Un inversor de panel solar es un tipo de convertidor eléctrico que convierte la fuente de corriente continua (CC) de un panel solar fotovoltaico en corriente alterna (CA) de una determinada frecuencia y voltaje, que puede ser alimentada a la red pública o utilizada por el hogar . red eléctrica Es un elemento crítico en una planta de energía solar que permite que los equipos de CA convencionales funcionen en combinación con paneles solares y/o baterías de CC. Los inversores de energía solar tienen características especiales requeridas para su uso con paneles solares, incluido el seguimiento del punto de máxima potencia y el apagado automático cuando falla la red.
Los inversores solares se pueden clasificar en tres tipos principales [2] :
Los inversores solares utilizan el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) para obtener la máxima potencia posible de la matriz solar. Las celdas solares tienen una relación compleja entre la radiación solar, la temperatura y la resistencia total, lo que crea una eficiencia de generación no lineal conocida como característica de corriente-voltaje (CVC) . El propósito del sistema MPPT es hacer coincidir los parámetros de corriente y voltaje de las celdas solares, determinar la resistencia (carga) para obtener la máxima potencia bajo cualquier condición ambiental dada.
El factor de llenado, más conocido por la abreviatura FF , es el parámetro que, junto con la tensión de circuito abierto ( Voc ) y la corriente de cortocircuito ( Isc ) del panel , determina la potencia máxima del panel solar. El factor de llenado se define como la relación entre la potencia máxima del panel solar y el producto de V oc e I sc .
Un micro inversor solar es un inversor diseñado para trabajar con uno o dos paneles solares . El microinversor convierte la CC sin procesar de cada panel en CA. El diseño del microinversor permite conectar varias unidades independientes en paralelo de forma modular.
Las ventajas de un microinversor incluyen la optimización de la potencia de un panel, el funcionamiento independiente de cada panel y la posibilidad de escalar gradualmente las plantas de energía solar.
Las desventajas, en primer lugar, incluyen el costo mucho más alto del sistema, mayor riesgo de incendio y menor confiabilidad.
Un estudio de 2011 en la Universidad Estatal de los Apalaches descubrió que los microinversores entregaban aproximadamente un 20 % más de energía en condiciones sin sombra y un 27 % más de energía en condiciones de sombra en comparación con los inversores de cadena. Ambas instalaciones utilizaron los mismos paneles solares.
Pero con el aumento de la calidad y la automatización de la producción de paneles solares, las diferencias en sus CVC se han vuelto mucho más pequeñas y la viabilidad de usar microinversores en condiciones sin sombra es discutible.
Por lo general, los microinversores se usan en SPP en la azotea, donde hay muchos ángulos y sombras diferentes.
La función principal de los inversores de red o síncronos o simplemente de un inversor de red es sincronizar la generación en fase, tensión y frecuencia con una red eléctrica externa. Los inversores de red para paneles solares cuentan con protección para una desconexión rápida de la red si la red externa no funciona o se registran otros errores críticos. Este es un requisito de EMP que garantiza que, en caso de un corte de energía, el inversor se apagará automática e instantáneamente, evitando la generación de energía y dañando a los trabajadores enviados a reparar la red eléctrica .
Los inversores que están disponibles en el mercado hoy en día utilizan una variedad de tecnologías. Los inversores pueden utilizar transformadores de alta frecuencia nuevos , transformadores de baja frecuencia convencionales o ser sin transformador . En lugar de convertir CC directamente a 230 voltios CA, los transformadores de alta frecuencia utilizan un proceso computarizado de varios pasos que convierte la energía en CA de alta frecuencia y luego nuevamente en CC, que finalmente se convierte nuevamente en CA.
Históricamente, ha habido preocupación por conectar inversores sin transformador a la red pública. Las preocupaciones están relacionadas con el hecho de que no hay aislamiento galvánico entre los circuitos de CC y CA , lo que puede contribuir, en caso de mal funcionamiento, a la entrada de CC al lado de CA. A partir de 2005, se permite el uso de inversores sin transformador (o sin aislamiento galvánico). También se han modificado VDE 0126-1-1 e IEC 6210 para permitir y definir los mecanismos de seguridad necesarios para este tipo de sistemas. En los inversores modernos, existen una serie de protecciones que permiten proteger tanto la propia estación solar como la red externa.
Todos los inversores de red para paneles solares están diseñados para conectarse a una red eléctrica externa, y no funcionarán si se dejan sin una conexión externa.
A partir de 2021, la eficiencia de conversión de CC a CA de los inversores modernos ha superado el 98,5 %. Los inversores de cadena se utilizan ampliamente en sistemas fotovoltaicos residenciales y comerciales. Los microinversores ocupan hasta el 2% del mercado [3] .