Paneles de energía
solar fotovoltaica

Convertidores de corriente continua a corriente alterna

En los inicios de la energía solar fotovoltaica , las instalaciones de electrificación utilizaban la electricidad para el consumo al mismo voltaje y con la misma forma que la recibían de los paneles solares fotovoltaicos y los acumuladores, es decir, a 12 , 24, 48 V en corriente continua. Esto marcó una gran diferencia con los usuarios que disponían de red de distribución eléctrica o de grupos electrógenos a 220 V de corriente alterna.

El mercado de los electrodomésticos se ha adaptado a la mayoría de los usuarios y podemos encontrar cualquier aparato a 220 V AC. Por lo tanto, conseguir electrodomésticos fiables, de calidad ya un precio razonable que funcionen a bajo voltaje y en corriente continua es más difícil.

Por lo tanto, hacen falta equipos que transformen los corrientes continuas con valores bajos de tensión en corrientes alternas de valores de tensión 220 V. Estos son los inversores (también conocidos como onduladores o convertidores). Hoy, hay disponibles gracias a los avances de la tecnología con los transistores GTO.

Los avances de disponer de energía eléctrica en forma de corriente alterna son diversos:

  • Es el tipo de corriente que se utiliza en todo el mundo y, por tanto, da un punto de normalidad.
  • Facilita la compra de electrodomésticos para poder acceder a los que son más eficientes.
  • Permite mantener valores estables de voltaje y forma de onda, a pesar de la variabilidad del estado de carga de las baterías .
  • El hecho de trabajar con voltajes superiores (220 V es 18 veces 12 V) permite trabajar con corrientes eléctricas bajos y, por tanto, se pueden usar conductores más delgados, protecciones eléctricas habituales y se minimizan las pérdidas.

No todo son ventajas, también tienen algún inconveniente:

  • La instalación consta de un elemento más, el convertidor. Por lo tanto, disminuye la fiabilidad del sistema.
  • El convertidor tiene unas pérdidas eléctricas compensar generando más electricidad a los módulos (5%).
  • En instalaciones pequeñas, el convertidor puede representar una parte importante del presupuesto; por ejemplo, para una instalación de unos 100 Wp de potencia de módulos, un convertidor de 250 W puede representar un 20% del coste total.

Los convertidores CC / CA (inversores, onduladores) permiten convertir los 12, 24, 48 V de corriente continua que producen los paneles solares y almacenados en la batería, en corriente alterna de 125 o 220 V (actualmente, 230 V), como el que se usa normalmente en lugares donde está la red eléctrica convencional.

Principales características que definen un convertidor

  • Voltaje de entrada (Vcc): este valor debe ser igual al del acumulador (12, 24, 48 V).
  • Voltaje de salida (Vca): este valor debe ser normalizado (230 VAC).
  • Estabilidad del voltaje de salida / entrada: se admiten variaciones de hasta el 10% para convertidores de onda cuadrada y del 5% para convertidores de onda sinusoidal. Son valores que las normas admiten para el voltaje de las redes eléctricas convencionales, independientemente de la potencia demandada por el consumo. Por otra parte, en instalaciones con acumuladores, la tensión de entrada no podrá ser superior al 125% ni inferior al 85% de la tensión nominal de entrada del convertidor.
  • Tipo de onda: actualmente, los inversores deben presentar un formato tipo de corriente alterna normalizado con una onda sinusoidal pura.
  • Capacidad de sobrecarga (potencias punta) y de protección térmica: muy útil en instalaciones con motores, ya que en el momento de arranque se puede duplicar la potencia necesaria para el funcionamiento nominal, aunque sólo durante unos segundos. Hay que tener en cuenta que cualquier motor, a la hora de poner en marcha, puede consumir una corriente hasta cinco veces la intensidad nominal y que, por regla general, aproximadamente es de tres veces.
  • La eficiencia energética o rendimiento del convertidor es la relación entre la energía que facilita el convertidor a los consumos en corriente alterna y la energía que necesita este convertidor de entrada (de la batería). Si el convertidor diseñado para una potencia determinada trabaja en una fracción de esta potencia, el rendimiento bajará. Se debe exigir a un convertidor sinusoidal un rendimiento del 70% trabajando a un 20% de la potencia nominal y del 85% cuando trabaje a una potencia superior al 40% de la nominal.
  • Arranque automático y estado en espera: permite que las partes de potencia del mismo convertidor se desconecten en ausencia de consumos y se vuelvan a conectar en el momento que detecten una demanda energética por encima de un umbral previamente fijado.
  • Protección contra la inversión de polaridad y cortocircuitos: opciones básicas, dadas las posibilidades de error o de funcionamiento defectuoso de los circuitos de consumo que son elevadas durante la vida del convertidor.
  • Baja distorsión armónica: parámetro relacionado con la calidad de la onda generada. Los armónicos normalmente se eliminan por medio de filtros, aunque esto conlleve pérdidas. La variación de la frecuencia de la tensión de salida será inferior al 3% de la nominal.
  • Posibilidad de ser combinado en paralelo: permitirá un posible crecimiento de la instalación y de la potencia de consumo.
  • Buen comportamiento con la variación de la temperatura: margen de operación entre -5ºC y 40ºC.
  • Basta documentación técnica. Se exige, como mínimo:
    • Tensión de trabajo de entrada y de salida.
    • Potencia nominal.
    • Frecuencia nominal y factor de distorsión.
    • Forma de la onda de salida.
    • Margen de temperaturas de trabajo admitido.
    • Rendimiento en función de la potencia demandada.
    • Sobrecarga que resiste.
    • Resistencia a cortocircuito.
    • Factor de potencia.
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Última revisión: 8 de abril de 2016