Cuando analizamos las fichas técnicas de algunos inversores solares vemos resaltado en sus descripciones el número de entradas MPPT (De inglés Maximo poder puntoo Maximo poder punto en português) que tiene el equipo.
Además, es posible encontrar inversores con potencias y características similares, diferenciándose únicamente por el número de MPPT. Este artículo tiene como objetivo exponer las características y ventajas de un inversor con múltiples MPPT.
En general, un inversor con varios MPPT se diferencia de los inversores convencionales por el modo en que se controlan los módulos solares. En los inversores convencionales (que sólo cuentan con 1 MPPT), el conjunto de strings fotovoltaicos se trata como un único bloque.
Todas las cuerdas tienen su punto de máxima potencia rastreado simultáneamente por el único sistema MPPT disponible. Aunque el inversor tiene varias entradas para conectar diferentes cadenas, dentro del inversor todas las cadenas se controlan como un solo bloque.
En inversores con varias entradas MPPT la situación es diferente, como podemos ver en la figura siguiente. Las cadenas se dividen en bloques más pequeños y cada bloque está bajo el control de una entrada MPPT distinta. Los últimos inversores del mercado suelen tener de 2 a 4 entradas MPPT.
Potencia de los paneles fotovoltaicos
La potencia de un conjunto de módulos fotovoltaicos se define por el producto de la corriente y la tensión del conjunto en un punto de funcionamiento determinado. La relación entre la corriente y el voltaje de los módulos está determinada por la curva IV que se muestra a continuación. Comprenda qué es la curva IV en el artículo. Comprensión de las curvas IV y PV de módulos fotovoltaicos.
En el gráfico de la Figura 2 tenemos:
- Isc – Corriente de cortocircuito: es la corriente eléctrica máxima que puede proporcionar el módulo.
- Usted – Tensión de circuito abierto: es la tensión máxima que puede proporcionar el módulo.
- Diablillo – Corriente de máxima potencia: es la corriente que proporciona el módulo cuando funciona en su punto de máxima potencia.
- Vmp – Tensión de máxima potencia: es la tensión que presenta el módulo en sus terminales cuando funciona en su punto de máxima potencia.
- bomba – Potencia máxima: es la potencia máxima del módulo fotovoltaico.
- MPP – Es el punto de máxima potencia del módulo fotovoltaico (punto de máxima potencia). Se encuentra en la rodilla de la curva IV y en el pico de la curva PV.
La asociación de módulos en cadenas o arreglos también presenta las mismas características eléctricas mencionadas anteriormente. Lo que cambia son los valores. El voltaje y la corriente pueden variar debido a varios factores como temperatura, iluminación, suciedad o sombras en los módulos y degradación del equipo, provocando pérdida de potencia y desplazamiento de los puntos Imp y Vmp.
Como se muestra en la Figura 2, se observa que hay un punto en el que el uso de la disposición es máximo. Para obtener la máxima potencia del arreglo, debemos intentar operarlo cerca de su punto de máxima potencia: MPP. La electrónica integrada en los inversores es capaz de desplazar el punto de operación del equipo (Imp, Vmp) para operar cerca del MPP, haciendo que se reduzcan los efectos adversos y la potencia sea máxima para esa situación.
Esta capacidad del inversor de operar en el punto Imp y Vmp y poder variar y buscar estos puntos, dependiendo de las condiciones externas, se llama MPPT – Maximum Power Point Tracking.
Múltiples entradas MPPT
Es habitual en proyectos fotovoltaicos instalar más de un arreglo en un mismo inversor, utilizando string boxes o conexiones directas al equipo.
En los inversores tradicionales (con sólo 1 entrada MPPT) los strings fotovoltaicos (módulos conectados en serie) deben tener idénticas características para poder conectarse simultáneamente al inversor.
Por otro lado, los inversores con múltiples entradas MPPT permiten la conexión de strings y arreglos con diferentes características. Cada arreglo puede tener una característica que depende de su ubicación, ángulo de instalación, sombreado, número de módulos conectados en serie, entre otras cosas.
El inversor con más de una entrada MPPT es capaz de operar simultáneamente dos o más arreglos con diferentes características en sus puntos de máxima potencia.
En resumen, un inversor con múltiples entradas MPPT permite conectar arrays con diferentes potencias e inclinaciones, además de poder monitorear cada una de las entradas MPPT por separado.
A continuación vemos dos esquemas que muestran la organización interna de un inversor convencional y un inversor con múltiples entradas. La salida, que corresponde a la etapa de conversión DC-AC, es idéntica en ambos. La diferencia se produce en la entrada, existiendo un mayor número de módulos DC-DC (con característica MPPT) en los inversores con múltiples entradas.
Ejemplo de aplicación
Arreglos con características distintas.
En el proyecto residencial de la figura siguiente fue necesario instalar dos arreglos con diferentes orientaciones, uno de 3 kWp en el lado norte del techo y otro de 2,5 kWp en el lado este. Por tanto, tendremos diferentes condiciones de generación de energía y diferentes puntos de máxima potencia.
Los paneles de ambos lados del techo no se pueden conectar a la misma entrada del inversor. La solución es emplear diferentes inversores o un inversor que tenga dos entradas MPPT.
Si los módulos de este sistema se conectan a un inversor con un solo MPPT, el equipo operará buscando un punto de máxima potencia para todo el conjunto, pero no podrá buscar la máxima potencia que cada arreglo individualmente podría generar, ya que son arreglos con características generacionales distintas.
Para maximizar el uso del sistema, el inversor debe reemplazarse por un modelo con 2 MPPT, con cada disposición conectada a un MPPT. De esta forma se alcanzará el punto de máxima potencia para cada uno de los arreglos de forma independiente.
Antes de la popularización de los inversores con múltiples MPPT, este problema sólo podía resolverse utilizando dos inversores, añadiendo complejidad y coste al proyecto. Los inversores con múltiples MPPT proporcionan una solución más rápida y económica, pudiendo trabajar con arrays en diferentes condiciones utilizando un solo inversor.
Además de la ineficiencia, mezclar disposiciones con diferentes características eléctricas en un mismo MPPT es peligroso y puede provocar un flujo de corriente inverso y eventualmente incendios, como se menciona en el artículo. Estudio de caso – Incendio en inversor solar fotovoltaico.
Arreglos con idénticas características
Los inversores con múltiples MPTT también son ventajosos en disposiciones uniformes, es decir, cuando todos los módulos se instalan de la misma manera y las cadenas son idénticas y tienen el mismo número de módulos.
Por ejemplo, una planta de 100kWp con módulos organizados en disposiciones idénticas de 16,6kWp, conectada a un inversor con 6 MPPT, tendrá seguimiento de potencia máxima para cada conjunto, además de permitir el seguimiento individual de los conjuntos conectados a cada una de las entradas de MPPT. .
Como el inversor puede medir la potencia de cada uno de los MPPT, se facilita la detección de cualquier fallo y se minimiza su impacto, ya que el resto de arreglos seguirán funcionando en su punto de máxima potencia.
Ejemplo de inversores con múltiples entradas MPPT
A continuación encontramos el modelo Sunny Boy 5.0 de SMA. Este inversor de 5kW tiene 2 entradas MPPT y le permite conectar dos strings por MPPT, totalizando 4 strings.
Tabla 1: Folleto técnico de la familia de inversores SMA Sunny Boy
Las entradas para las cadenas 1 y 2, así como para las 3 y 4, están conectadas internamente al inversor en paralelo, y cada par funciona con un solo MPPT. En un sistema con dos cadenas, el instalador debe tener cuidado de conectar cada cadena a un MPPT si no desea una conexión en paralelo.
También debe prestar atención al límite de corriente y al rango de voltaje según MPPT informado en el manual. Para el inversor Sunny Boy que se muestra, el límite de corriente por MPPT es de 15 A y el rango de voltaje de funcionamiento es de 175 V a 500 V. Respetar estos límites garantizará la mejor eficiencia y seguridad en el funcionamiento del equipo.
¡Aprenda de quienes entienden! Lea el Artículos de expertos en energía solar do Canal Solar, que trae contenidos completos y exclusivos para ti.
Conviértete en socio de Canal Solar. Contáctenos: contacto@canalsolar.com.br
Respuestas de 8
Quiero iniciarme en el negocio fotovoltaico como instalador y luego expandirme en el sector: venta, diseño, etc.
El voltaje de entrada máximo de 600 V (usando el mismo inversor Sunny boy 5.0 como ejemplo), ¿es este voltaje por MPPT o la suma de los voltajes de los 2MPPT?
¿En cada MPPT puedo ingresar 600V?
Hola marcelo ¿cómo estás? será la suma de los voltajes
Si, es para cada MPPT, en este caso puedes poner 600v en cada MPPT.
¿Qué pasaría si la misma cadena se conectara a 2 inversores simultáneamente?
Hola Vinicius, en este caso no funcionará.
Mi interés es sólo el conocimiento, no pretendo ingresar a este mercado. Estoy analizando propuestas para instalación en mi hogar y como el conocimiento no ocupa espacio, nada mejor que aprender para una mejor valoración.
¿Qué diferencia habría si no dividiera los paneles en disposiciones aunque tuviera múltiples entradas en el MPPT?