¿Se puede conectar un inversor directamente al controlador de carga?
Los módulos solares fotovoltaicos se pueden conectar directamente a un microinversor o deben conectarse entre sí hasta alcanzar el voltaje adecuado y luego conectarse al inversor de cadena. Pero muchos se preguntan: ¿es posible conectar un inversor en lugar de baterías directamente al controlador de carga, que tiene la función de cargar baterías en un sistema fotovoltaico con almacenamiento? ¿Existe riesgo de dañar el inversor o el controlador de carga al intentar esta conexión?
Cómo no se debe conectar el inversor al sistema fotovoltaico
Los inversores se suministran con baterías. El panel solar se conecta a la batería a través del controlador de carga. En general, los terminales de carga de los controladores de carga están limitados a aproximadamente 10-20 A. Un inversor de CA de 2000 vatios consumirá una corriente de 224 amperios a la potencia nominal (banco de baterías de 12 voltios). Por lo tanto, si conecta los dos directamente corre el riesgo de dañar el controlador de carga.
Por lo tanto, la respuesta a la pregunta inicial es que no es posible colocar de forma segura y confiable su inversor de CA en los terminales de carga del controlador de carga solar “típico”. Debe conectar el inversor de CA (mediante disyuntor/fusible/cableado corto y pesado) directamente al bus de la batería. No conecte el panel solar ni siquiera directamente al inversor sin baterías ni circuito estabilizador ya que los voltajes del panel solar varían en un 30%.
Dependiendo de la carga prevista, muchos inversores de 12 CC/230 V CA consumen muchos amperios. Un microondas pequeño de 700 W, por ejemplo, consumirá fácilmente 1000 W. Esto equivale a aprox. 77 amperios a 13 V CC. Por este motivo, el inversor debe conectarse directamente a la batería (incluido el fusible). El inversor y la batería deben estar lo más cerca posible entre sí y necesitará un tamaño de cable mínimo de calibre n.° 4 para manejar estas corrientes sin problemas.
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Otras razones para no conectar el inversor al controlador
Cualquier controlador de carga requiere una referencia de batería para controlar la entrada del panel fotovoltaico. Veamos las dos tecnologías actuales:
- PWM – o modulación de ancho de pulso
PWM requiere voltaje de la batería para darle luz verde a sus componentes electrónicos para pasar corriente y voltaje, y permite que pase el mismo voltaje de la batería (batería de 11 voltios, PWM de 11 voltios, ya que los amperios cargan la batería, no los voltios). Está diseñado para apagarse con un voltaje de batería inferior a aproximadamente 10,5 voltios CC para proteger la batería.
Por lo tanto, su entrada al inversor no estaría regulada, en todo caso. Todos los controladores de carga requieren que empareje la batería con el controlador antes de emparejar los paneles con el controlador para proteger el regulador de voltaje dentro del controlador. El controlador no puede funcionar sin el voltaje de referencia de la batería o se autodestruirá.
- Controladores MPPT
Los controladores MPPT, o seguimiento del punto de máxima potencia, también requieren el voltaje de la batería como referencia para estabilizar la regulación del voltaje. Adoptan el voltaje del sistema en lugar del voltaje del terminal de la batería, por lo que la corriente fluye de manera más eficiente hacia la batería descargada. Por tanto, su entrada al inversor sería CERO o catastrófica, ya que se autodestruiría.
El inversor (también equipado con controlador MPPT) requiere un cierto voltaje de entrada. Si es de buena calidad se apagará por subtensión o sobretensión para intentar protegerse. En resumen, puede que funcione durante unos minutos, pero se espera que salga mucho humo. Si quiere gastar su dinero probando este enlace, envíelo a una organización benéfica.
Cómo conectar un inversor conectado a la red a paneles fotovoltaicos
Hay un inversor solar independiente disponible en el mercado. El sistema al que me refiero es el sistema conectado a la red para utilizar energía solar fotovoltaica. Aquí no necesitas pilas. Simplemente, un panel solar con un inversor de potencia adecuada. El inversor solar incluye una toma a la que se puede conectar cualquier aparato que funcione con corriente alterna a la tensión de red.
Comprobar que la tensión mínima y máxima suministrada por la cadena de paneles fotovoltaicos se encuentran dentro del rango del inversor. No permita que las cadenas que está conectando al inversor excedan el voltaje de entrada máximo o la corriente máxima del inversor, o caigan por debajo de su voltaje mínimo/de arranque. Asegúrese de que el voltaje máximo cumpla con los requisitos.
Sabemos que el voltaje es aditivo en cadenas en serie mientras que la corriente es aditiva en cadenas en paralelo. Por lo tanto, puede suponer intuitivamente que puede determinar el voltaje del diseño de su sistema fotovoltaico propuesto y si está dentro del rango recomendado para el inversor multiplicando el voltaje del panel por el número de paneles en una cadena en serie.
Puede determinar la corriente del sistema sumando la corriente de cada cadena paralela (que sería igual a la corriente del panel multiplicada por el número de la cadena paralela). Sin embargo, dado que los valores STC (es decir, a la temperatura de prueba estándar de 25 °C) reflejan el rendimiento de los módulos en condiciones muy específicas, el voltaje real de los paneles en condiciones del mundo real puede ser muy diferente al supuesto.
Por lo tanto, los cálculos simplificados tomados de los valores STC dan sólo una estimación inicial aproximada; es necesario tener en cuenta cómo cambiará el voltaje del sistema dependiendo de las temperaturas que pueda experimentar en la zona donde esté instalado. A temperaturas más frías, el voltaje del sistema puede ser mucho mayor; a temperaturas más altas, puede ser mucho más bajo.
Para garantizar que el voltaje de la cadena con temperatura regulada caiga dentro de la ventana de voltaje de entrada del inversor, se necesitará una fórmula más complicada, pero no se preocupe: el software de diseño solar realiza automáticamente estos cálculos y le avisa mientras diseña si las longitudes de las cadenas son demasiado largo o corto dadas las temperaturas esperadas en el sitio.
Una vez que se ha establecido que las cadenas tienen longitudes aceptables para las especificaciones del inversor, otra consideración clave es que las cadenas tengan las mismas condiciones (por ejemplo, mismo acimut/orientación, misma inclinación, misma irradiancia) si están conectadas al mismo inversor MPPT.
De hecho, el desajuste de las condiciones en las cadenas reducirá la eficiencia y la potencia de salida del proyecto solar. Para una discusión sobre por qué las desalineaciones en el sombreado, la orientación o el azimut causan una pérdida de potencia.
Si está diseñando para un sitio donde necesita tener paneles en diferentes caras del techo, o algunas áreas del conjunto tendrán más sombra que otras, puede asegurarse de que los paneles con diferentes condiciones se separen en sus propias cadenas y luego conecte esas cadenas a diferentes MPPT de inversor (siempre que el inversor elegido tenga más de un MPPT). Esto permitirá que el inversor garantice que cada cadena opere en el punto donde produce la mayor cantidad de energía.