Un estudio compara la protección interna del inversor con los dispositivos externos de protección contra sobretensiones; vea los resultados.

Un nuevo estudio desarrollado en colaboración entre la UPE (Universidad de Pernambuco) y CLAMPER evaluó, mediante pruebas experimentales, el rendimiento de la protección interna en inversores fotovoltaicos en comparación con el uso de dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD, por sus siglas en inglés) externos.

Presentada en ICLP 2026 en Japón, la investigación, titulada "Resistencia a sobretensiones de inversores fotovoltaicos: análisis de protección interna frente a SPD externos", examinó tres modelos de inversores de 5 kW, identificados en el estudio como algunos de los más populares en el mercado brasileño.

Este estudio es el segundo desarrollado a través de la colaboración entre UPE y CLAMPER y da continuidad a la investigación presentada en la edición de 2024 del ICLP, celebrada en Dresde, Alemania, donde las pruebas iniciales ya habían puesto de manifiesto la vulnerabilidad del equipo.

En aquel momento, los inversores de 3 kW de dos fabricantes diferentes fallaron, en promedio, antes del octavo impulso de sobretensión en el lado de CA (corriente alterna), mientras que en el lado de CC (corriente continua), uno de los modelos no soportó el primer impulso.

Según Clamper, con el dispositivo externo de protección contra sobretensiones (SPD) instalado, los mismos inversores soportaron los 100 impulsos aplicados y el dispositivo desvió más del 93,6 % de la energía de la sobretensión.

Según la empresa, este nuevo trabajo amplía los resultados obtenidos en el primer estudio al comparar directamente la protección interna de los inversores con el rendimiento de los dispositivos externos de protección contra sobretensiones (SPD). En el estudio anterior, el equipo fue sometido a pruebas con impulsos de onda combinada, asociados a una protección de Clase III.

En el segundo estudio, las pruebas consideraron la protección contra sobretensiones de Clase II declarada por los fabricantes de inversores. Para ello, se aplicaron pulsos de corriente de 8/20 µs, correspondientes a esta clase de protección, lo que permitió una evaluación práctica del rendimiento del equipo ante sobretensiones.

Según la empresa, los resultados demostraron la importancia de adoptar las Medidas de Protección contra Sobretensiones (MPS) descritas en las normas técnicas brasileñas.

La empresa también destacó el contexto brasileño, marcado por una alta incidencia de rayos y la expansión de la energía solar, que ya ha superado los 50 GW de capacidad instalada en generación distribuida.

“La protección interna no sustituye a los dispositivos externos de protección contra sobretensiones. Este segundo estudio refuerza lo que ya se había demostrado en el primero y muestra, de forma práctica y cuantificable, lo vulnerables que quedan los inversores cuando la instalación depende únicamente de la protección integrada”, afirmó Douglas Lara, coordinador de Ingeniería de Aplicaciones de CLAMPER.

Se probaron tres modelos de inversores de 5 kW, entre los más populares de Brasil, y se sometieron a pulsos de hasta 20 kA que simulaban descargas atmosféricas. Sin un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) externo, los equipos fallaron, en promedio, después de 6,9 ​​pulsos en el lado de CC y 4,8 pulsos en el lado de CA; algunos modelos no soportaron el segundo pulso.

Con la protección externa instalada, todos los dispositivos soportaron los 100 pulsos aplicados, el límite máximo definido para la prueba. El SPD desvió entre el 80,8 % y el 96,8 % de la energía de sobretensión: en el modelo A (lado de CC), por ejemplo, la corriente que llegaba al inversor se redujo de 21,6 kA a 6 kA. Incluso en escenarios con una coordinación imperfecta entre las protecciones, el SPD aumentó la capacidad de resistencia de 16,6 a 63 pulsos en el modelo C.

“Es importante recordar que una instalación fotovoltaica está diseñada para funcionar durante 10, 15, 20 años o incluso más, un periodo que puede incluso superar el periodo de garantía de algunos inversores. Por lo tanto, es necesario considerar la protección contra sobretensiones durante toda la vida útil de la instalación. Un dispositivo externo de protección contra sobretensiones (SPD) es una aplicación prevista en la normativa brasileña y resulta indispensable para proteger la inversión en energía solar y garantizar la continuidad de la generación, incluso para inversores que declaran protección interna de Clase II”, concluyó Lara.

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