Microinversor Enphase IQ6 montado sobre rieles

Como Seleccionar el Inversor para un Sistema Solar Interconectado

Seleccionar el inversor correcto es tal vez la decisión más crítica relacionada con el rendimiento de tu sistema solar. El trabajo del inversor es el de convertir energía de corriente directa de los paneles solares en energía de corriente alterna compatible con la red eléctrica. Todas las tecnologías disponibles actualmente ofrecen una eficiencia de conversión muy alta, por lo que no podemos decir que una tecnología es superior a otra. Sin embargo, existen dos características operacionales que nos ayudan a seleccionar el inversor adecuado para cada sistema solar fotovoltaico:

a) comportamiento de los paneles solares cuando tienen paneles sombreados o con una orientación diferente.

b) monitoreo remoto de paneles solares de forma individual

Sistema solar con un arreglo preciso

Cuando tienes algo similar a un arreglo solar prefecto, es decir, un arreglo solar rectangular con todos sus paneles orientados en una misma dirección, el inversor con el mayor costo-beneficio es un inversor central.
Con un inversor central, todos los paneles solares son agrupados en cadenas y todas estas cadenas son llevadas al inversor. Un ejemplo de este escenario es un sistema solar montado a nivel de piso con un total de 30 paneles, donde un inversor central se puede montar en la parte trasera de la estructura; los paneles se agrupan en dos cadenas de 15 paneles cada una, conectando una cadena a cada canal MPPT del inversor.

Un inversor central ofrece una solución eficiente y de bajo costo ya que el número de partes en el sistema se reduce considerablemente. Un punto a favor que se ha generado por el uso de los inversores centrales es que, no existen dispositivos electrónicos en el techo, montados en la parte posterior de los paneles solares, donde las temperaturas tienden a ser muy altas, impactando el rendimiento y la vida de estos dispositivos electrónicos.

Una limitante de usar inversores centrales es que no se puede monitorear el rendimiento de cada panel solar individualmente, de la misma manera en que lo fuera posible con un microinversor o un optimizador. Con un inversor central se monitorea el rendimiento del sistema completo. El monitoreo individual de cada panel solar tiene un mayor beneficio cuando existe sombreado sobre ciertos paneles del arreglo solar, esto no debería de ser una consideración importante para efectos de un sistema casi perfecto, como el mencionado en el ejemplo anterior.

Beneficios: Instalación simple, se reduce el número de conexiones, todos los componentes electrónicos se encuentran en un espacio ventilado. Esx una solución efectiva de bajo costo.

Contras: No se pueden monitorear los paneles individualmente.

Nuestra recomendación para inversor central: SMA US-40 Sunny Boy

 

Técnico de SMA mostrando el Secure Power Supply de los inversores Sunny Boy

Técnico de SMA mostrando el Secure Power Supply de los inversores Sunny Boy

Sistema con sombra y distintas orientaciones

En la mayoría de los sistemas montados en techo, es muy raro encontrar un espacio donde se pueda colocar un arreglo fotovoltaico sin obstrucciones. Es muy común encontrar los paneles solares distribuidos en distintos techos con diferentes orientaciones, donde algunos de los paneles son sombreados durante una parte del día.

En este escenario resulta beneficioso controlar el rendimiento de cada panel solar de forma individual. De este modo si ciertos paneles están produciendo poca energía durante una parte del día, el resto de los paneles en la misma cadena ajustaran su rendimiento.

Una excelente manera de lograr lo mencionado anteriormente es utilizando optimizadores (un optimizador por cada panel). Los optimizadores monitorean y regulan constantemente los paneles solares de la cadena, enviando al inversor la generación de energía optima, facilitando el proceso de obtener una alta eficiencia en cualquier situación.

Todos los optimizadores se comunican directamente con el inversor, ofreciendo monitoreo a nivel individual cuando la conexión a internet esta disponible.

Otro beneficio del uso de optimizadores es la función de apagado rápido requerida. Con el apagado rápido, cuando la energía o el voltaje de corriente alterna se pierde, los optimizadores se encargarán de traer el voltaje de salida de cada panel a un nivel menor de 1V, cumpliendo con el requerimiento de apagado rápido de 30V máximo para el sistema.

Beneficios: Monitoreo individual de cada panel, el apagado rápido viene incluido en el sistema, compensa pérdidas por sombreado, el tamaño de la cadena es flexible.

Contras: Se utiliza más equipo y se hacen más conexiones (aunque no es un gran problema)

Nuestra recomendación para optimizadores: Optimizadores SolarEdge junto con el inversor.

Inversor SolarEdge instalado sobre pared

Inversor SolarEdge instalado sobre pared

Sistema con sombreado severo o con un diseño muy complicado

Así como con los inversores centrales, el uso de optimizadores requiere que cada cadena que se conecte al inversor, teniendo un número mínimo y máximo de paneles solares permitidos por cada cadena.

Hay algunas situaciones en las que el diseño del techo requiere de una mayor flexibilidad. Por ejemplo, supongamos que tenemos una cadena de 9 paneles con optimizadores sobre un techo orientado hacia la casa de nuestro vecino y a las 3 de la tarde el techo del vecino sombrea dos de los paneles. Dado que necesitamos un mínimo de 8 optimizadores funcionando por cadena, a las 3 de la tarde esta cadena no va a producir energía.

El mismo grupo de paneles del ejemplo anterior se va a beneficiar por el uso de microinversores. Estos se montan detrás del panel solar y convierten el voltaje de corriente directa en voltaje de corriente alterna a 240V, este voltaje es compatible y esta listo para ser enviado a la red. Todos los microinversores producen energía al mismo voltaje (240VAC) y cada uno de ellos se puede considerar como una unidad independiente. Por lo que para el microinversor es irrelevante si otros paneles están sombreados o con una orientación diferente.

Beneficios: Flexibilidad total, monitoreo individual de cada panel.

Contras: Mayor número de partes y equipo, costo del sistema ligeramente elevado, componentes electrónicos instalados en el techo.

Nuestra recomendación de microinversores: Microinversores Enphase.

Microinversor Enphase IQ6 montado sobre rieles

Microinversor Enphase IQ6 montado sobre rieles en techo

Sistema con arreglos pequeños y con expansión a futuro

En ocasiones sólo hay espacio para montar un sistema pequeño. Como ya vimos los inversores de cadena y los optimizadores requieren de un tamaño mínimo del sistema, el cual usualmente es alrededor de 3000W. Para un sistema menor de 3000W la mejor alternativa, y posiblemente la única, es la de utilizar microinversores. Con microinversores es posible tener un sistema solar compuesto de 1 ó 2 paneles.

Por todas las ventajas mencionadas anteriormente, cuando se construye un sistema solar por etapas o se piensa añadir paneles a un sistema ya existente, los microinversores normalmente son la solución mas factible.

Beneficios: Sistema de cualquier tamaño, se pueden añadir paneles por etapas.

Contras: Costo del sistema es mas alto, componentes electrónicos están situados en el techo.

Nuestra recomendación para sistemas pequeños: Microinversores duales APsystems.

Recomendamos también leer el siguiente artículo sobre como seleccionar los paneles solares para un sistema fotovoltáico.