Dimensionamiento de inversores autónomos

Al escoger inversores para sistemas autónomos, se deben leer y entender las especificaciones y elegir las características deseadas en su dimensionamiento. Un inversor autónomo necesita ser versátil para cubrir la demanda continua de las cargas, la entrada del generador, los picos de consumo de las cargas, y para poder cargar las baterías.

Características ideales para un inversor autónomo

• Capacidad para servir picos de consumo: El inversor debe proporcionar una gran intensidad de corriente requerida por motores para su arranque o en casos donde se necesiten operar varias cargas grandes simultáneamente.

• Advertencia o apagado automático cuando el estado de carga de la batería está bajo: El inversor debe integrar circuitos que protejan las baterías de descargas excesivas por el consumo de las cargas. Esto lo hemos mencionado antes, y se conoce como LVD, desconexión por bajo voltaje.

• Sellados o ventilados: Los inversores pueden venir como unidades selladas o ventiladas. Las unidades selladas proporcionan protección contra climas agresivos y condiciones adversas tales como polvo, insectos y humedad.

• Capacidad para cargar las baterías: Muchos sistemas FV autónomos tienen una fuente de energía de respaldo en CA, como un generador diésel, para cargar las baterías durante períodos de climas nublados (baja radiación), de alto consumo de energía, o para la ecualización de las baterías. La capacidad del inversor para cargar las baterías permite que la fuente de CA cargue las baterías a través del inversor, ya que este también puede convertir la CA en CC con un voltaje apropiado. Esto evita la necesidad de un dispositivo cargador de baterías separado.

• Encendido y apagado automático del generador: Si un generador se utiliza como una fuente de CA durante cortes eléctricos, el inversor se puede programar para encenderlo automáticamente cuando las baterías llegan a cierto estado de carga límite bajo, y para apagarlo una vez que las baterías alcancen un estado de carga aceptable predeterminado. Esto se hace habitualmente con relés integrados, o con una salida auxiliar.

Especificación de inversores autónomos

Para especificar un inversor autónomo, debe verificarse lo siguiente:

Potencia de salida de CA (W): Esto indica cuánta potencia puede brindar el inversor durante su operación. Es importante elegir un inversor que satisfaga los requerimientos de demanda pico del sistema. El inversor debe ser capaz de manejar todas las cargas que puedan estar encendidas al mismo tiempo. Por ejemplo, un usuario puede desear accionar una sierra de 1 000 W y una aspiradora de 500 W al mismo tiempo. Se necesitará un mínimo de 1 500 W de salida. El diseñador debe mantener en mente que si bien el sobredimensionar el inversor permitirá la ampliación
futura del sistema, esto podría reducir la eficiencia del sistema y aumentar el costo.

Voltaje de entrada en CC desde las baterías: El fabricante del inversor especificará el voltaje nominal en CC al que debe configurarse el banco de baterías que se conecte al inversor. Por ejemplo, voltajes de clasificación típicos son 12 V, 24 V y 48 V.

Voltaje de salida en CA: Un inversor indicará qué voltaje de salida entregará en CA. Para un sistema residencial autónomo el valor típico será 120 V ó 240 V. Algunos inversores están diseñados para salidas de 120 V únicamente. Si una casa tiene aplicaciones de 240 V, se pueden utilizar dos inversores para lograr también los 240 V.

Frecuencia: el inversor debe estar diseñado y ser adecuado para la frecuencia específica del país o región donde será instalado (normalmente 50 Hz ó 60 Hz).

Picos de consumo: La mayoría de los inversores pueden exceder su potencia nominal por períodos de tiempo limitados. Esto es necesario al encender motores, los cuales pueden llegar a consumir hasta seis veces su potencia nominal durante el arranque. Consulte al fabricante o mida con un amperímetro para determinar los requerimientos de picos de consumo de cargas específicas. Como estimación, se puede calcular el requerimiento de picos de consumo de una carga dada, multiplicando su potencia nominal por tres.

Para saber más sobre inversores tambien puedes visitar “Tipos de inversores para sistemas FV.“

Fuente:

Solar Energy International. FOTOVOLTAICA, manual de diseño e instalación. Impreso en México. Primera impresión, Marzo, 2015.