Inversores de paneles solares explicados junio de 2023

Si bien los paneles solares juegan un papel importante en un sistema solar doméstico, también se necesitan otros componentes para producir energía limpia, incluidos los inversores solares. Un inversor solar es un dispositivo electrónico que convierte la energía generada por sus paneles solares en electricidad que puede alimentar sus electrodomésticos, cargadores electrónicos y luces.

En este artículo, nosotros, en el equipo de Guides Home, discutiremos qué hace un inversor solar, los diferentes tipos y los mejores inversores para sistemas solares. Nuestra información se basa en un análisis de las mejores empresas de energía solar, conversaciones con expertos de la industria e investigaciones de mercado sobre los mejores productos solares.

Un inversor solar convierte la corriente eléctrica continua (CC) generada por sus paneles solares en corriente eléctrica alterna (CA) necesaria para hacer funcionar sus electrodomésticos. El inversor también se sincroniza con su red eléctrica local, que usa voltaje de CA, lo que le permite usar ambas fuentes de energía simultáneamente.

Los electrodomésticos están diseñados para usar voltaje de CA de la red local y no pueden funcionar directamente con energía solar. Pero dado que los inversores solares son dispositivos de conversión de energía de CC a CA, puede resolver este problema instalando un inversor entre su conjunto de paneles solares y su sistema de cableado eléctrico.

Cuando se exponen a la luz solar, las células solares fotovoltaicas (PV) generan electricidad de CC como una batería. Los paneles solares tienen una matriz de células fotovoltaicas conectadas entre sí, lo que determina el voltaje y la potencia de salida de cada panel individual. La mayoría de las celdas producen alrededor de 0,46 voltios (V) de electricidad, lo que significa que un panel solar de 60 celdas generalmente puede generar alrededor de 30 V y 300 vatios de electricidad de corriente continua.

Un inversor convierte la salida de CC de los paneles solares en electricidad de CA de la misma frecuencia que la red local para sincronizar ambas fuentes de energía. Aquí hay un desglose rápido de cómo funciona este sistema:

Puede clasificar los inversores de energía solar en tres tipos principales:

Como nota general, los inversores híbridos pueden manejar paneles solares y baterías simultáneamente. Los inversores tradicionales, como los string y los microinversores, no son híbridos y están destinados únicamente a paneles fotovoltaicos. Necesitaría un inversor separado para agregar almacenamiento de batería.

Describimos cada tipo de inversor, incluidos los pros y los contras, en las siguientes secciones.

Los inversores de cadena son el tipo más común de inversores para una matriz solar doméstica. Esta configuración conecta los paneles solares en "cadenas" o circuitos en serie que se conectan a un inversor central. El inversor, que se conecta al cableado de su hogar, convierte la salida combinada de sus paneles en energía de CA.

Los inversores de cadena tienen un costo de instalación más bajo ya que solo requiere un dispositivo para convertir la salida de electricidad de todos sus paneles solares en energía de CA. En otras palabras, no necesita instalar un dispositivo de conversión de energía en cada panel. Dado que los inversores de cadena son tan populares, puede encontrar más proveedores e instaladores solares familiarizados con este equipo.

La principal desventaja de usar un inversor de cadena es tener que conectar los paneles solares en una serie de circuitos. Por lo tanto, si un solo panel funciona mal o se obstruye, todos los paneles de esa cadena sufren una caída en el rendimiento, incluso si los paneles restantes están expuestos a la luz solar directa y en condiciones de funcionamiento.

Los paneles solares en un circuito de cadena también pueden sufrir una pérdida de rendimiento si tienen diferentes perfiles de producción de energía. Esto generalmente sucede cuando los paneles están orientados en diferentes direcciones y expuestos a la luz solar desigual.

Un sistema de microinversores involucra pequeños inversores que puede instalar directamente en cada panel solar. No hay necesidad de un inversor de cadena ya que la salida de cada panel se convierte directamente en alimentación de CA.

La principal ventaja de los microinversores es tener un dispositivo de conversión de energía dedicado para cada módulo solar. Si alguno de sus paneles se sombrea o funciona mal, el resto de su sistema de paneles solares no se ve afectado. Como resultado, los microinversores aumentan la producción total de energía de su sistema solar. También puede aprovechar las áreas del techo con diferentes orientaciones, ya que su matriz fotovoltaica no se ve afectada por la luz solar desigual, a diferencia de los paneles solares que utilizan un inversor de cadena.

Los microinversores también tienen garantías más largas que los inversores de cadena. En general, puede esperar una vida útil de servicio de 10 a 12 años con un inversor de cadena, pero puede encontrar microinversores con garantías de hasta 25 años.

Uno de los principales inconvenientes de los microinversores es el precio más alto: si planea instalar un sistema solar con 20 paneles, también necesita 20 microinversores. Dado que los instaladores colocan los microinversores detrás de los paneles solares, es más difícil acceder a ellos para el mantenimiento y los reemplazos.

Los microinversores pueden reducir sus opciones de batería solar si está considerando el almacenamiento de energía. Tenga en cuenta que carga las baterías con energía de CC, mientras que los microinversores convierten la salida de los paneles solares directamente en energía de CA. Esto significa que necesita un inversor de batería dedicado y un dispositivo llamado controlador de carga para administrar el proceso de carga y descarga de una batería.

Algunos inversores de cadenas utilizan optimizadores de potencia instalados directamente en cada panel solar (como los microinversores). Los optimizadores regulan el voltaje y la corriente de cada módulo fotovoltaico, lo que aumenta la producción total de electricidad.

A diferencia de un microinversor, un optimizador no convierte directamente la alimentación de CC en alimentación de CA. Como se describió anteriormente, los inversores de cadena conectan paneles en un circuito en serie de CC y convierten la salida de energía combinada en corriente alterna.

Un inversor con optimizadores de potencia combina ciertas ventajas de los microinversores y los inversores string. Cuando se utiliza un inversor tradicional sin optimizadores, cualquier problema que afecte a un panel impacta negativamente en todo el circuito. Los optimizadores de energía mitigan esta dinámica al controlar la salida de energía de cada panel individualmente.

Los inversores string con optimizadores de potencia le permiten instalar una batería solar sin un segundo inversor. La batería puede conectarse al lado de CC de un inversor y cargarse antes de que el sistema convierta la electricidad solar en energía de CA. Sin embargo, esto solo es posible si el inversor es compatible con baterías solares.

Los mejores optimizadores de energía tienen garantías de 25 años, por lo que los propietarios no tienen que preocuparse por los reemplazos durante más de dos décadas.

Los optimizadores de energía aumentan el costo de su sistema porque necesita uno para cada panel. Los optimizadores de energía también limitan las opciones de su inversor, ya que son incompatibles con todos los modelos.

Aunque los optimizadores de energía tienen una garantía de 25 años, dependen de un inversor de cadena que normalmente tiene una garantía de 10 a 12 años. Eventualmente necesitará un reemplazo del inversor, incluso si a los optimizadores todavía les quedan 15 años de vida útil.

Un inversor híbrido es simplemente un inversor de cadena que puede usar tanto con paneles solares como con baterías. Los inversores tradicionales solo son compatibles con paneles fotovoltaicos y requieren un inversor de batería separado para agregar almacenamiento de energía. Los inversores híbridos pueden funcionar como inversores estándar, pero también pueden gestionar los ciclos de carga y descarga de un sistema de baterías.

El principal beneficio de usar un inversor híbrido es no tener que instalar un segundo inversor para baterías solares. Los inversores híbridos son una excelente opción si instala paneles solares y planea agregar almacenamiento de energía en el futuro. El inversor puede funcionar con o sin baterías, por lo que no es necesario instalar un sistema de almacenamiento de energía de inmediato.

Al usar un inversor híbrido para combinar paneles solares y baterías, puede crear un sistema de energía de respaldo para cortes de electricidad. Sin embargo, debe asegurarse de que el modelo de inversor pueda funcionar fuera de la red; algunos modelos solo están diseñados para funcionar conectados a la red, no para cortes de energía.

Dado que los inversores híbridos tienen un controlador de carga incorporado para los sistemas de baterías, tienen un precio más alto que los inversores de cadena tradicionales. Si bien los inversores híbridos ofrecen la flexibilidad de agregar almacenamiento de energía en el futuro, no todos los inversores son compatibles con todos los modelos de baterías. Por ejemplo, solo puede usar Tesla Powerwall con un inversor Tesla dedicado, no con un inversor híbrido de otro fabricante. Sin embargo, algunas baterías de Enphase pueden usar inversores de terceros.

Cada tipo de inversor tiene ventajas y desventajas, y la mejor opción depende del proyecto solar. La mayoría de las empresas de instalación solar están familiarizadas con todos los tipos de inversores y pueden ayudarlo a elegir la opción ideal para su panel solar. Por ejemplo:

El costo de un inversor solar puede variar según la marca, el instalador y el tamaño. Según Palmetto Solar, la mayoría de los inversores de cadena cuestan entre $1000 y $2000 o más. Un microinversor puede agregar $ 1,000 o más a ese precio, mientras que los optimizadores de energía oscilan entre $ 50 y $ 200 o más. Los inversores híbridos son un poco más caros, con precios que oscilan entre $1000 y $3000 o más según nuestra investigación de mercado.

Sin embargo, el precio que paga por un inversor como parte de un sistema solar puede variar en comparación con la compra de un inversor solar por separado. Y dado que los inversores son necesarios para los sistemas de energía solar, puede reclamar el crédito fiscal federal solar del 30%.

Los inversores string son el tipo de inversor más común. También son los más asequibles ya que solo necesita instalar un inversor central en lugar de unidades individuales en cada panel.

Un controlador de carga regula el voltaje y la corriente entregados a las baterías solares para garantizar que el proceso de carga no cause daños. Un inversor convierte la energía de CC generada por los paneles solares y las baterías en la energía de CA necesaria para alimentar los electrodomésticos. Los inversores híbridos tienen un controlador de carga incorporado, lo que los hace compatibles con las baterías.

Depende del tipo de inversor que instales. Puede instalar un microinversor en cada panel solar o cablear los paneles y conectarlos a un inversor de cadena. En el caso de un inversor de cadena, solo necesita una unidad central frente a varios microinversores.

david leonardo es ingeniero electromecánico, MBA, consultor energético y redactor técnico. Su experiencia en eficiencia energética y consultoría solar cubre sectores que incluyen la banca, la fabricación textil, el procesamiento de plásticos, la industria farmacéutica, la educación, el procesamiento de alimentos, el sector inmobiliario y el comercio minorista. También ha estado escribiendo artículos sobre temas de energía e ingeniería desde 2015.

tori addison es un editor que ha trabajado en la industria del marketing digital durante más de cinco años. Su experiencia incluye trabajo de comunicaciones y marketing en los sectores académico, gubernamental y sin fines de lucro. Periodista de oficio, comenzó su carrera cubriendo política y noticias en el Hudson Valley de Nueva York. Su trabajo incluyó cobertura de presupuestos locales y estatales, regulaciones financieras federales y legislación de atención médica.