inversor también consume energía (además del 15% por pérdidas de rendimiento) y por tanto disminuye la eficiencia general del sistema.

Para la electrificación de una pequeña vivienda (puntos de luz, TV y un pequeño aparato) es posible y rentable prescindir del inversor.

Para el alumbrado es mejor invertir en luces de bajo voltaje en lugar de invertir en un inversor.

Puede ser interesante el tendido de 2 líneas: una conectada a las baterías para alimentar los puntos de iluminación de bajo consumo o LED y los aparatos que consuman CC y otra conectada al inversor para alimentar los electrodomésticos que consuman AC.

La ventaja del inversor es que el voltaje de operación es mucho más alto y por tanto puede evitarse el uso de cables gruesos. Especialmente cuando el cableado sea sumamente largo podría ser económicamente viable utilizar un inversor.

Una prestación que incorporan los convertidores más modernos es la posibilidad de funcionar como cargadores de baterías, tomando corriente alterna de un grupo electrógeno o de la red.

Este es un extracto de los contenidos incluidos en el Manual Técnico-Comercial de Energía Solar Fotovoltaica y en la formación e-learning de Sopelia.

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