Dónde y por qué utilizar inversores híbridos en aplicaciones solares

Un inversor híbrido puede ser una solución todo en uno. Aprenda dónde y por qué diseñar con este tipo de inversor.

Esta es una pregunta común en la industria de las energías renovables porque hay muchos productos disponibles en la categoría de «inversores». Las diferencias entre los productos pueden relacionarse con la tecnología, las características y la funcionalidad básicas de la onda de salida. Eso significa que las diferencias crean requisitos de fabricación distintos y, por lo tanto, precios variables en el mercado. Desde inversores solares fotovoltaicos estándar hasta inversores solares híbridos e inversores de batería, el mercado de las energías renovables satisface todos los requisitos de los clientes.

Como consumidor o diseñador de sistemas solares, es importante comprender qué tipo de inversor necesita su aplicación para tener claro que está eligiendo el producto correcto, maximizando la inversión en su equipo y asegurando el éxito de la instalación del sistema en los próximos años. Durante la fase de investigación, sugerimos que es mejor pensar no solo en los requisitos de hoy, sino también en los cambios planeados para el futuro. Pagar un poco más hoy por el inversor adecuado puede resultar en una decisión de ahorro de dinero en el futuro.

Antes de decidir dónde utilizar inversores híbridos, debemos definir qué es un inversor híbrido.

• Un inversor híbrido (a veces denominado inversor multimodo) es una solución todo en uno que contiene tres funciones totalmente diferentes.Tiene un controlador de carga solar integrado que se conecta al (los) panel (es) solar (es) y sirve para regular el voltaje desde la salida del panel solar hasta las cargas y / o baterías. Nota: La energía de la red pública y la energía del generador a menudo también pueden ser entradas para la energía entrante. Un inversor híbrido ofrece múltiples opciones de diseño de sistemas, lo que crea flexibilidad para implementar la solución adecuada para las condiciones de cada cliente.

• Este producto «invierte» la corriente de la corriente continua (CC) que proviene de los paneles solares a la corriente alterna (CA) para que puedan funcionar los aparatos y equipos domésticos y comerciales típicos. Si se aprueba en el área local, la red de servicios públicos también puede utilizar la energía creada por los paneles solares. Esta corriente alterna puede ser normalmente de 50 o 60 ciclos por segundo o Hertz (Hz), y como cada ciclo tiene una subida y bajada, la corriente alterna pasaría por cero 100 o 120 veces por segundo.

• El inversor híbrido también sirve como cargador de batería, tomando energía FV y / o una fuente de CA para cargar las baterías. La energía almacenada en las baterías se puede utilizar más tarde.

Los inversores vienen con varias curvas de salida de CA. Aquí hay una revisión rápida de cada tipo.

• Inversores de onda cuadrada – El más fácil de diseñar y fabricar, y el más barato, donde los cambios de voltaje de 100 o 120 por segundo ocurrirían solo verticalmente, produciendo ondas cuadradas. Estos inversores no permiten que las cargas de CA funcionen en las condiciones «normales» para las que fueron diseñados. Esto significa que para algunas cargas como motores y compresores, estos tenderán a operar a temperaturas más altas y eficiencias más bajas causadas por la desviación de una onda sinusoidal perfecta, para la que fueron diseñados. Las fuentes de alimentación, ya que se utilizan para computadoras, teléfonos y equipos de audio, verán más ruido eléctrico y pueden sufrir una disminución de la esperanza de vida. Estos inversores pueden ser menos fiables y potencialmente peligrosos para determinados equipos (algunos países europeos han prohibido estos productos). Para evitar daños en la carga, a menudo solo se utilizan cargas resistivas (como elementos calefactores) con este tipo de inversor. Ver figura 1

• Inversores de onda sinusoidal (pura) – Esta salida es ideal para todas las cargas, incluidos los equipos sensibles. La onda de la corriente de salida es igual a la onda sinusoidal matemática. Ver figura 1
  
  Esta es la forma de onda que permite que el equipo funcione en condiciones óptimas, probablemente proporcionando una vida útil del equipo mucho más larga. Debido a que las cargas de CA utilizadas con dicho inversor funcionan en las mismas condiciones que una red eléctrica limpia, para la que fueron diseñadas, la eficiencia también se optimiza y el ruido eléctrico se minimiza. A menudo, esto es un requisito para que el equipo de audio funcione según lo previsto. Consulte las opciones del inversor de onda sinusoidal híbrida Phocos aquí. Todos los inversores Phocos son del tipo de onda sinusoidal pura.

• Inversores de onda cuadrada modificada o de onda sinusoidal modificada – Entre los inversores de onda cuadrada y los inversores de onda sinusoidal, también hay un tipo de inversor de «onda cuadrada modificada» que algunos fabricantes han denominado «onda sinusoidal modificada», ya que suena más atractivo. Sin embargo, esto es incorrecto, ya que estos tipos de inversores comienzan como inversores de onda cuadrada y la onda cuadrada se modifica ligeramente para producir una onda algo más cercana a una onda sinusoidal. Ver figura 1
  
  La ventaja es que los inconvenientes de los inversores de onda cuadrada con respecto a la temperatura de carga de CA, la eficiencia, la esperanza de vida y el ruido eléctrico pueden ser ligeramente menos pronunciados. La mala noticia es que, por lo general, sigue habiendo una fuerte desviación de una onda sinusoidal perfecta y es posible que los usuarios nunca se den cuenta de la diferencia. Para un cliente típico, no hay forma de saber realmente qué parte de la salida es una onda cuadrada o no, a menos que, por supuesto, se utilice un osciloscopio para analizar la señal. Cabe señalar, hay algunos equipos que no funcionan con ondas cuadradas, como los relojes por ejemplo. Este equipo no puede funcionar con precisión utilizando salidas de inversor de onda cuadrada modificada o de onda cuadrada.

Cuando no se debe utilizar un inversor híbrido

Los inversores híbridos (o cualquier inversor para el caso) no son necesarios en los sistemas de energía diseñados con paneles solares, almacenamiento de batería (opcional) y cargas de CC únicamente. En estas situaciones, sugerimos utilizar un controlador de carga solar. Obtenga más información sobre controladores de carga PWM o MPPT de Phocos.

Cuándo usar un inversor híbrido

Si el sistema de energía va a utilizar cargas de CA, 120 (110-130) o 230 (208-240) Vac, entonces un inversor híbrido es importante. Dado que puede funcionar completamente fuera de la red, a veces puede funcionar con o sin baterías, e incluso con o sin paneles solares, un inversor híbrido es una solución muy flexible. Este producto también puede funcionar conectado a la red pública con una posible inyección a la red (según los permisos locales y los requisitos del fabricante) si se desea. Entonces, por ejemplo, se puede instalar un sistema de energía con solo una conexión a la red pública, cargas fotovoltaicas y de CA, mientras que se puede agregar una batería unos años más tarde cuando haya más capital disponible. En cualquier caso es más eficiente utilizar un inversor híbrido frente a dos equipos separados (controlador de carga solar e inversor) ya que no solo facilita la instalación, sino que el inversor híbrido trae muchos parámetros para ser modificados según las necesidades del proyectar en un solo dispositivo y así permite. Los inversores y controladores de carga que se venden por separado tienen menos parámetros que modificar y deben cablearse y programarse para que funcionen juntos. Los inversores híbridos también evitan la duplicación de componentes en comparación con los controladores e inversores de carga solar discretos, lo que reduce su coste considerablemente. La capacidad de los inversores híbridos para sincronizar automáticamente su propio inversor con una fuente de CA antes de cambiar las cargas de CA entre estas dos fuentes también evita daños en las cargas de CA debido a cambios repentinos de voltaje.

Además, los cargadores inversores híbridos Any-Grid de Phocos puede tener una conexión a Internet a través de Wi-Fi utilizando el Any-Bridge AB-PLC, que permite a los clientes revisar y modificar parámetros de forma remota a través del PhocosLink Cloud. La monitorización remota es una función ampliamente utilizada tanto por los instaladores para simplificar la resolución de problemas y problemas de mantenimiento, como también por los consumidores que desean conocer el estado del rendimiento de su sistema. En Phocos siempre estamos pensando en instaladores y usuarios finales, para optimizar su inversión y experiencia.

Los instaladores solares y los clientes de bricolaje han estado diseñando e instalando inversores en sistemas solares durante décadas. Si bien algunas cosas no han cambiado mucho, otras han evolucionado, como los inversores híbridos. El consenso es que los inversores híbridos ofrecen una forma segura, confiable, relativamente fácil y flexible de adaptarse a las necesidades de una amplia gama de clientes que tienen diferentes desafíos. En Phocos, estamos orgullosos de ofrecer nuestra serie de inversores híbridos Any-Grid PSW-H de calidad como una solución global para condiciones off-grid, en red y para condiciones de red de servicios públicos no confiables. Proporcionar valor a nuestros clientes es un objetivo principal de nuestro equipo, y este producto cumple todos los requisitos para optimizar el éxito de nuestros clientes.