Inversores: función, selección y consejos

Cuando reciben la luz del sol, los módulos fotovoltaicos de los tejados transforman la energía radiante gratuita en corriente continua. Sin embargo, como las instalaciones domésticas y las redes públicas funcionan con corriente alterna, se necesita un componente adicional para aprovechar realmente esta energía autogenerada. Se trata de un inversor, un convertidor de tensión que transforma la corriente continua en alterna. Pero, ¿cómo funcionan estos dispositivos? ¿Cuándo se utilizan y qué hay que tener en cuenta a la hora de elegirlos e instalarlos? A continuación damos respuesta a estas preguntas.

¿Qué es un inversor? Función y tareas explicadas

Cuando los sistemas fotovoltaicos convierten la radiación solar en energía eléctrica, se produce corriente continua. Para ello, los portadores de carga libre se mueven siempre en una dirección: del polo positivo al polo negativo. Las únicas diferencias posibles son el nivel de tensión y la intensidad de la corriente. La corriente alterna, por su parte, es una corriente que cambia periódicamente de dirección. Se utiliza en sistemas de calefacción y redes eléctricas públicas, ya que es más fácil de generar en grandes centrales eléctricas. Para que los consumidores de corriente alterna funcionen con una fuente de corriente continua se necesitan convertidores de corriente o tensión. Se conocen como inversores y son un componente de la mayoría de los sistemas fotovoltaicos.

La electrónica de potencia produce corriente alterna a partir de energía autogenerada

Los inversores fotovoltaicos "trocean" la tensión continua entrante para invertir periódicamente la polaridad. Antes se hacía mecánicamente, pero hoy en día esta función la realizan transistores y circuitos eléctricos especiales. Utilizan lo que se conoce como modulación por ancho de pulsos y generan una tensión sinusoidal que es importante para muchos aparatos eléctricos. A diferencia de la tensión de onda cuadrada más sencilla, en la que la polarización se invierte bruscamente una y otra vez, la intensidad y el sentido de la corriente se alternan de forma mucho más suave.

Los inversores para sistemas fotovoltaicos tienen otras muchas funciones

Además de hacer utilizable la electricidad generada por un sistema fotovoltaico, los inversores también garantizan la eficiencia y la seguridad. A continuación un resumen de sus funciones más importantes:

Convertir corriente continua en corriente alterna: Principalmente, los inversores convierten (o "invierten", de ahí su nombre) la corriente continua en alterna o viceversa (por ejemplo, en los inversores de baterías). Esto es necesario para poder utilizar la electricidad o alimentar una batería de almacenamiento.
Optimizar la eficiencia del sistema fotovoltaico: Los inversores fotovoltaicos controlan la potencia de los módulos conectados y se aseguran de que sea siempre óptima. Los expertos lo denominan seguimiento del punto de máxima potencia (MPP), necesario debido a los diferentes valores de irradiación y temperatura.
Garantizar la seguridad del sistema: Estos componentes compactos controlan continuamente la frecuencia de la red y ajustan la potencia autogenerada para adaptarla. Se autoenfrían para evitar el sobrecalentamiento y desconectan los módulos fotovoltaicos de la red si ésta se cae o se produce una situación peligrosa. Los inversores también pueden reducir la potencia fotovoltaica.
Aumentar el autoconsumo y el ahorro: La supervisión integrada permite consumir la energía autogenerada en función de la demanda y aumentar así el autoconsumo. De este modo, más electricidad se queda en el hogar. Se ahorra dinero al tener que comprar menos.
Proporcionar energía de emergencia en caso de corte de suministro: En caso de fallo de la red pública, la instalación fotovoltaica es una ventaja: con un inversor de emergencia, puede abastecerse independientemente de la red. Si además tiene una batería de almacenamiento de energía para complementar su sistema fotovoltaico, su casa puede seguir abasteciéndose de electricidad por la noche, cuando el sol hace tiempo que se ha puesto.

La imagen muestra módulos fotovoltaicos en el tejado de una casa

Conexión de un sistema fotovoltaico y una batería de almacenamiento de energía

También puede consumir la energía autogenerada en su hogar conectando su instalación fotovoltaica a una batería. Descubra aquí cómo funciona y qué soluciones le ofrece Viessmann.

Más información

Si quiere comprar un inversor de tensión, tiene mucho donde elegir

Los inversores para sistemas fotovoltaicos están disponibles en varios diseños. Se puede distinguir entre inversores de cadenas, de módulos y centrales. Además, existen inversores de batería, híbridos y autónomos. A continuación un resumen de las diferencias:

Los inversores monofásicos suelen utilizarse cuando se instalan todos los módulos en una superficie del tejado. Se sitúan en un punto central de la casa (como la sala de máquinas) y están equipados con un seguidor MPP. Esto garantiza que los módulos conectados funcionen eficazmente siempre que todos estén expuestos a condiciones similares.

Este tipo de inversor no es adecuado si sus módulos fotovoltaicos están instalados en superficies de tejado orientadas de forma diferente. En este caso, para la instalación fotovoltaica se utilizan varios inversores string o los denominados inversores multistring. Estos últimos están equipados con múltiples seguidores MPP y garantizan una alta eficiencia incluso con diferentes valores de irradiación.

Los inversores que garantizan el funcionamiento de los módulos individuales se denominan inversores de módulos. Se conectan a paneles individuales. Reaccionan rápidamente a los distintos valores de irradiación y garantizan así una alta eficiencia. Sin embargo, los inversores de módulos sólo tienen sentido para sistemas pequeños, dado que el uso de muchos dispositivos de este tipo aumenta enormemente los costes de adquisición y mantenimiento. Lo mismo ocurre con el riesgo de fallos y averías, que también aumenta cuando un gran número de unidades trabajan en paralelo.

Si todos los módulos fotovoltaicos están sujetos a condiciones similares, se utilizan inversores centrales para inyectar energía a la vivienda o a la red. Éstos gestionan múltiples cadenas y reducen los costes de instalación y mantenimiento. Suelen utilizarse en sistemas de gran tamaño instalados en tejados o en sistemas fotovoltaicos independientes con una capacidad de generación de energía de unos 30 kilovatios pico o más. Si la potencia es muy superior, parte de la electricidad generada también puede introducirse directamente en la red de media tensión y distribuirse de forma eficiente.

También hay tipos especiales de inversores para aplicaciones concretas. Por ejemplo, los inversores de batería. Éstos convierten la corriente alterna en corriente continua para que la energía eléctrica pueda alimentar una unidad de almacenamiento de energía si no puede (o ya no puede) inyectarse en la red de corriente continua. Los inversores híbridos, como los utilizados en la unidad de almacenamiento de energía Viessmann Vitocharge VX3, combinan inversores fotovoltaicos e inversores de batería. De este modo, garantizan el ahorro.

Otra forma especial es el inversor autónomo, que suministra energía a sistemas autónomos sin conexión a la red. Estos dispositivos suelen funcionar de forma más flexible. No tienen que ajustarse a la frecuencia de la red y suelen combinarse con baterías de almacenamiento.

Encuentre fácilmente el inversor adecuado para su instalación solar fotovoltaica

¿Está buscando un inversor fotovoltaico que le permita suministrar energía a su hogar? Entonces es importante elegir el dispositivo adecuado. Al fin y al cabo, esto no sólo influirá en el funcionamiento de su sistema, sino también en su eficiencia y, por tanto, en su rentabilidad. Por lo general, le recomendamos que se deje asesorar por un socio comercial. El siguiente resumen le muestra lo que debe tener en cuenta a la hora de hacer su selección.

¿Qué tipo de inversor necesito? Depende de la instalación. Los inversores monofásicos suelen utilizarse para casas unifamiliares. Si su sistema está instalado en varias superficies de tejado orientadas de forma diferente o hay una gran diferencia entre la cantidad de exposición al sol y a la sombra de los módulos individuales, también puede merecer la pena un inversor multicadena. Además, a menudo es necesario un inversor con batería, por ejemplo, si instala una unidad de almacenamiento de energía en la red de CA.
¿Qué tamaño debe tener el inversor para mi instalación fotovoltaica? El tamaño o la capacidad dependen de los módulos conectados. Suele expresarse en kilovoltios-amperios (kVA) o kilovatios (kW) y debe corresponder aproximadamente a la potencia de los módulos de las cadenas conectadas. Las simulaciones individuales pueden ayudar a determinarlo.
¿Cómo elijo el inversor adecuado para mi sistema? Una vez que conozca el tipo y la potencia del inversor que necesita, normalmente se encontrará con una gran variedad de opciones. Puede seleccionar los mejores dispositivos en función de su eficiencia, entre otras cosas. Cuanto mayor sea ésta, menos energía se pierde. El rendimiento aumenta y la rentabilidad de todo el sistema mejora.

Amplia gama de opciones para adaptarse a sus necesidades

Los packs fotovoltaicos Vitovolt 300 de Viessmann se componen no sólo de módulos fotovoltaicos con sistema de montaje, sino también de un inversor y el cable de conexión necesario. Como todos los componentes están perfectamente adaptados entre sí, obtendrá una gran tranquilidad y un alto nivel de eficiencia. Si opta por una solución individual, puede combinar los módulos fotovoltaicos Vitovolt 300 con inversores.

Módulos fotovoltaicos Vitovolt 300

Aspectos a tener en cuenta durante la instalación y el funcionamiento

Ya ha elegido el inversor adecuado. ¿Dónde debe instalarse? El calor es un factor clave, ya que se genera durante el funcionamiento del sistema. Una buena transferencia de calor es necesaria para evitar la degradación del rendimiento y los fallos. Por lo tanto, es importante instalar un inversor fotovoltaico en una pared donde no quede obstruido por otros dispositivos o por el mobiliario. El inversor debe situarse lo más cerca posible del contador de exportación. Deben respetarse las especificaciones de instalación del fabricante, que suelen establecer distancias mínimas con respecto a techos, paredes y otros objetos.

Cableado correcto con cables de CC grandes

El inversor se conecta a los módulos del sistema fotovoltaico mediante cables de CC. Dado que estos suelen tener que salvar distancias muy largas, debe utilizar cables suficientemente grandes. Por regla general, éstos se incluyen en soluciones de sistema como los packs fotovoltaico de Viessmann. Para las conexiones diseñadas individualmente, nuestros socios seleccionan el cableado adecuado.

Un mantenimiento regular garantiza una larga vida útil y un funcionamiento eficiente

Los inversores se encuentran entre los componentes más sensibles de un sistema fotovoltaico y suelen durar diez años. El mantenimiento regular de su sistema fotovoltaico garantizará que todo funcione de forma fiable y eficiente en todo momento. Es importante comprobar las conexiones de los cables a intervalos regulares. Además, debe mantener siempre actualizado el software del inversor para maximizar la eficiencia.

Inversor para su sistema fotovoltaico: lo que necesita saber