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Inversores híbridos: ¿cómo funciona un inversor híbrido?

En este artçiculo hablaremos sobre los inversores híbridos, te cuento lo que necesitas saber para entender cómo funcionan. Una instalación fotovoltaica consta de varios elementos esenciales. Los más importantes son los paneles fotovoltaicos, a menudo hechos de silicio, optimizadores de energía y un inversor, también conocido como inversor.

Inversores híbridos: ¿cómo funciona un inversor híbrido y vale la pena invertir en una instalación de este tipo?

También juegan un papel importante los sistemas de cableado y seguridad que garantizan el buen funcionamiento de toda la instalación. En este artículo veremos los inversores híbridos. ¿Qué son y cómo funcionan?

Tipos de inversores

 

En la práctica, existen tres tipos de inversores:

  • estándar (también conocido como cadena o serie),
  • microinversor,
  • híbrido.

La función del inversor en serie es convertir la corriente continua en corriente alterna, es decir, la que fluye en el sistema eléctrico doméstico a diario. Se monta de forma centralizada y normalmente soporta todos los paneles fotovoltaicos por sí mismo. También es la solución más barata y simple, elegida a menudo para instalaciones pequeñas en el hogar.

Los microinversores son un tipo de inversor string más caro. Se instalan junto a cada módulo, lo que los obliga a funcionar con la mayor eficiencia posible (similar a los optimizadores de energía). Las dimensiones más pequeñas de los dispositivos también hacen que toda la instalación sea menos cálida y más fácil de expandir.

A su vez, el inversor híbrido funciona en dos sistemas: dentro y fuera de la red. El modo de funcionamiento dual significa que el dispositivo convierte la corriente continua en corriente alterna y viceversa. Una de las principales ventajas de esta solución es la capacidad de transferir energía al dispositivo de almacenamiento.

El inversor híbrido realiza tres funciones simultáneamente:

  • es un inversor fotovoltaico que convierte la corriente continua en corriente alterna,
  • sirve como> cargador de batería,
  • actúa como un convertidor que convierte CC en CA.

El inversor híbrido “on-off grid” puede funcionar tanto en un sistema conectado a la red (denominado on-grid) como en sistemas insulares equipados con baterías (denominados off-grid). Combina las ventajas de ambas soluciones y le permite crear su propia central eléctrica doméstica. En muchos países, las instalaciones híbridas se apoyan en el aspecto legislativo, porque alivian de manera medible las redes de distribución y garantizan a los usuarios una autonomía energética parcial.

El principio de funcionamiento del inversor híbrido.

El inversor utiliza la corriente eléctrica generada por el llamado el efecto fotovoltaico. La energía solar que irradia sobre los paneles fotovoltaicos (o más precisamente, los fotones en su interior) provoca la excitación de los electrones de silicio, que toman la carga de fotones y se mueven en la dirección opuesta al agujero de electrones resultante. Hay una diferencia de potencial porque en el semiconductor “P” (positivo) hay más huecos de electrones que en el semiconductor “N” (negativo), la relación es la opuesta. El flujo de moléculas fuerza la generación de voltaje.

Además, en el caso de los inversores híbridos, es posible almacenar electricidad en baterías, una operación algo opuesta a la que ofrece un inversor clásico. El exceso de energía generada no se envía a la red del operador, sino que queda a nuestra disposición.

Ventajas de un sistema híbrido

Aunque los inversores híbridos son tecnológicamente similares a los modelos de cadena, vale la pena enfatizar sus ventajas y ventajas más importantes sobre otras soluciones (por ejemplo, microinversores).

Si nos planteamos utilizar una red fotovoltaica para  el almacenamiento de electricidad , sin inversor híbrido, tendríamos que decidirnos por una inversión costosa y complicada. La conexión de la batería a la instalación requiere la compra de un inversor adecuado, así como un almacenamiento de energía, un controlador de carga de la celda y un sistema que monitorea la eficiencia de todo el proceso. Está relacionado no solo con altos costos, sino también con tener elementos de gran tamaño. Al elegir una solución híbrida, obtenemos un dispositivo a un precio mucho más atractivo.

El software inteligente de dicho inversor le permite programar los períodos de carga de la batería solo cuando sea beneficioso para nosotros. Podemos configurar el dispositivo para que acumule electricidad cuando su precio sea bajo o cuando el día sea extremadamente soleado y los paneles fotovoltaicos puedan funcionar sin problemas y a plena potencia. Gracias a ello optimizamos el proceso de obtención de energía y reducimos aún más los costes de inversión.

La gran ventaja de las soluciones híbridas es también la posibilidad de operar la instalación desde el nivel de una aplicación dedicada. Después de iniciar sesión, el prosumidor tiene acceso al panel de configuración del sistema, informa sobre el funcionamiento y el rendimiento de la instalación y también tiene la opción de enviar una solicitud de servicio. Los clientes de N Energia también pueden estar seguros en este aspecto, porque el trabajo de sus inversores es supervisado por empleados en la sede del departamento técnico.

Las soluciones inteligentes le permiten seleccionar el modelo operativo del inversor (por ejemplo, modo vacaciones o modo de espera). Al elegirlos, podemos estar seguros de que se generará electricidad en un grado adecuado al consumo. Controlar la configuración del inversor le permite prolongar la vida útil de toda la instalación fotovoltaica y garantiza que la electricidad se produzca solo cuando la necesitamos.

Otro tema es la posibilidad de limitar las pérdidas de energía que surgen durante la conversión de corriente continua a corriente alterna y viceversa. Los inversores híbridos modernos están construidos de tal manera que no procesan la electricidad que fluye de los módulos fotovoltaicos, sino que la acumulan inmediatamente en la batería en forma de corriente continua.

Desventajas de una instalación híbrida

Entonces, ¿se puede decir que los modelos de inversores híbridos están libres de desventajas? Desafortunadamente, no del todo.

En primer lugar, cuando se trata de convertir la energía de respaldo, muchos modelos mixtos todavía tienen limitaciones. El problema es a menudo la falta de los llamados paso, es decir, la posibilidad de alimentar dispositivos y cargar baterías simultáneamente.

Antes de comprar, vale la pena prestar atención a si el modelo tiene un modo de energía de emergencia, que le permite usar simultáneamente las reservas de batería y la electricidad generada de manera regular.

Además, si la potencia de salida del inversor es demasiado baja, es posible que la instalación no pueda mantener todas las fases en caso de un corte de energía. Como resultado, puede resultar que solo uno o todos ellos funcionen, pero solo para el proverbial “a medias”.

Un problema con las instalaciones fuera de la red existentes también puede ser la incompatibilidad entre la batería y el inversor híbrido.

Por último, la tecnología híbrida no siempre es adecuada para el funcionamiento en exteriores. Esto se debe a la falta de cumplimiento de las normas IP (Ingress Protection) pertinentes y a la susceptibilidad a la humedad o al vapor de agua.

Posibilidad de sobredimensionar la instalación

La eficiencia de una instalación fotovoltaica estándar debe coincidir con precisión con el grado y las características del consumo de energía del hogar.

A la hora de elegir una solución híbrida, los inversores tienen la opción de conectar un inversor de potencia estándar a una gran instalación o, por el contrario, elegir un inversor más pequeño y emparejarlo con un parque solar de potencia media. ¿Como es posible?

Muchos modelos híbridos ofrecen la opción de maximizar la producción de energía durante ciertos momentos del día cuando las condiciones de iluminación son malas (por ejemplo,  durante el invierno o al amanecer o al atardecer).

Sin embargo, el sobredimensionamiento de la instalación debe abordarse con cuidado. Demasiado desequilibrio puede reducir las ganancias, ya que ningún inversor puede convertir cantidades ilimitadas de CC en CA. Además, demasiada energía fluyendo a través del dispositivo puede acortar su vida útil. Vale la pena recordar que el inversor es el elemento más caro y más propenso a fallas del sistema fotovoltaico.

A la hora de elegir una instalación fotovoltaica, en caso de una demanda importante de electricidad, conviene optar por un inversor fotovoltaico trifásico, porque la mayoría de los edificios ya cuentan con una instalación eléctrica trifásica. Gracias a ello, cada fase se alimentará de forma simétrica, y podremos disfrutar del pleno aprovechamiento de la energía producida, en lugar de devolver el excedente a la red, como sería el caso de un inversor monofásico. Llos inversores monofásicos se pueden utilizar para instalaciones que no superen los 3,68 kWp; este es el límite máximo que no se puede superar. Los más grandes, como los inversores híbridos de 10 kW, ya son trifásicos.

Los beneficios del almacenamiento de energía

Las instalaciones híbridas permiten almacenar electricidad en baterías especiales. ¿Cuáles son los beneficios de tal solución?

En primer lugar, la electricidad almacenada en el almacenamiento de energía sirve como fuente de energía de respaldo en caso de un corte de energía en la red o un fallo del sistema fotovoltaico. El uso de componentes tecnológicamente avanzados y el software BMS (Battery Management System) permite un control continuo del nivel de carga de la batería y garantiza un uso seguro.

Muchos sistemas de almacenamiento de energía se pueden expandir con celdas adicionales, creando de hecho una red completa de baterías.

A diferencia de los inversores clásicos que transfieren el excedente de electricidad generada a la red, los modelos mixtos permiten acumular inventarios y utilizarlos para su propio uso.

Los inversores híbridos de empresas de renombre tienen una garantía a largo plazo y garantizan un alto grado de protección (generalmente IP65), lo que permite su funcionamiento en condiciones externas.

A la hora de optar por una instalación fotovoltaica basada en tecnología híbrida, optamos por una solución flexible, económica y, sobre todo, preparada para el futuro. El mercado de almacenamiento de energía está creciendo cada vez más, y empresas como Huawei, Sofar y SolarEdge están a la vanguardia en ofrecer acceso a tecnologías innovadoras. Todo indica que las redes fotovoltaicas híbridas desplazarán lentamente a las instalaciones fotovoltaicas estándar.

Te ayudaremos en cada etapa de la inversión.

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