Los inversores solares y su papel en la energía fotovoltaica

Funcionamiento de las instalaciones fotovoltaicas

Las instalaciones fotovoltaicas generan en los paneles energía en forma de corriente continua (CC) pero si la electricidad se va a usar para ser conectada a una red eléctrica convencional o para autoconsumirlo usando equipos convencionales, hay que convertir la corriente continua generada por los paneles solares en corriente alterna a la tensión y a la frecuencia adecuadas, en el caso de Europa y España a 230 V en monofásica o 400 V en trifásica y con una frecuencia de 50 Hz, ya que son los valores a los que se distribuye la energía eléctrica y con la que funcionan los dispositivos eléctricos.

Papel del inversor en una instalación fotovoltaica

Si la instalación se va a usar para alimentar un sistema autónomo aislado, como por ejemplo un equipo de telecomunicaciones, este puede en ocasiones funcionar con corriente continua, por lo que no se requiere de usar un inversor. En cambio, si se va a conectar la instalación a la red eléctrica o se va realizar un consumo en una instalación convencional, conectada o no a la red, es necesario convertir la corriente a alterna, para que pueda usarse para alimentar los equipos.

Tipos de inversores fotovoltaicos

En función del uso de los inversores, para sistemas aislados o conectados a red, los inversores pueden ser de dos tipos fundamentales:

• Inversores fotovoltaicos para sistemas aislados: estos inversores pueden conectarse a la salida del regulador de carga solar o a los bornes de las baterías, en caso de que existan, para de esta forma transformar la corriente continua almacenada en las baterías o generada en los paneles en corriente alterna.
• Inversores para sistemas conectados a red y en autoconsumo: estos equipos van conectados directamente a los paneles solares fotovoltaicos y pueden tener salida monofásica o trifásica, dependiendo de la red a la que se conecten y del tipo de aplicación requerida. Para mejorar el rendimiento disponen de un seguidor del punto de máxima potencia (MPP). Este sistema es dispositivo electrónico que hace trabajar a los paneles en la zona de la curva característica de los donde entregan su máxima potencia, para todas las cargas que se conecten al generador fotovoltaico.

Inversores monofásicos y trifásicos

Existen diferentes normativas y regulaciones para determinar si la conexión del sistema generador ha de realizarse en corriente monofásica o trifásica, pero a nivel general y según el RD 1699/2011, en el caso de que los inversores o la suma de inversores tenga una potencia nominal menor o igual a 5 kW, la conexión a red debe ser monofásica y si se superan los 5kW de potencia nominal la conexión deberá ser trifásica.

Sistemas de inversores fotovoltaicos para conexión a red

En una instalación fotovoltaica conectada a la red la electricidad se vierte a los puntos de consumo a través de la red eléctrica, ya sea para consumo en el punto de generación (autoconsumo) o en un punto alejado, usando la red eléctrica. Estos inversores cuentan normalmente con un transformador para elevar la tensión generada a la salida del inversor para adecuarla a la tensión de la red de distribución o de transporte, que puede ser en baja, media o alta tensión.

Rendimiento y características de los inversores fotovoltaicos

Las principales características técnicas de un inversor fotovoltaico se definen con los parámetros característicos del mismo, que son:

• Potencia activa nominal (W): es la potencia que suministra el inversor teniendo en cuenta el desfase entre tensión y corriente, siendo esta la potencia activa, medida en W.
• Eficiencia o rendimiento: es la relación entre las potencias de salida y entrada del inversor.
• Tensión nominal (V): es la tensión en bornes a la entrada del inversor, para que este pueda funcionar.
• Potencia nominal (VA): es la potencia aparente del inversor de forma continuada.
• Factor de potencia: al igual que en cualquier sistema de corriente alterna, es el cociente entre la potencia activa y potencia aparente a la salida del inversor, y en una situación ideal, su valor máximo es 1.
• Forma de onda: los inversores generan una onda sinusoidal de corriente alterna, que puede tener un mejor o peor factor de forma.

Aplicación de los inversores para sistemas de autoconsumo

Los inversores para aplicaciones de autoconsumo energético tienen además un dispositivo electrónico que controla la potencia generada en el sistema fotovoltaico para adecuar esta al consumo real de la instalación. Los inversores para estas aplicaciones pueden ser para vertido parcial a red, que vierten a la red la parte de energía no consumida, o para vertido cero. Estos sistemas de vertido cero controlan el punto de máxima potencia (MPP) de los paneles para asegurar que en todo momento la energía generada es la demandada y no se produce vertido de excedentes a red.

Los inversores fotovoltaicos han alcanzado un gran nivel de desarrollo y son equipos fiables, eficientes y adaptables a todo tipo de instalaciones, conectadas a red, aisladas o con autoconsumo y son un equipo básico para integrar las energías renovables en cualquier sistema eléctrico.