¿Qué es un inversor/cargador fotovoltaico y cuándo se utiliza?

El tipo más común de inversor de potencia es un inversor independiente. Funciona tomando corriente continua (CC) de la batería y luego invirtiéndola en corriente alterna (CA), la electricidad doméstica estándar. Esta es la única función de un inversor. Un inversor/cargador hace lo mismo, excepto que está conectado a una fuente de alimentación de CA para cargar continuamente las baterías conectadas cuando la alimentación de red de CA está disponible o es suministrada por un generador (grupo electrógeno, etc.). En caso de un corte de energía, el inversor cambiará automáticamente a energía de batería para alimentar el equipo conectado.

¿Cuándo se utiliza un cargador inversor en un sistema fotovoltaico aislado de la red?

Muy a menudo, en un sistema de energía fotovoltaica aislada las baterías se cargan con paneles solares. Dependiendo del sistema, la energía solar por sí sola puede no ser suficiente para cargar el banco de baterías en invierno, cuando los días son más cortos. En estos casos, puede utilizar un generador de CA para mantener la batería cargada, de forma muy parecida a como lo hace con el motor y el alternador de un vehículo.

Básicamente, un inversor/cargador convertirá la corriente CA del generador para cargar el banco de baterías de CC. Un inversor/cargador fuera de la red convierte la energía en ambas direcciones, de CA a CC para cargar la batería del generador de CA, y convierte la energía CC de la batería a CA para sus electrodomésticos. Algunos inversores/cargadores también tienen la capacidad de iniciar un generador de forma remota cuando el nivel de carga de las baterías es demasiado bajo.

Un cargador inversor, básicamente, es un inversor, un relé de transferencia y un convertidor/cargador de batería integrados en un solo dispositivo. Ofrece el máximo confort. Otro uso común de un inversor/cargador es en un barco o vehículo recreativo, donde tiene un inversor/cargador que carga el banco de baterías desde la toma de tierra o un generador, y el inversor convierte la energía de CC para operar cargas de CA.

De hecho, los inversores/cargadores están diseñados para sistemas de gestión de energía (sistemas de gestión de energía o EMS), vehículos recreativos y otras aplicaciones en las que se necesita una batería de respaldo confiable mientras se está en movimiento. La principal ventaja de una unidad inversor/cargador es la flexibilidad para cargar el banco de baterías a través de un sistema de red.

Aunque las unidades están destinadas principalmente a alimentar sistemas solares fuera de la red, el propietario del inversor/cargador debe saber que tiene la libertad de conectarse a la red en cualquier momento. Hay grandes inversores/cargadores disponibles en el mercado que pueden satisfacer las necesidades de un sistema fotovoltaico doméstico conectado a la red con un banco de baterías de respaldo.

¿Cómo funciona un inversor/cargador?

Los inversores/cargadores son fuentes de energía confiables para aplicaciones de respaldo continuo. Normalmente, un inversor/cargador tiene dos modos:

1) Modo inversor : este modo es la aplicación común de inversor fuera de la red donde la energía CC de las baterías se convierte en CA para alimentar los electrodomésticos. Esta es la aplicación más común para sistemas de respaldo de batería fuera de la red. Durante un apagón en la red pública o en aplicaciones estacionarias o mientras se conduce en aplicaciones móviles, los inversores/cargadores cambian automáticamente de la alimentación de red a la alimentación de respaldo de la batería.

2) Modo de espera o cargador : el inversor/cargador funciona como un cargador de batería para convertir la energía CA de entrada en energía CC para cargar la batería. Al mismo tiempo, la mayoría de los inversores/cargadores actualmente en el mercado pasan la energía CA entrante directamente a las salidas de CA del inversor/cargador para alimentar cargas de CA.

Un cargador inversor para embarcaciones o vehículos recreativos suele contar con un interruptor de transferencia interno que detecta automáticamente cuando está conectado a otra fuente de energía (como la toma de tierra). Luego transfiere cualquier carga de energía a la nueva fuente de alimentación de CA y usa esa fuente para comenzar a cargar la batería.

Sin esta función, tendría que cambiar manualmente un interruptor de transferencia o desconectar los electrodomésticos y volver a conectarlos a la nueva fuente de alimentación. Una vez desenchufado, el cargador se apagará y el relé de transferencia devolverá energía al inversor. En términos más simples: un cargador inversor combinado permite una mayor potencia máxima, necesaria para encender la mayoría de los electrodomésticos, en comparación con un inversor normal.

Este tipo de inversor también suele venir con un panel remoto que le permite controlar el uso general y el nivel de la batería. Luego puede personalizar la configuración según el tipo de batería y más, lo que ayuda a prolongar la vida útil de la batería.

Los cargadores inversores generalmente están disponibles en tamaños superiores a 1000 vatios. Si bien son increíblemente convenientes, esta conveniencia no es barata. Los cargadores inversores son generalmente más caros que los modelos independientes y requieren costos de instalación. Tenga en cuenta que un electricista autorizado o un instalador certificado debe instalar un cargador para vehículos recreativos o un inversor marino.

Porque todavía se necesita un controlador de carga en un sistema aislado de la red

El controlador de carga es el dispositivo que gestiona el flujo de energía desde los paneles solares hasta la batería. Los controladores de carga garantizan que las baterías se carguen correctamente y no se sobrecarguen, lo cual es importante para la longevidad del banco de baterías.

A menudo nos preguntan por qué necesita un controlador de carga solar en un sistema solar fuera de la red si está utilizando un inversor/cargador. El cargador del inversor/cargador es un cargador de CA. Utilice una fuente de CA, como un generador o la red, para cargar el banco de baterías. Si utiliza paneles solares para cargar su banco de baterías, necesita un controlador de carga solar para administrarlo.

Si también utiliza una fuente de CA para ayudar cuando el sol no proporciona suficiente energía, entonces tendrá un controlador de carga solar y un inversor/cargador que carga el banco de baterías de ciclo profundo desde dos fuentes. Hay dos tipos principales de controladores de carga, MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia) y PWM (modulación de ancho de pulso).

Casi todas las aplicaciones de almacenamiento fotovoltaico+ requieren tanto un inversor/cargador como un controlador de carga. Por un lado, aunque los controladores de carga MPPT proporcionan una eficiencia de carga óptima, es posible que la luz solar aún no sea suficiente para cargar las baterías de forma fiable en invierno o con mal tiempo. Muchas cargas de energía también requieren corriente CA estándar.

Por ambas razones, necesita un inversor/cargador para mantener las baterías cargadas adecuadamente y proporcionar energía que pueda usarse ampliamente. Por otro lado, los inversores/cargadores no son capaces de cargar baterías directamente a partir de la corriente CC suministrada por un conjunto fotovoltaico. Se necesita un controlador de carga para hacer coincidir adecuadamente el voltaje fotovoltaico con la batería y regular su carga.