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Una de las decisiones más importantes que tenemos que tomar en nuestra instalación fotovoltaica, después de escoger los paneles solares, es sin duda elegir el tipo de inversor. 

La corriente producida por los módulos fotovoltaicos presenta una tensión continua con el tiempo. Sin embargo, la red eléctrica presenta una onda de corriente senoidal, es decir, funciona en corriente alterna. Los inversores transforman la energía de corriente continua procedente del campo solar fotovoltaico en corriente alterna. Es entonces cuando la electricidad solar puede alimentar los aparatos electrónicos o, si estamos produciendo más electricidad de la que necesitamos, verter la energía excedentaria a la red eléctrica. Es por tanto una pieza fundamental en cada planta de autoconsumo fotovoltaico.

Si bien la conversión de continua a alterna es la principal función del inversor fotovoltaico, se identifican además las siguientes que lo hacen aún más determinante:

• Optimizar el rendimiento del panel solar a partir del seguimiento del punto de máxima potencia (MPP por sus siglas en inglés); es decir, forzar al campo fotovoltaico (o a cada panel de manera individual, como veremos a continuación) a trabajar en el punto de la curva I-V donde la potencia generada es mayor.

• Monitorizar de manera remota el funcionamiento de la instalación. Esto podrá hacerse a nivel de módulo en algunos casos, como veremos más abajo (Module Level Power Electronics, MLPEs).

• Proteger al campo fotovoltaico de sobretensiones o cortocircuitos en el lado de la red; y viceversa: proteger a la red en caso de sobretensiones o cortocircuitos en el campo fotovoltaico.

Antes de continuar y de explicar qué tipos de inversores existen en el mercado, aclararemos qué es el Seguimiento del Punto de Máxima Potencia (MPPT) y cómo se consigue en cada tipo de inversor, ya que es quizá la principal diferencia que te llevará a elegir un inversor u otro. 

La regulación de este MPP lleva al campo fotovoltaico a funcionar en el punto de su curva I/V donde la potencia generada (producto de la Intensidad y el Voltaje) es mayor. Funciona iterando de la siguiente manera:

• El inversor fija la tensión de salida de los módulos fotovoltaicos en su punto de tensión máxima.

• Se miden tensión y corriente en ese punto y se calcula la potencia (P1).

• El inversor lleva a los módulos a funcionar en otro punto fijando la tensión y se mide la corriente, para volver a calcular la potencia (P2).

• Se comparan P1 y P2 y si P2 es mayor que P1 se sigue con el proceso; y, si no, se vuelve a P1.

Ahora sí, pasamos a ver los distintos inversores existen en el mercado, para así poder tener más información y escoger el que mejor se adapte a cada instalación fotovoltaica.

TIPOS DE INVERSORES

Inversores String 

Un string (cadena en inglés) es un conjunto de paneles solares fotovoltaicos que están conectados en serie. En una instalación de autoconsumo solar con un inversor de cadena los paneles se conectan en serie entre sí en cadenas que posteriormente se conectan en paralelo al inversor.

Estos inversores pueden presentar un único regulador MPP o pueden presentar varios, de tal forma que cada uno de los strings que va al inversor se regula de forma independiente en función de las condiciones de dicho string (por ejemplo si tienen distinta orientación o inclinación). Es decir, si el inversor o inversores string tiene distintos puntos MPP, esto permite conectar strings de módulos con distinta irradiancia optimizando la generación de cada uno de esos strings con distintas condiciones de irradiación.

Las ventajas del inversor string (con varios MPPT independientes entre sí) son que cada MPPT puede incluir distinto número y/o modelos de placas, así como otra orientación y/o inclinación. La necesidad de contar con uno o más MPPT dependerá de cómo se distribuya la instalación de autoconsumo: si la cubierta no tiene obstáculos y todos los módulos tienen la misma orientación e inclinación, el inversor de string es una opción viable e incluso en ese caso bastaría con que tuviera un único MPP. 

Una ventaja importante de conectar varios paneles en serie, es que -debido a la tensión más alta-, para la misma potencia se obtiene una intensidad de corriente mucho más baja. Como consecuencia, basta instalar cables de menos sección reduciendo considerablemente el coste de la instalación.

Optimizadores de potencia

La principal desventaja de los inversores string es que cada cadena de paneles se configura para funcionen con el mismo MPP, lo que quiere decir que este MPP corresponde al del panel menos eficiente (al que por ejemplo le afecte una sombra no contemplada) y por tanto la eficiencia del string (y por ende, de la planta) desciende significativamente. 

Estos inversores de cadena pueden emplear, de manera adicional, optimizadores de potencia para limitar este problema.

Estos aparatos, que se encuentran ubicados junto a los módulos fotovoltaicos, actúan sobre cada panel llevando a estos, de manera individual, a trabajar en su punto de máxima potencia, lo que aumenta la precisión en la localización del MPP a diferencia del inversor central. 

Los sistemas con optimizadores de potencia siguen enviando energía a un inversor centralizado; es decir, no se produce conversión corriente continua a alterna en ellos.

Microinversores

Los microinversores son inversores “distribuidos”, es decir, cada placa solar tiene un pequeño inversor solar instalado. En lugar de enviar energía desde todos los paneles hasta un único inversor, los microinversores convierten la energía de corriente continua en energía de corriente alterna en la propia cubierta sin necesidad de un inversor mayor en la instalación. Por tanto, ya que la conversión de electricidad tiene lugar en cada panel, no existe un cuello de botella cuando la producción de un panel disminuye.

Es decir, se parecen a los optimizadores en que actúan a nivel de módulo de manera individual, y se diferencian en que los microinversores sí convierten la energía continua en alterna, por lo que pueden prescindir de un inversor posterior.

COMPARATIVA 

VENTAJAS DE LOS MICROINVERSORES Y OPTIMIZADORES

1. Con un inversor centralizado, la total generación de energía del sistema puede decaer drásticamente si un panel solar deja de funcionar en su punto de máxima potencia; mientras que, con la instalación de optimizadores o de microinversores, si un panel falla, los otros seguirán produciendo en su punto óptimo.
   
2. Con los inversores centralizados los paneles que compartan string deben tener la misma orientación e inclinación para asegurar que cada uno tenga la misma salida de potencia. Por tanto los microinversores y los optimizadores de potencia son una buena opción para cubiertas peculiares.
   
3. Los microinversores y los optimizadores, al instalarse de manera individual en cada módulo, permiten monitorizar el rendimiento individual de cada uno de ellos a través de una aplicación móvil o de una página web. Esto es muy beneficioso a la hora de realizar mantenimientos, ya que ayuda a la identificación rápida de problemas. Además, si un microinversor o un optimizador fallaran, únicamente un panel quedaría desconectado mientras se sustituye; mientras que en el caso del inversor de string la pérdida de energía puntual sería mayor.
   
4. Tanto los microinversores como los optimizadores de potencia incluyen de serie con garantías más largas que los inversores centralizados.
   
5. Ante algún problema en la red o en casos de emergencia, tanto los microinversores como los optimizadores de potencia reducen el voltaje de corriente continua de los paneles al mínimo, reduciendo así el riesgo de potenciales accidentes. Los inversores en string están diseñados para apagarse pero no consideran el apagado de los paneles, que continúan generando corriente.
   

DESVENTAJAS DE LOS MICROINVERSORES Y OPTIMIZADORES

1. Los sistemas de paneles solares que usan microinversores y optimizadores de energía son generalmente más costosos que los que usan inversores centralizados.
2. Tanto el mantenimiento como la sustitución de estos equipos puede requerir más esfuerzo. Aunque la garantía llegara a cubrir estas tecnologías, será necesario subir a cubierta para realizar las modificaciones oportunas.

RESUMEN y CONCLUSIONES

1. La función de los inversores solares es transformar la corriente continua, procedente del sistema fotovoltaico, en corriente alterna.
2. Los microinversores y optimizadores de potencia son más caros porque tienen más equipamientos electrónicos.
3. Si alguna placa solar de la instalación fotovoltaica se ve afectado por sombras o la instalación se encuentra en varias direcciones (cubiertas complicadas), las tecnologías MLPEs son la mejor solución técnica.
4. Los microinversores y los optimizadores de potencia permiten monitorizar la producción de cada panel de manera individual.

Aunque los inversores centralizados sigue siendo la tecnología más común para sistemas de paneles solares en techo, los microinversores y optimizadores de energía están ganando popularidad, sobre todo en instalaciones residenciales o industriales de pequeña o mediana escala. 

Como ves, habrá que analizar cada proyecto concreto para ver qué opción es más rentable y que permita optimizar la generación fotovoltaica en tu cubierta.

Si estás pensando dar el paso al autoconsumo y quieres que estudiemos tu caso sin compromiso, no dudes en contactarnos.