Inversor

Inversor: El cerebro del sistema fotovoltaico
Juan Cristóbal Torchia
Jorge Blanco
Puede parecer que el título de este artículo sea una exageración, pero el inversor (en
inglés: inverter) realmente desempeña una función neurálgica, tan compleja como se
requiera, en la conversión de electricidad dentro de un sistema fotovoltaico.
Los paneles fotovoltaicos (PFV) son los dispositivos más representativos de una
instalación de este tipo por ser visualmente atractivos y porque producen la
electricidad. Sin embargo, la naturaleza de esta electricidad debe modificarse para
adaptarla a la electricidad consumida por los artefactos conectados normalmente a la
red. Este es el trabajo del inversor.
Básicamente, el inversor es un conjunto de semiconductores que se coloca entre los
PFV y la instalación eléctrica del edificio que se desea alimentar, por ejemplo, un
condominio, un centro comercial o una fábrica.
Históricamente, en el siglo XIX cuando comenzaba la producción
de electricidad a gran escala, los dispositivos que cambiaban la
corriente alterna (CA) en corriente directa (CD) se llamaban
“convertidores”. Al proceso contrario, es decir, pasar de corriente
directa a alterna, se le conocía como “conversión invertida” (en
inglés: inverted conversión), de ahí el nombre de “inversores”.
En aplicaciones fotovoltaicas, el inversor está encargado entonces de convertir la
corriente directa del PFV en corriente alterna con la cual se alimentan refrigeradores,
televisores, motores eléctricos, luminarias, etc. A medida que ha avanzado la
tecnología, los inversores desempeñan ahora funciones de control de la electricidad,
de monitoreo de la producción, y aplicaciones de ingeniería del sistema.
En este artículo no haremos una clasificación de inversores, pero comentaremos que
existen distintos tipos de inversores en el mercado que se especifican de acuerdo a la
configuración y características del sistema de PFV.
La gran mayoría de las instalaciones residenciales son del tipo “ligada a la red sin
baterías”. Esto significa que tanto los PFV como la red eléctrica alimentan las cargas
eléctricas del edificio. Se trata de los sistemas más simples ya que están constituidos
principalmente por los inversores y los PFV, además de los elementos de desconexión
por seguridad.
La operación de estos inversores es directa: cuando hay radiación solar y la red
eléctrica está presente, el inversor acepta CD de los PFV, convirtiéndola a CA y
sincroniza con la red para entregarle esta energía al sistema eléctrico nacional. En un
sistema tradicional residencial de PFV, el inversor está conectado a la caja principal de
interruptores junto con las cargas eléctricas del edificio. Los PFV simplemente
proveen de electricidad a la red. El inversor conduce esta energía hacia la red incluso
cuando las cargas eléctricas en el residencial necesitan alimentación.
Si los PFV producen menos de lo que requieren las cargas, el resto es provisto por la
red. Si los PFV producen suficiente energía para exceder a las cargas, el inversor envía
el exceso de electricidad hacia la red, haciendo que el medidor “gire” hacia el lado
contrario si es de disco o “reste” si es digital. En las horas nocturnas, los PFV
obviamente no producen electricidad de manera que la red se convierte en el único
proveedor del edificio.
Si el voltaje/frecuencia de la red sale de las especificaciones UL1741, el inversor
inmediatamente se desconecta a sí mismo del edificio y por consiguiente de la red
eléctrica. Este proceso es casi instantáneo. Una vez que la energía de la red entra de
las especificaciones del inversor durante un tiempo determinado, el inversor se
reconecta y continúan las operaciones.
Los inversores de este tipo poseen varias ventajas que los hacen muy populares como
sus altas eficiencias y bajo costos de mantenimiento. No requieren demasiada
manipulación de parte del usuario ya que no contienen componentes que necesiten de
mantenimiento especial o frecuente.
Generalmente, las compañías proveedoras de PFV desarrollan proyectos en los cuales
seleccionan los inversores adecuados para determinada capacidad y tipo de
instalación. El usuario debe asesorarse con expertos en el tema para decidir qué
inversor es el más adecuado para sus necesidades.
El tamaño de un inversor depende de la magnitud de la potencia eléctrica que puede
convertir. Entre mayor sea la instalación de PFV, de mayor tamaño deberá ser el
inversor o más inversores deberán de colocarse para cumplir con la entrega de
electricidad.
Debido a que los inversores son la puerta de salida de la energía producida por los
PFV hacia la red eléctrica, se convierten en un elemento vital para la solución de
futuros problemas que pudiese ocasionar una alta penetración de tecnología
fotovoltaica en los sistemas nacionales de distribución de energía eléctrica.
Fuente: .acesolar.org