Inversores interconectados


En los últimos años, algunos fabricantes salieron del mercado (EXELTECH y Opti-Solar), mientras que otros entraron (Huawei,Chint Power System, Danfoss, Eaton y Eltek). La guía de este año incluye un perfil para cada fabricante de inversores y un resumen de sus productos.



Especificaciones notables

Topología de inversor: especifica las partes operativas en el interior del inversor (con o sin transformador). La mayoría de los inversores antiguos en Estados Unidos incluían un transformador de aislamiento y se utilizaban en los sistemas fotovoltaicos conectados a tierra. Recientemente, los inversores sin transformador que necesitan que la instalación fotovoltaica no esté conectada a tierra, se están volviendo comunes en los Estados Unidos. Los beneficios de los inversores sin transformador incluyen mayor eficiencia, aumento en la sensibilidad en fallas a tierra, y son más baratos de fabricar. Sin embargo, existen requisitos adicionales para sistemas sin conexión a tierra en el Código Eléctrico Nacional (NEC).


Eficiencia calificada por la Comisión de Energía de California (CEC): es una relación entre la salida de potencia y la entrada de potencia, calculado por algoritmos de la CEC. La eficiencia varía dependiendo de condiciones como la temperatura ambiente, temperatura del inversor, y la tensión del sistema. La eficiencia de un inversor en cualquier momento depende de la cantidad de potencia que el inversor esté procesando. La especificación de CEC considera cuánto tiempo gastan los módulos en varios niveles de potencia. Cada inversor se prueba en varios niveles de potencia, y en voltajes de entrada de CC bajos, medios y altos para calcular un valor promedio de eficiencia. Esta eficiencia ponderada se verifica de forma independiente y se utiliza por los diseñadores para la comparación de inversores.

Índice de empaquetamiento NEMA: identifica el grado de protección de la cubierta del inversor contra el medio ambiente. Las cubiertas NEMA 3R están destinadas para el montaje, ya sea en interiores o al aire libre y proporcionan cierto grado de protección contra la lluvia, aguanieve y nieve. Las cubiertas NEMA 4X también se pueden montar en interiores o al aire libre, pero, con calificación más alta, se consideran impermeables y resistentes a la corrosión.

Entradas MPPT: se refieren a la cantidad de puntos de monitoreo del punto de máxima potencia (MPPT) que el inversor tiene. Tener múltiples entradas MPPT permite a los elementos del sistema fotovoltaico operar de manera eficiente en diferentes niveles de potencia. Esto es particularmente útil para los módulos en múltiples planos de cubierta, o cuando los sistemas interconectados tienen diferente número de módulos. Las múltiples entradas MPPT también pueden ser útiles para la futura expansión del sistema.

La protección contra falla de arco: es un requisito reciente del sistema fotovoltaico, introducido en la sección 690.11 del NEC 2011. Se requiere para sistemas fotovoltaicos que operan a 80 VCC o más y que se encuentran instalados sobre o dentro de un edificio. Con ello se pretende mitigar los posibles riesgos de incendio por la formación de arco eléctrico que es más probable con circuitos de corriente continua.

Ventana de tensión MPPT: es el rango de tensión que el inversor acepta para buscar el punto de máxima potencia del sistema. Cuanto más amplia sea la ventana, más opciones tendrán los diseñadores para el uso de diferentes números y tipos de módulos fotovoltaicos (con diferentes tensiones de salida) en sus sistemas. Una ventana MPPT amplia también ayuda a un inversor a mantener un sistema operando en su punto máximo bajo una variedad de condiciones climáticas, especialmente en áreas con grandes variaciones de temperatura. Por último, un MPPT de gama baja puede ser ventajoso ya que el voltaje de un sistema disminuirá con el tiempo.

Fronius (fronius-usa.com)

Fue fundada en 1945 y tiene sus oficinas centrales en Pettenbach, Austria. Fronius tiene tres divisiones: suministro de sistemas de carga de batería, tecnología de soldadura y electrónica solar. Su principal planta en Estados Unidos se encuentra en Portage, Indiana.




Los inversores fijos de Fronius cuentan con tres modelos: el IG Plus V, el IG Plus Advanced, y su más reciente inversor Galvo de 1.5 hasta 3 kw. La línea Primo de 3.5 hasta 15 kw, la línea Symo de 10 hasta 24kw en trifásicos con sus distintas configuraciones y la línea Symo Advanced de 12 a 24kw, todos con una eficiencia calificada por la Comisión de Energía de California (CEC) y la CFE en México entre el 95,5% y 96% cuando la salida es de 220 VCA. Estos inversores se han pósicionado en México desde 2009 y son los más vendidos gracias a su calidad y gran equipo de soporte con que cuentan en México, aunado a la excelente cobertura de su garantía.


Chint Power Systems (chintpower.com/na)

Sus oficinas centrales se encuentran en Shanghai, China, y fue fundada en 2009. La compañía se especializa en inversores fotovoltaicos interactivos para todos los sectores del mercado. Sus productos y servic

ios incluyen equipo de distribución y transmisión de energía; aparatos eléctricos de bajo voltaje; medidores; ingeniería, suministro y construcción; módulos fotovoltaicos; y partes automotrices. Su principal planta en Estado Unidos se encuentra en Dallas, Texas.

La primera generación de inversores residenciales de Chint Power System (CPS-SCE) se encuentra disponible en modelos de 4, 5, 6, y 7 kW. La segunda generación de inversores (CPS-SCA; que incluye modelos de 3, 4, 5 y 6 kW) incluye protección contra falla de arco y entradas MPPT duales. Ambas generaciones de inversores no cuentan con transformador y tienen una eficiencia de 96,5% a 97%.


Delta (delta-americas.com)

Fue fundada en 1971 y tiene oficinas centrales en Taipei, Taiwán, y en Fremont, California, con fábricas y distribuidores en todo el mundo. Delta fabrica productos de abastecimiento de energía para la industria de la computación, de telecomunicaciones y médica, así como productos para aplicaciones fotovoltaicas.


Delta ofrece los inversores Solivia TR en los Estados Unidos. Esta línea incluye cuatro productos con especificaciones de potencia que van desde 2.5 hasta 5 kW, y la eficiencia de va desde 95% a 95.5%. Delta también fabrica cinco modelos sin transformador (3-7.6 kW), que incluyen protección contra falla de arco y tienen una eficiencia de 97.5%. Los modelos sin transformador de 5.2, 6.6 y 7.6 kW incluyen controladores MPPT duales. Todos los inversores Delta cuentan con los estándares de seguridad NEMA 4.

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Eaton Corp. (eaton.com)


Fue fundada en 1911. Eaton es una compañía global de gestión de energía con oficinas centrales en Dublín, Irlanda, y en Estados Unidos en Cleveland, Ohio. El grupo corporativo Eaton incluye productos, servicios de energía y su distribución. Además de la fabricación de inversores, Eaton suministra cajas de conexiones de CC, interruptores de CC y CA y cargadores para vehículos eléctricos.

La línea de inversores residenciales de Eaton se compone de cuatro modelos sin transformador que van de 4 a 7 kW, con una eficiencia del 97%. Estos inversores tienen una amplia ventana de tensión de entrada MPPT-105-500 VCC.

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Schneider Electric (schneider-electric.com)

Tiene sus oficinas centrales en Rueil-Malmaison, Francia, y entró en la industria de la electricidad en 1891. Schneider es una empresa multinacional con una gran historia en la fabricación de motores y equipos eléctricos para las centrales eléctricas. Schneider adquirió Square D, lo que transformó a la empresa en el mayor fabricante de equipos de distribución eléctrica del mundo.



Schneider Electric entró al mercado de inversores solares en el 2008 con la adquisición de Xantrex Technology, un fabricante de inversores solares y eólicos muy conocido en los Estados Unidos que ofrece productos residenciales y comerciales para los sistemas aislados e interconectados.

Para inversores domésticos interconectados, Schneider Electric ofrece el transformador Conext TX, en modelos de 2.8, 3.3, 3.8, y 5 kW, con una eficiencia que va desde el 94,5% al 96%, calificada por la CEC.




KACO New Energy (kaconewenergy.com)

Con sus oficinas centrales en Neckarsulm, Alemania, era originalmente un proveedor de la industria automotriz. KACO ha diseñado y fabricado electrónica de potencia durante más de 60 años y ofrece fuentes de abastecimiento para aplicaciones ferroviarias e industriales, inversores de célula completa personalizados, plantas de calefacción y potencia combinadas. La principal planta estadounidense de KACO se encuentra en Grass Valley, California, y también cuenta con una nueva fábrica en San Antonio, Texas.

Los inversores residenciales monofásicos fijos de KACO varían de 1.5 a 5 kW, con eficiencia de 95% a 95.5%. Sus modelos sin transformador están disponibles en 6.4 y 7.6 kW y tienen una eficiencia de 96,5%. Los modelos "M" tienen Unidad de Gestión de Tigo Energy Maximizer preinstalado.

Power-One (power-one.com)

Tiene sus oficinas centrales en Camarillo, California, y además cuenta con sucursales en China, Italia y Eslovaquia. En julio de 2013, el Grupo multinacional ABB, que ofrece tecnologías electrotécnicas y de automatización, adquirió Power-One.


Los inversores residenciales interconectados de Power-One incluyen modelos de 2.0 y 2.5 kW con transformador fijo, que tienen eficiencias de 95.5% y 96%, respectivamente. Hay cinco modelos sin transformador que van desde 3.0 hasta 6.0 kW, los cuales ofrecen entradas MPPT duales y eficiencias de 96 a 96,5%. Todos los inversores Power-One monofásicos cuentan con los estándares NEMA 4X.



SMA (sma-america.com)

Fue fundada en 1981 y tiene sus oficinas centrales en Niestal, Alemania. La tecnología solar de SMA ofrece inversores para todos los segmentos del mercado fotovoltaico. La principal compañía estadounidense afiliada, SMA America, fue fundada en el 2000 y tiene sus oficinas centrales en Rocklin, California, y cuenta con una planta de producción en Denver, Colorado.



SMA ofrece una gran variedad de inversores residenciales interconectados Sunny Boy. Su serie de transformadores fijos incluye un modelo más pequeño de alta frecuencia (HF) de 2.0, 2.5 y 3.0 kW. Estas unidades tienen perfiles delgados (14 pulgadas de ancho por 29 pulgadas de alto) y son de peso ligero (23.2 Kg, incluyendo la caja de desconexión de CC). Sus eficiencias van desde 96.5% a 97%. Siete modelos fijos de baja frecuencia (LF) con potencia de entre 3.0 y 8.0 kW, con 95.5% o 96% de eficiencia en función al modelo.

SMA ofrece seis modelos de transformadores (TL) que abarcan de 6 a 11 kW, con eficiencias (cuando la salida es 240 VCA) entre 98% y 98.5%. Los modelos TL más recientes tienen 3.0, 3.8, 4.0, y 5.0 kW y una eficiencia de 96.5%. Estos modelos incluyen entradas MPPT duales y una fuente de alimentación de respaldo, lo que ofrece un poco de energía de reserva durante los cortes de servicios públicos. Con la excepción de los modelos de alta frecuencia, todos estos inversores interconectados Boy Sunny incluyen protección contra falla de arco (ya sea como una norma o como característica opcional).

SolarEdge Technologies (solaredge.com)

Fue fundada en 2006 y tiene sus oficinas centrales en Israel, además cuenta con oficinas en China, Alemania, Italia, Japón, y Fremont, California. Los inversores SolarEdge están diseñados específicamente para su uso con su propio sistema optimizador de energía de nivel de módulo MPPT.



SolarEdge ofrece siete inversores residenciales sin transformador, de 3 a 11.4 kW. Estos inversores incluyen protección de falla de arco y de 97.5% a 98% de eficiencia en la salida de 240 VCA. Debido a que están diseñados específicamente para uso con su propio sistema optimizador de energía, tienen un receptor de comprobación de nivel de módulo incorporado.




Solectria Renewables (solectria.com)

Tiene sus oficinas centrales en Lawrence, Massachusetts, y fue fundada en 2005, y se centra en los inversores fotovoltaicos de utilidad interactiva interconectados e híbridos. Sin embargo, su predecesor, Solectria Corp., adquirió el grado de tecnología de potencia en 1989. Solectria Corp. fabricaba vehículos eléctricos e híbridos, así como electrónica de potencia y controles para sistemas de alta potencia.



Los modelos de inversores Solectria de 1.8 y 2.5 kW incluyen transformador fijo, que cumplen con el estándar NEMA 4X y una eficiencia de 92.5% y 93%, respectivamente. La serie más reciente de inversores residenciales de Solectria sin transformador incluyen una versión de 3.8 kW con una sola entrada MPPT. Las versiones de 5.2, 6.6 y 7.6 kW con entradas MPPT duales, se encuentran disponibles desde el segundo trimestre del 2014. Todos estos modelos sin transformador tienen una eficiencia de 97.5% y están programadas para ofrecer protección opcional contra falla de arco.

Inversores interconectados trifásicos

Una de las últimas innovaciones en la industria del inversor es el inversor trifásico interconectado, para el mercado comercial fotovoltaico pequeño y mediano. Los sistemas de distribución eléctrica en edificios comerciales suelen tener electricidad trifásica (los sistemas residenciales son de una sola fase). Hasta hace poco, los pequeños sistemas fotovoltaicos comerciales utilizaban inversores monofásicos para servicios trifásicos. Ahora, varios fabricantes están ofreciendo inversores interconectados con salida trifásica, que ofrecen varios beneficios:

No tener que equilibrar múltiples inversores monofásicos a través de un servicio trifásico.

Menor precio por watt. Un inversor trifásico de 15 kW es aproximadamente 30% más barato que tres unidades monofásicas de 5 kW.

No se requiere ningún subpanel de inversor de CA para combinar las salidas de los inversores monofásicos.

No se requiere tanto espacio en la pared y se reduce el tiempo de instalación.

Chint Power Systems, Fronius, KACO New Energy, PowerOne, SMA America, SolarEdge Technologies y Solectria Renewables son fabricantes de inversores residenciales que ofrecen inversores trifásicos.

Estas son algunas de las compañías que ofrecen inversores trifásicos que se pueden montar en la pared:

AE Solar Energy (solarenergy.advanced-energy.com) fue fundada en 1981 y tiene sus oficinas centrales en Fort Collins, Colorado. AE Solar Energy proporciona productos de conversión de energía utilizados en la fabricación de módulos de película delgada y los mercados de energía solar. La empresa adquirió otras dos empresas de inversores: PV Powered y REFUsol.

Power Ideal (idealpower.com) tiene sus oficinas centrales en Austin, Texas, y fue fundada en 2007. Power Ideal fabrica sus productos en los Estados Unidos, y ofrece inversores y convertidores para el almacenamiento de energía y la carga de vehículos eléctricos.

SolarMax (solarmax.com), fundada en 1991, sus oficinas centrales se encuentran en Biel, Suiza. Es una compañía que sólo fabrica inversores fotovoltaicos. En mayo de 2013, SolarMax anunció su entrada en el mercado estadounidense y abrió sus oficinas en Atlanta, Georgia.

SUNGROW (sungrow.ca), con sus oficinas centrales en Hefei, China, construye equipos para suministro de energía para la industria fotovoltaica y eólica. Su compañía afiliada en América del Norte, SUNGROW Canadá, fue fundada en 1997 y se encuentra en Vaughan, Ontario. Su oficina de ventas de EE.UU. se encuentra en San José, California.

Referencia

Sánchez, J. (2014). PV String Inverters. Home Power Magazine , 32-42.

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