Cálculo Del Inversor En Un Sistema Fotovoltaico: ¿Cómo Hacerlo Correctamente?

¿Estás interesado en la generación de electricidad a través de un sistema fotovoltaico? Si has llegado hasta aquí, entonces es porque deseas saber cómo calcular el inversor en un sistema fotovoltaico para que funcione de manera correcta. Pues aquí te damos todas las claves para conseguir el objetivo.

Hoy en día los sistemas fotovoltaicos se están popularizando cada vez más. La energía solar es una de las formas de obtener electricidad de la naturaleza sin contaminar el medio ambiente. Algunas veces, la electricidad solar se usa como energía alternativa para cargar baterías o dispositivos con potente energía limpia y renovable.

Sin embargo, al diseñar un sistema fotovoltaico, uno de los pasos fundamentales y críticos es el cálculo del inversor. Un inversor trabaja para convertir la energía directa de la corriente solar en electricidad alterna (CA) para alimentar dispositivos y equipos eléctricos estándar.

En este artículo, te explicaremos cómo realizar el cálculo del inversor en un sistema fotovoltaico. Te mostraremos todos los pasos necesarios para obtener la mejor eficiencia en el sistema. Esto incluye:

• Calcular los requisitos de potencia del inversor.
• Seleccionar el tipo de inversor adecuado para el sistema.
• Verificar que el inversor es capaz de funcionar con los paneles solares.
• Comprobar la protección del sistema contra sobrecargas.

En primer lugar, es importante conocer la potencia total del sistema fotovoltaico para determinar cuánta potencia requerirá el inversor. En segundo lugar, debes seleccionar un inversor que sea compatible con los paneles solares. Hay muchos tipos de inversores disponibles en el mercado que van desde inversores de baja potencia hasta inversores de alta potencia. Por último, debes verificar si el inversor está equipado con una función de protección contra sobrecargas.

Una vez que hayas seguido los pasos anteriores, estarás listo para realizar el cálculo del inversor para tu sistema fotovoltaico. Esta sección del artículo detallará todos los conceptos necesarios para obtener los resultados deseados. Aprenderás cómo calcular la potencia del inversor y cómo garantizar la protección correcta para tu sistema.

Sigue leyendo y descubre todo lo que necesitas para realizar correctamente el cálculo del inversor en un sistema fotovoltaico.

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¿Qué ventajas presenta el uso de un inversor en un sistema fotovoltaico?

Los inversores son equipos imprescindibles para un sistema fotovoltaico ya que se encargan de adaptar la corriente continua (CC) generada por los paneles solares a una corriente alterna (CA) que pueda ser utilizada en hogares, oficinas o empresas sin ningún problema. Por esta razón, el uso de un inversor en un sistema fotovoltaico presenta
                                                                            varias ventajas:

• Mayor eficiencia energética: un inversor bien calibrado mejora significativamente la eficiencia y el rendimiento del sistema fotovoltaico. Al tener un mejor control en el flujo de velocidad y potencia puede obtenerse mayor eficiencia en la transferencia de energía desde los paneles solares al suministro eléctrico.

• Optimización de los niveles de producción de electricidad: gracias a la tecnología de inteligencia artificial que incorporan los nuevos modelos de inversores, se pueden optimizar los paneles solares para maximizar la producción eléctrica obtenida por cada panel y conseguir un rendimiento óptimo. 

• Aumento de la seguridad electrica: los inversores pueden incorporar protecciones sobre las sobrecargas y picos de tensión que evitan desperfectos en los aparatos conectados. Esto da una mayor seguridad eléctrica y previene descargas eléctricas y el posible deterioro de equipos electrónicos.

• Facilidad de mantenimiento y control: los inversores modernos permiten un control remoto mediante internet. Esto facilita el mantenimiento del sistema fotovoltaico y ayuda a monitorizar los niveles de producción de electricidad.

¿Cuáles son los componentes principales para el cálculo adecuado del inversor?

Los componentes principales para el cálculo adecuado de un inversor son: voltaje, inversor, tensión y frecuencia. El voltaje es la cantidad de energía que necesita el inversor para funcionar correctamente. La tensión es la cantidad de potencia que está almacenada en el inversor para suministrar a los dispositivos conectados a él. Finalmente, la frecuencia es la velocidad en la que se requiere la conversión para mantener la energía constante.

Voltaje: el voltaje es una medición de la cantidad de energía que un inversor tendrá disponible para suministrar a un dispositivo conectado a él. Dependiendo del tipo de dispositivo que vaya a ser conectado al inversor, el voltaje debe estar establecido de manera precisa para garantizar que el inversor pueda soportar la carga.

Inversor: un inversor es un dispositivo electrónico que convierte la corriente alterna convencional (CA) en corriente continua (CC). Esto significa que un inversor puede tomar una fuente de CA de un tomacorriente de energía eléctrica y convertirla en una fuente de CC para alimentar un dispositivo electrónico.

Tensión: la tensión es la cantidad de potencia que está almacenada en un inversor para suministrar a los dispositivos conectados a él. Esta es una medición de la cantidad de energía que se encuentra almacenada en el inversor y debe ser lo suficientemente alta como para soportar la carga del dispositivo.

Frecuencia: la frecuencia es la velocidad a la que se requiere la conversión para mantener la energía constante. Esta medición mide el número de veces por segundo que un inversor puede realizar la conversión de CA a CC. Una frecuencia de onda incorrecta puede resultar en una baja calidad de energía o incluso en daños a los dispositivos conectados al inversor.

¿Cómo se determina el tipo de inversor apropiado para un sistema fotovoltaico?

¿Cómo se determina el tipo de inversor apropiado para un sistema fotovoltaico?

El primer paso para determinar qué tipo de inversor es más adecuado para un sistema fotovoltaico es conocer las características del panel solares. Estas incluyen el voltaje de operación del panel solar, la corriente máxima que entrega el panel y los parámetros de potencia (corriente máxima, voltaje de circuito abierto, etc.). Una vez determinado estos parámetros, se toma como referencia el inversor más adecuado para el panel solar, para ello hay que tener en cuenta los siguientes elementos:

• Tipo de inversor: Esto dependerá del uso que se le dará al inversor. Los inversores más comunes son los de corriente continua a corriente alterna y los de corriente continua a corriente continua.
• Potencia nominal del inversor: Esta debe ser igual o mayor que la potencia máxima del panel solar calculada con anterioridad.
• Voltaje de entrada: El voltaje de entrada del inversor debe ser igual o mayor que el voltage del panel solar.
• Factor de potencia: Es importante elegir un inversor con factor de potencia cercano al unity, es decir, con un valor cercano a 1.
• Rendimiento del inversor: El rendimiento ideal de un inversor se sitúa entre el 88% y el 96%.
• Protección contra sobrecarga y cortocircuito: Estos aspectos se deben considerar al elegir un inversor para evitar que se produzcan daños si se exceden los valores máximos de corriente o potencia.

Además, al realizar la instalación de un sistema fotovoltaico se debe tener en cuenta la forma de conectar los paneles solares al inversor, así como la cantidad de strings y la longitud de cable a utilizar para la conexión. De esta forma, se pueden lograr los mejores resultados para maximizar la producción de electricidad.

Finalmente, hay que recordar que para un correcto funcionamiento del sistema fotovoltaico, el inversor escogido debe estar en perfectas condiciones y cumplir con los requisitos de la normativa vigente.

¿Qué información se debe tener en cuenta al calcular el suministro de energía necesario para el inversor?

¿Qué información se debe tener en cuenta al calcular el suministro de energía necesario para el inversor?
Es importante que primero se conozca la capacidad eléctrica que tendrá el inversor. Esto significa que antes de realizar cualquier cálculo, se debe conocer la salida de corriente continua (CC) y los voltajes de salida, conjuntamente con la potencia nominal que tendrá el inversor. Por ejemplo, un dispositivo de 1000W tendrá un requerimiento de energía aproximado de 8.3A para entregar los 1000W.

Una vez que se ha establecido la potencia del inversor, es necesario determinar la cantidad de energía que será requerida para alimentar el inversor durante su operación. Esto puede ser hecho calculando el consumo medio de energía del inversor, que se logra multiplicando la potencia total por el número de horas promedio que el inversor estará trabajando. La mayoría de los inversores tienen un factor de carga del 80%, lo que significa que si la potencia utilizada es de 800 watt, la energía requerida será de alrededor de 800 x 0.8 = 640 watt-hora.

Posteriormente se debe considerar otros factores para calcular el suministro necesario de energía. Estos incluyen: i) el consumo de energía asociado a los dispositivos eléctricos conectados a la misma batería de alimentación; ii) los requerimientos de voltaje; y iii) los requerimientos de corriente. Todos estos factores deben ser tomados en cuenta para determinar el suministro óptimo de energía.

Además, hay algunos reguladores de energía que ofrecen protección contra sobrecarga o subcarga. Estos reguladores ajustan el nivel de energía en base al uso previsto, garantizando un suministro adecuado de energía sin exceder el requerimiento de energía. Por lo tanto, se recomienda instalar estos reguladores para evitar un sobrecalentamiento del inversor o una mala transferencia de energía desde la batería.

Finalmente, se debe tener en cuenta la temperatura ambiente y el grado de humedad que tendrá el ambiente donde se encuentre el inversor. Esto es especialmente importante, ya que los dos factores afectan la eficiencia de los dispositivos eléctricos, es decir, la cantidad de energía necesaria para su correcto funcionamiento. Una temperatura elevada y un alto grado de humedad aumentan el consumo de energía del inversor, por lo que se deberán tomar medidas adecuadas para mejorar el rendimiento de estos dispositivos.

¿Cuáles son las principales condiciones ambientales a las que debe estar expuesto el inversor?

Los inversores modernos deben estar diseñados para resistir las condiciones ambientales de la aplicación a la que se enfrentan. Esto implica considerar los factores como temperatura, humedad, vibraciones, altitud y resistencia a la corrosión. Las principales condiciones ambientales a las que debe estar expuesto el inversor son:

• Temperatura: Los inversores modernos generalmente estarán expuestos a un amplio rango de temperaturas extremas. La temperatura del inversor, en particular la temperatura del circuito impreso, puede ser significativamente más alta o más baja que la temperatura ambiente del sistema. Esto tiene implicaciones para el diseño de los circuitos, los materiales utilizados en su construcción, la ejecución de pruebas de calidad de los productos individuales, la inspección visual y mucho más.
• Humedad: Los inversores modernos también estarán expuestos a niveles de humedad extremos. Si la humedad es demasiado alta, hay un riesgo de que la corrosión se produzca en algunas partes internas del inversor. Es importante que el diseño de circuito y los materiales utilizados para la construcción del inversor sean lo suficientemente resistentes como para resistir el efecto de la humedad.
• Vibraciones: Las vibraciones externas pueden ser causa de fallas en el inversor. En entornos industriales, los inversores estarán expuestos a altos niveles de vibraciones, con la posibilidad de dañar los materiales de construcción y la integridad del circuito interno del inversor.
• Altitud: Los niveles de aire más elevados tienen un impacto directo en los niveles de temperatura, presión y humedad. Esto implica que los inversores tendrán que ser diseñados para funcionar correctamente en entornos de alta altitud.
• Resistencia a la corrosión: La corrosión interna es un problema importante para los inversores. La corrosión puede ocasionar la falla prematura del equipo debido a la acumulación de óxidos en el interior del equipo. Por lo tanto, es importante que los materiales utilizados y el diseño de circuito del inversor sean lo suficientemente resistentes a la corrosión.

¿Qué precauciones hay que tomar al apagar y encender un inversor en un sistema fotovoltaico?

Antes de apagar o encender un inversor en un sistema fotovoltaico, hay que tener en cuenta algunos aspectos fundamentales para asegurar el correcto funcionamiento del sistema, así como la seguridad tanto de la instalación eléctrica como de la persona que realiza esta acción:

1. Verificar el estado de los dispositivos de protección. El dispositivo de protección más importante es el fusible en ambas líneas, ya sea con un medidor de corriente o con una lámpara de prueba. También hay que verificar que las líneas de tierra y de neutro estén bien conectadas.

2. Desconectar la entrada de corriente AC. Esto significa desconectar el transformador y los cables del panel fotovoltaico. Es importante asegurarse de que los cables no estén conectados y que el voltaje entre ellos sea cero.

3. Desconectar la salida de corriente DC. Esto significa desconectar los cables de la batería, las salidas de los paneles solares y los cargadores de red. Asegurarse de que los voltajes entre estos dispositivos sean cero.

4. Desconectar los sectores críticos antes de conectar el inversor. Esto incluye todos los equipos eléctricos y electrónicos, tales como computadoras, dispositivos de control de procesos industriales, equipos de telecomunicaciones, etc. Deben desconectarse para evitar cualquier interrupción en el sistema.

5. Conectar el inversor al sistema fotovoltaico. Una vez que se hayan verificado los puntos anteriores, se puede conectar el inversor al sistema fotovoltaico. El inversor debe conectarse a una toma de tierra y luego se debe conectar la fuente de potencia a las líneas de salida.

6. Verificar la estabilidad de la corriente. Esto significa comprobar si el voltaje y la corriente se encuentran dentro de los límites establecidos.

7. Habilitar el interruptor de control de energía. Esto permitirá encender y apagar el inversor de manera segura.

8. Verificar la polaridad entre los terminales. Esto se hará revisando que los cables conductores van hacia los terminales adecuados del sistema fotovoltaico.

9. Realizar una prueba de operación a la carga. Esto significa comprobar que la conexión del alimentador eléctrico sea correcta. Después de haber realizado esta prueba con éxito, el inversor estará listo para ser usado.

10. Finalmente, aplicar los procedimientos correctos para apagar el inversor. Esto implica desconectar la fuente de alimentación, desconectar los cables de los terminales del inversor, desactivar el interruptor de control de energía, desconectar el inversor del sistema fotovoltaico y desconectar los dispositivos eléctricos y electrónicos antes de encender el inversor.