El todoterreno: Inversor híbrido
Introducción: La estrella de la tecnología solar
Los inversores híbridos son actualmente las estrellas de la tecnología solar. Aparte de los propios módulos solares, asumen todas las funciones de una instalación solar completa. Ya sea conversión de corriente o gestión energética – todo en un dispositivo compacto.
Esto puede hacer un inversor híbrido:
Un inversor híbrido combina numerosas funciones en un solo dispositivo. La siguiente tabla muestra qué tareas asume:
| Función | Descripción |
|---|---|
| Conversión DC→AC | Corriente continua de los módulos a corriente alterna |
| Ajuste de tensión | Elevar y reducir la tensión DC |
| Gestión de batería | Control de carga y descarga |
| Gestión energética | Distribución optimizada de la energía |
| MPPT | Maximum-Power-Point-Tracking |
| Captura de datos | Tensión, corriente, temperatura |
| Comunicación | WiFi, LAN, conexión con app |
| Técnica de seguridad | Protección contra sobretensión, fusibles |
Estructura de un inversor híbrido
Un inversor híbrido consta de varios componentes integrados:
1. Inversor (DC→AC)
La primera interfaz entre módulos solares y el sistema interno:
- Convierte corriente continua en corriente alterna
- Puede inyectar la corriente directamente a la red doméstica
- O transmitirla internamente al convertidor DC-DC
Este componente da nombre al dispositivo y cumple una de las funciones principales.
2. Convertidor DC-DC
La interfaz con la batería:
- Ajusta la tensión de los módulos solares para la batería
- Aumenta o reduce la tensión según necesidad
- La electrónica de carga decide sobre la tensión óptima
Nota: Algunos inversores híbridos tienen batería integrada. En este artículo consideramos la variante sin batería integrada.
3. Maximum-Power-Point-Tracker (MPPT)
El núcleo del sistema de regulación:
- Obtiene máxima potencia independientemente del tiempo o la carga
- A menudo ya integrado en el inversor
- Captura la tensión generada y la ajusta óptimamente
4. Sistema de gestión energética
Responde a preguntas críticas:
- ¿Cuándo debe cargar/descargar la batería?
- ¿Cuál debe ser la potencia de salida?
- ¿Cuándo usar electricidad solar, cuándo de red?
5. Sensores y medición
Captura continuamente:
- Corriente y tensión
- Temperatura
- Otros parámetros de funcionamiento
Los datos de medición se procesan internamente y se transmiten al módulo de comunicación.
6. Módulo de comunicación
Los inversores híbridos modernos ofrecen:
- Conexión WiFi/LAN
- Control por app en tiempo real
- Integración Smart-Home
- Monitorización remota y mantenimiento
7. Técnica de seguridad
Dispositivos de protección integrados contra:
- Sobretensión
- Cortocircuito
- Sobrecarga
- Problemas de temperatura
Ventajas y desventajas
Ventajas
La integración de todos los componentes en un dispositivo aporta numerosas ventajas:
| Ventaja | Explicación |
|---|---|
| Todo en un dispositivo | Menos componentes, instalación más simple |
| Ahorro de espacio | Un dispositivo en lugar de varios separados |
| Ajuste optimizado | Todos los componentes perfectamente coordinados |
| Manejo sencillo | Una app para todo |
| Alto rendimiento | Menos pérdidas de conversión |
| Preparado para el futuro | A menudo ampliable (baterías adicionales) |
Desventajas
A pesar de las muchas ventajas, hay algunos aspectos a considerar:
| Desventaja | Explicación |
|---|---|
| Mayores costes de adquisición | Más caro que inversores simples |
| Complejidad | Si falla, falla todo el sistema |
| Menos flexibilidad | Componentes no intercambiables individualmente |
| Dependencia del fabricante | A menudo solo con baterías del mismo fabricante |
Monofásico vs. Trifásico
La elección entre inversores híbridos monofásicos y trifásicos tiene amplias implicaciones.
Inversor híbrido monofásico
La corriente continua se convierte en una fase de corriente alterna.
Ventajas:
Los dispositivos monofásicos destacan sobre todo en instalaciones pequeñas:
| Ventaja | Explicación |
|---|---|
| Construcción simple | Solo se necesitan dos cables |
| Más económico | Técnica más simple |
| Compatibilidad | Muchos aparatos solo usan una fase |
Desventajas:
Las limitaciones se notan sobre todo en instalaciones mayores:
| Desventaja | Explicación |
|---|---|
| Potencia limitada | Normalmente solo hasta 3–6 kWp |
| Carga asimétrica | Puede causar problemas en la red |
| No para grandes consumidores | Bomba de calor, cargador EV a menudo necesitan trifásica |
Inversor híbrido trifásico
La corriente continua se convierte en tres fases simétricas de corriente alterna.
Ventajas:
Los inversores trifásicos están diseñados para instalaciones mayores y ofrecen ventajas correspondientes:
| Ventaja | Explicación |
|---|---|
| Mayor potencia | Para instalaciones a partir de 6 kWp |
| Mejor distribución de carga | Corrientes más altas en tres fases |
| Inyección simétrica | Más compatible con la red |
| Grandes consumidores | Compatible con bomba de calor, cargador EV |
Desventajas:
La mayor capacidad tiene su precio:
| Desventaja | Explicación |
|---|---|
| Mayores costes | Construcción más compleja |
| Instalación más compleja | Precauciones de seguridad adicionales |
Recomendación
La elección entre monofásico y trifásico depende principalmente del tamaño de la instalación y los consumidores conectados:
| Tamaño instalación | Recomendación |
|---|---|
| Hasta 3 kWp | Monofásico suficiente |
| 3–6 kWp | Según los consumidores |
| A partir de 6 kWp | Trifásico recomendado |
| Con bomba de calor/cargador EV | Trifásico |
Integración en la instalación solar
En sistemas con inversor híbrido no hay distinción estricta entre sistemas acoplados en AC y DC. Todos los componentes confluyen en el inversor híbrido.
Estructura típica
Módulos solares
↓ DC
Inversor híbrido
├── Batería (DC)
├── Red doméstica (AC)
└── Red pública (AC)El flujo de corriente
-
Día soleado, bajo consumo:
- Módulos → Inversor híbrido → Cargar batería
- Excedente → Inyección a red
-
Tarde, alto consumo:
- Batería → Inversor híbrido → Red doméstica
-
Noche, batería vacía:
- Red → Inversor híbrido → Red doméstica
-
Electricidad nocturna económica:
- Red → Inversor híbrido → Cargar batería
El software marca la diferencia
Además del hardware, el software es esencial para el control:
Funciones del software
El software es el elemento de control central y asume múltiples tareas:
| Función | Descripción |
|---|---|
| Regulación | Estrecha colaboración con MPPT |
| Captura de datos | Gestión digital de todos los valores |
| Comunicación | Entre todos los componentes |
| Monitorización | Detección de fallos |
| Previsión | Pronósticos de producción |
| Smart-Home | Integración con domótica |
Funciones de app de dispositivos modernos
- Monitorización en tiempo real de generación y consumo
- Datos históricos y estadísticas
- Control remoto y ajustes
- Notificaciones push en caso de averías
- Pronósticos de producción basados en datos meteorológicos
Conclusión
En resumen: Los inversores híbridos son la solución todo-en-uno para instalaciones solares modernas:
- Combinan inversor, convertidor DC-DC y gestión energética
- Simplifican instalación y manejo
- Optimizan el autoconsumo automáticamente
- Comunican con app y Smart-Home Para la mayoría de instalaciones solares privadas con almacenamiento de batería, un inversor híbrido es hoy la primera opción.
Como configurar su instalacion solar de forma optima lo muestra el articulo ¿AC o DC? Topologias de sistemas para instalaciones solares.
La serie completa "Almacenamiento de energía para instalaciones solares"
- De ancas de rana a baterías: ¿Cómo funciona un almacenamiento de energía? – Fundamentos
- Litio vs. Plomo: ¿Qué batería para la instalación solar? – Comparación de tecnologías
- Electrónica de potencia: Inversores y convertidores DC-DC – Conversión de corriente
- El todoterreno: Inversor híbrido – Está aquí
- ¿AC o DC? Topologías de sistemas para instalaciones solares – Conceptos de instalación