La energía solar es cada vez más popular, y no es de extrañar: es eficiente, rentable y aporta independencia. Basta con unos pocos módulos en el tejado para que la energía autogenerada pueda empezar a fluir al enchufe, ¿cierto? No del todo, pues todavía falta un componente esencial: el inversor, considerado el corazón y el cerebro de cualquier instalación fotovoltaica. ¿Pero qué hace realmente un inversor? Y, ¿necesito un inversor con o sin función híbrida?
La función que desempeñan los módulos en techos o balcones es evidente: a través del efecto fotoeléctrico, la luz libera electrones de la célula solar. Estas partículas comienzan a fluir, por lo que la energía lumínica se transforma directamente en energía eléctrica.
¿Pero qué sucede después? ¿Por qué los módulos por sí solos no son suficientes para disfrutar de los beneficios de la energía autogenerada? ¿Por qué las instalaciones fotovoltaicas necesitan inversores y cuál es el propósito de este discreto aparato, que generalmente se encuentra en sótanos o garajes?
A continuación, te explicamos por qué no todas las corrientes eléctricas son iguales y qué tiene que ver esto con una famosa banda de rock australiana.
AC/DC no es solo una banda de rock
Casi todos hemos oído hablar de la banda AC/DC, pero al contrario de lo que pueda parecer, su nombre es mucho más que una mera combinación de letras. Hace referencia a dos tipos de corriente fundamentalmente distintos con diferentes propiedades y campos de aplicación.
«AC» son las siglas de «alternating current», que en español significa «corriente alterna». Esta cambia regularmente la dirección del flujo y presenta fluctuaciones de tensión. Su mayor ventaja radica en la facilidad de transmisión a grandes distancias, por lo que se utiliza en centrales eléctricas y estaciones transformadoras. Los electrodomésticos potentes, como hornos y frigoríficos, también usan la corriente alterna.
Por otro lado, las baterías y las pilas funcionan con corriente continua, motivo por el cual muchos dispositivos digitales, como smartphones y ordenadores portátiles, la consumen. Para cargar baterías, el cargador debe convertir previamente la corriente alterna del enchufe en corriente continua.
La abreviatura «DC» significa «direct current», o «corriente continua» en español. Esta fluye de manera continua en una misma dirección. «Cuando los rayos del sol inciden en los módulos, las células solares convierten la energía lumínica en energía eléctrica. Esta no cambia de dirección, así que se trata de corriente continua», explica Michael Raunigg, experto en energía solar de Fronius International.
El corazón y el cerebro de la instalación fotovoltaica
Aquí es donde entra en juego el inversor. «Se trata de un aparato que convierte la corriente continua generada por los módulos en corriente alterna. Es gracias a esto que la energía solar se puede utilizar en el hogar. De este modo, los dispositivos eléctricos como el televisor o el lavavajillas pueden consumir la energía solar«, continúa Michael Raunigg. El inversor puede inyectar el excedente de energía en la red pública, o bien usarlo para cargar la unidad de almacenamiento.
La conversión de corriente continua a corriente alterna es la tarea principal del inversor, pero está lejos de ser la única. A continuación puedes ver algunas de sus funciones:
- Optimización del rendimiento: en el inversor hay varios seguidores MPP (en inglés, «Maximum Power Point Tracker»). Estos determinan el punto en la curva de potencia de una serie fotovoltaica donde la combinación de tensión e intensidad de corriente alcanza su máximo valor.
- Visualización: los datos de la instalación, como la generación y el consumo de energía, el nivel de carga de la batería y la alimentación a la red, se resumen en las aplicaciones de monitorización (p. ej. Fronius Solar.web), que también permiten realizar ajustes en inversores inteligentes. Sin embargo, para que esto sea posible se necesita el denominado Smart Meter, un contador eléctrico bidireccional que envía datos importantes al inversor.
- Optimización del autoconsumo: las interfaces del inversor permiten la conexión de otros dispositivos como unidades de almacenamiento, estaciones de carga para vehículos eléctricos y generadores de calor (bombas de calor, calderas, etc.) en la instalación fotovoltaica. De esta manera, los propietarios pueden optimizar su tasa de autoconsumo y sacar el máximo partido a la energía solar.
Hasta aquí, todo bien. Ya hemos visto, a grandes rasgos, las funciones básicas de un inversor. Pero, ¿qué se ajusta más a tus necesidades?
Desde microinversores hasta inversores híbridos, ¿cuál es el adecuado para mí?
Si has prestado atención, te habrás dado cuenta de que aún no hemos hablado de todos los aspectos de los inversores fotovoltaicos. Ahora que hemos repasado los fundamentos, vamos a profundizar en la materia y tratar temas de actualidad como la energía de emergencia, inversores híbridos y centrales eléctricas de balcón. También veremos qué significan los términos monofásico y trifásico y cuál es el inversor ideal para ti.
1) Inversor híbrido
Los términos «energía de emergencia», «Full Backup» e «inversor híbrido» están estrechamente relacionados. Michael Raunigg explica: «El llamado inversor híbrido permite el modo Full Backup que, en caso de corte de red, mantiene en funcionamiento la red de corriente del hogar. Por ejemplo, durante desconexiones causadas por trabajos de mantenimiento o daños causados por tormentas.»
Mientras que algunos dispositivos sin función híbrida pueden alimentar enchufes o circuitos de corriente individuales en caso de emergencia, los inversores híbridos son los únicos que son capaces de comunicarse con unidades de almacenamiento, así como de cargarlas y descargarlas. La activación del modo Full Backup, ya sea automática o manual, requiere conmutadores que desconecten el sistema fotovoltaico de la red pública: por ejemplo, el Fronius Backup Switch y el Backup Controller. La combinación de inversor híbrido, unidad de almacenamiento y conmutador es la única que permite un suministro continuo y fiable a todo el hogar, desde unas pocas horas hasta varios días. La fiabilidad de la alimentación principal depende de lo siguiente:
- Irradiación solar
- Consumo de energía
- Dimensionamiento de la instalación fotovoltaica
- Dimensionamiento de la unidad de almacenamiento
2) Inversor de serie fotovoltaica
Los inversores de serie fotovoltaica reúnen la energía de varios módulos conectados en serie y hacen posible la conexión de varios strings. Los seguidores MPP individuales permiten crear sistemas más complejos, por ejemplo, con diferentes orientaciones. Aunque algunos inversores híbridos también pueden usar esta tecnología, no todos los inversores de serie fotovoltaica incluyen la función híbrida.
3) Microinversor
Continuemos con los más pequeños de su categoría: los microinversores. Ideales para instalaciones fotovoltaicas pequeñas de hasta 800 vatios de potencia de salida, como las de balcón, estos dispositivos son capaces de realizar las mismas funciones que cualquier inversor, pero en formato más reducido. En algunos casos, los sistemas de balcón se pueden adquirir como juegos completos, pero a menudo hay que comprar los módulos y los inversores correspondientes por separado.
4) Inversor de proyecto
En el otro extremo de la gama de servicios están los inversores de proyecto, que conviene mencionar para tener una visión completa. Estos proporcionan la energía suficiente para instalaciones fotovoltaicas comerciales, como parques de carga eléctrica en centros comerciales, naves de producción industrial y grandes explotaciones agrícolas.
Inversor monofásico o trifásico: ¿Cuál necesito?
Llegamos al último, pero no menos importante, punto de nuestro curso introductorio sobre inversores: los modelos monofásico y trifásico. Aunque suene complicado, estos términos solo hacen referencia al número de cables de una red. En las redes de corriente monofásicas, además del conductor neutro y el conductor protector, hay una llamada fase: el conductor que transporta la corriente. Por lo tanto, las redes trifásicas no solo tienen un conductor de este tipo, sino tres, lo que les permite transportar hasta el triple de potencia que las monofásicas. Así, las redes trifásicas logran ser más potentes, sin cambios en la intensidad de corriente.
Lo mismo sucede con los inversores monofásicos y trifásicos: «En Fronius distinguimos entre el Primo monofásico y el Symo trifásico. Los dispositivos que funcionan con tres conductores pueden suministrar hasta tres veces más corriente alterna a la red doméstica o pública que los inversores monofásicos. Esto es especialmente importante si se utilizan simultáneamente varios aparatos que gastan mucha energía o consumos trifásicos, como bombas de calor, estaciones de carga de coches eléctricos o máquinas grandes«, resume Michael Raunigg, destacando las diferencias clave.
¿Por qué hay inversores monofásicos?
Buena pregunta: ¿por qué optar por un inversor monofásico cuando los trifásicos permiten un rendimiento significativamente mayor? La respuesta es que depende de la región. Algunos lugares no han desarrollado lo suficiente sus redes de corriente doméstica o pública como para aprovechar al máximo la potencia que proporciona un inversor trifásico.
Las redes de corriente trifásicas –no solo para la industria, sino también para el hogar– predominan en Europa. Sin embargo, continentes como América del Norte apuestan por las redes monofásicas.
¿Todo listo para empezar?
¿Has logrado orientarte un poco en el «mundo» de los inversores? Esperamos haber resuelto tus dudas más importantes sobre el corazón y el cerebro de las instalaciones fotovoltaicas.
¿Todavía no sabes qué rango de potencia necesita tu vivienda? Te lo explicamos en la siguiente entrada de blog: ¿Cuántos kWp necesito?
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