La mayoría de las personas en América Central están familiarizadas con los paneles brillantes, o bien, módulos fotovoltaicos (si lo llamamos en términos técnicos, que se refiere a una generación de fuerza electromotriz por la acción de la luz), que usualmente se ven desde los techos, pero, aun así, son muy pocos los que saben algo sobre sus dispositivos correspondientes en el sótano (no siempre se encuentran en el sótano pero, hablaremos sobre eso más tarde).
A estos dispositivos se les llaman inversores y vale la pena conocerlos, no solo por sus nombres distintivos como «Sunny Boy», sino también por su función crítica en la planta fotovoltaica.
Entonces, ¿cuál es el propósito real de un inversor y de qué debe ser capaz?
El poder de conversión
Un inversor es una parte esencial de cualquier planta de paneles solares conectada a la red, que es un sistema de generación de energía amigable con el medio ambiente, y que utiliza el efecto fotovoltaico para convertir la luz solar en energía eléctrica, pero no lo convierte en energía térmica, ya que la energía solar térmica proviene únicamente de los rayos del sol).
La tarea principal de un inversor es convertir la corriente continua en corriente alterna. Esta conversión es necesaria ya que los módulos fotovoltaicos generan corriente continua a partir de la luz solar, mientras que las redes de distribución de energía pública usan corriente alterna.
Los inversores pueden funcionar con muy poca pérdida de energía: los mejores dispositivos actualmente en el mercado pueden lograr un 99% de eficiencia, lo que significa que solo el 1% de la corriente continua se pierde durante la conversión, lo cual es un gran logro notable, ya que si lo comparamos con los motores diesel modernos, tienen una calificación de eficiencia de solo el 45%.
El poder de la optimización
Una tarea crucial del inventor es asegurarse que los módulos de los paneles solares estén siempre trabajando a sus niveles óptimos de potencia.
Dependiendo de la temperatura y la intensidad de la irradiación, siempre existirá una combinación precisa de corriente eléctrica y voltajes que permiten que las plantas de paneles solares alcancen su máxima potencia, a lo que le llamamos: punto de máxima potencia (punto máximo de poder) o MPP.
Desde que la temperatura y la intensidad de la irradiación cambian constantemente (aún más rápido cuando las nubes pasan sobre las plantas), el inversor debe monitorear continuamente el MPP para garantizar que los módulos fotovoltaicos estén suministrando la mayor potencia posible.
El inversor se basa en un sistema de operaciones llamado “MPP Tracker” para este propósito. Algunos inversores poseen múltiples seguidores de MPP de modo que pequeñas matrices alineadas puedan operar de forma independiente (los múltiples módulos fotovoltaicos interconectados se conoce como formación fotovoltaica).
Monitoreo y protección.
El inversor recopila datos sobre los rendimientos de energía de la planta fotovoltaica, monitorea la actividad eléctrica de la matriz fotovoltaica y envía señales cuando ocurren problemas.
Los datos de rendimientos se pueden observar en el propio dispositivo o puede ser analizada desde otro dispositivo o ubicación si tenemos tecnología disponible o un software de comunicación y buenos servicios en línea.
Otro monitoreo que podemos revisar en el inversor es la distribución de potencia o energía a la que está conectado. Si no se mantienen los valores límite especificados para el voltaje y las frecuencias, automáticamente desconectará la planta fotovoltaica de la red como un paso de seguridad. Sin embargo, si hay un pequeño aumento en la frecuencia, el inversor reducirá su potencia para aliviar la gestión de la red.
Operación de confianza.
Las plantas fotovoltaicas están designadas para operar en un periodo de al menos veinte años (esto para cumplir con las demandas climatológicas en países como Costa Rica fy Honduras y asimismo como en Centroamérica). Esto quiere decir que sus componentes internos deben ser robustos y con una larga duración. Aunque una de las grandes ventajas de las plantas fotovoltaicas es su falta de piezas móviles, y, por lo tanto, un desgaste insignificante.
Un inversor es un dispositivo de alta tecnología con componentes electrónicos sensibles en su interior que debe ofrecer un funcionamiento confiable a cielo abierto y en todas las condiciones climáticas. Por lo tanto, es crítico que el recinto sea resistente a la intemperie y deba poder disipar el calor de manera consistente.
La disipación de calor está garantizada por un concepto de enfriamiento inteligente y una excelente calificación de eficiencia. Un inversor con un 99% de eficiencia, por ejemplo, perderá solo la mitad de calor que un inversor con un 98% de eficiencia.
Promover la revolución de energía.
Las plantas fotovoltaicas juegan un papel importante en el cambio a fuetes de energía renovables y descentralizadas. Inclusive en un día nuboso de invierno, las plantas de paneles solares instaladas en Alemania pueden generar tanta energía como dos grandes plantas nucleares.
Como enlace entre la matriz de la planta fotovoltaica y la red eléctrica, los inversores son componentes centrales de cualquier planta de paneles solares que se utilizan cada vez más para la gestión de una red.
Por ejemplo, pueden ajustar el voltaje en la conexión a red al subministrar energía reactiva adicional y apoyar la red cuando ocurren fallas temporales, como lo son las caídas de voltaje.
Los inversores también son importantes a la hora del almacenamiento de energía. Así como las baterías solamente pueden almacenar corriente continua, la energía debe convertirse para cada carga y descarga.
Por lo tanto, los inversores fotovoltaicos y de batería son componentes cruciales para crear la red inteligente del futuro, que puede distribuir cantidades fluctuantes de energía en todas las direcciones sin pérdidas significativas e incluso permite la conexión de vehículos eléctricos.