En mi artículo anterior – ¿Qué es un inversor solar híbrido? – Mostré las características de tres tipos de inversores: fuera de la red, conectados a la red e híbridos. La principal conclusión del artículo es que el inversor híbrido puede funcionar en ambos modos: fuera de la red y conectado a la red.
Además, en ese artículo expliqué que el modo on-grid (también conocido como grid-tie) es concretamente el modo de funcionamiento en el que el inversor se comporta como una fuente de corriente bidireccional, pudiendo inyectar o retirar energía de la red eléctrica.
Si el inversor no tiene la capacidad de funcionar en este modo, no es un híbrido. En este artículo hablaremos con más detalle sobre el inversor-cargador fuera de la red, que fue ligeramente mencionado en el artículo anterior.
E intentemos nuevamente aclarar la confusión que existe en el mercado en torno al nombre “híbrido”. La confusión es sólo una cuestión de terminología o nomenclatura. Los inversores que se muestran en las Figuras 1 y 2 son claramente diferentes.
Es preferible reservar el término “híbrido” para el inversor de la Figura 1, mientras que el inversor de la Figura 2 merece llamarse simplemente inversor-cargador aislado de la red. Los inversores que se muestran en las figuras son del fabricante PHB. La empresa llama a su inversor-cargador “fuera de la red” y a su inversor dentro/fuera de la red “híbrido”. No hay lugar a dudas sobre qué es cada cosa.
Inversor híbrido dentro/fuera de la red
El inversor híbrido de la Figura 1 tiene dos puertos de entrada de CC y dos puertos de CA (uno fuera de la red y el otro conectado a la red), como se ilustra en la Figura 3. Durante la mayor parte del tiempo, este inversor funcionará como un inversor conectado a la red convencional, conectando a la red a través del puerto AC bidireccional.
De hecho, existe una diferencia en comparación con el inversor conectado a red convencional. Este inversor, además de inyectar energía de los paneles solares a la red eléctrica, tiene la capacidad de intercambiar energía de las baterías con la red eléctrica (cargándolas o descargándolas). Este modo de funcionamiento con intercambio de energía de las baterías con la red eléctrica aún no está regulado en Brasil (pero lo estará próximamente).
Por otro lado, cuando no hay red eléctrica, el inversor cambia al modo fuera de la red, suministrando tensión a su puerto AC unidireccional. En este caso, el inversor opera completamente desconectado de cualquier red eléctrica y su puerto AC unidireccional se comporta como una fuente de voltaje.
Las cargas conectadas a este puerto pueden alimentarse durante una falla de red, siempre que haya energía en las baterías. Normalmente, cuando diseñamos un sistema híbrido, conectamos cargas prioritarias o imprescindibles al puerto aislado (por ejemplo: iluminación, equipos sensibles, ordenadores).
Las ilustraciones de la Figura 4 muestran los diferentes modos de funcionamiento del inversor híbrido. Estas ilustraciones fueron tomadas del “Manual de usuario del inversor híbrido fotovoltaico – Línea ES”, de PHB.
Modo 1: La energía producida por la instalación fotovoltaica se utiliza para optimizar el autoconsumo. El exceso de energía se utiliza para recargar las baterías y el resto de la energía se exporta a la red.
Modo 2: Cuando no hay energía fotovoltaica y la energía de la batería es suficiente, el sistema puede satisfacer el suministro de carga junto con la energía de la red.
Modo 3: Cuando la red falla, el sistema cambia automáticamente al modo de espera. La carga de respaldo puede ser respaldada por energía fotovoltaica y batería.
Modo 4: La batería se puede cargar desde la red.
Inversor-cargador aislado de la red
El inversor en la Figura 2 funciona solo en modo fuera de la red (fuente de voltaje). No es capaz de inyectar energía a la red eléctrica. Puede cargar las baterías con energía de paneles solares o de la red eléctrica. Si no hay energía solar disponible, puede alimentar las cargas con energía de la red eléctrica (si está presente) o de baterías (si la red falla); esto es exactamente lo que hace un UPS.
La Figura 5 muestra que el inversor-cargador aislado tiene tres puertos de entrada, dos de CC y uno de CA. El puerto de entrada AC sólo se utiliza para cargar las baterías o alimentar las cargas conectadas al puerto de salida AC desde la red eléctrica (si existe).
El puerto de salida AC, a su vez, puede tener conexión directa a la red eléctrica (esto depende de cada equipo) o puede operar el 100% del tiempo como fuente de voltaje a través de un convertidor DC-AC, alimentando únicamente las cargas conectadas a él. – con energía que puede provenir de la propia red eléctrica, baterías o paneles solares.
Independientemente de la configuración interna del equipo, el puerto de salida AC siempre será un puerto tipo fuente de voltaje. En ausencia de red eléctrica, el puerto de salida AC alimenta las cargas exclusivamente con energía procedente de baterías o paneles solares, como un auténtico inversor aislado de la red con controlador de carga interno.
La Figura 5 también muestra el funcionamiento interno del inversor-cargador aislado. En este caso estamos ejemplificando el inversor conocido como online o doble conversión (terminología utilizada en el mundo de los UPS).
En este equipo, el puerto aislado siempre alimentará las cargas a través de un convertidor DC-AC, incluso si hay red eléctrica presente. Es decir, las cargas nunca estarán conectadas directamente a la red. Toda la energía entregada a las cargas será procesada por el inversor DC-AC.
Si el puerto de entrada AC del inversor-cargador está conectado a la red eléctrica, su función es alimentar las baterías o cargas a través de un rectificador AC-DC. Este puerto nunca inyecta energía a la red eléctrica; por lo tanto, no es un puerto conectado a la red como el inversor híbrido de la Figura 1.
La Figura 6 ilustra el modo de conexión inversor-cargador aislado, tomado del manual inversor-cargador de la línea PHB VM. El manual no deja dudas sobre el funcionamiento del puerto de entrada AC, que recibe la conexión de la red eléctrica: es un puerto de entrada unidireccional, que no es capaz de inyectar energía a la red eléctrica (es decir, no funciona en red). -modo empate).
Híbrido o off-grid: el origen de la confusión
La figura 7 ilustra un diagrama de conexión de un inversor-cargador aislado de un fabricante genérico.
La información en el sitio web del fabricante es bastante confusa e incompleta. El producto se llama “Inversor Mppt de controlador solar de onda sinusoidal pura de 3kw para el hogar” (sic), pero en algunas partes del sitio web se lo denomina “híbrido”. Las personas sin conocimientos de inversores pueden comprar el equipo pensando que se trata de un inversor verdaderamente híbrido, que puede funcionar en modo conectado y fuera de la red.
En última instancia, el término híbrido podría (según una pequeña corriente de opinión en el mercado) usarse aquí debido a que el equipo tiene insumos para diferentes fuentes y almacenes de energía: paneles solares, baterías y red eléctrica o generador. Sin embargo, esta no es la definición de "híbrido" que nos gusta utilizar.
La información mostrada por el fabricante no es clara. No hay ningún manual ni hoja de datos disponible en el sitio web. La confirmación del tipo de inversor se puede realizar conectando la entrada AC (línea verde en la Figura 7), cuya flecha indica únicamente un flujo de energía unidireccional. Se trata, simplemente, de un puerto para cargar baterías o alimentar cargas desde la red eléctrica o un generador externo.
En resumen: este inversor no funciona en modo conectado a red y se parece al de la Figura 2, al que llamamos inversor-cargador aislado.
Conclusiones
En este artículo se muestran dos tipos de inversores: inversor híbrido conectado/aislado e inversor-cargador aislado. Podemos concluir que el inversor híbrido es aquel que opera en modo dentro y fuera de la red, mientras que el inversor-cargador opera únicamente en modo fuente de voltaje (en la salida AC).
El inversor-cargador aislado dispone de una entrada AC unidireccional que no funciona en modo conectado a red y sólo sirve para alimentar las baterías o cargas si hay red presente.
Si está fuera de la red, el inversor-cargador es simplemente un inversor fuera de la red con un controlador de carga integrado (para los paneles solares). Si se conecta a la red y se desconecta de los paneles solares, el cargador inversor funciona exactamente como un SAI.
En cualquier situación, independientemente de las diferentes opiniones sobre la nomenclatura a adoptar, el inversor-cargador nunca será un híbrido dentro/fuera de la red. El mercado carece de una definición y nomenclatura clara de qué es un inversor híbrido, diferenciándolo de un inversor-cargador aislado, de manera que usuarios y diseñadores tengan claras las funciones, finalidades y modos de uso de cada tipo de equipo.
Referencias
- Manual de usuario del inversor híbrido fotovoltaico – Línea ES, PHB
- Manual de usuario – línea VM – inversor solar aislado, PHB
- Hoja de datos del inversor fotovoltaico híbrido, PHB
- Hoja de datos del inversor solar fotovoltaico fuera de la red, PHB
- https://www.energiasolarphb.com.br/produto/inversor-phb3048-vm
- https://www.energiasolarphb.com.br/inversores-onoff-grid
- http://www.sunchees.com
Comentários (2)
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deseo Más información sobre el inversor híbrido
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