Inversores · Electricidad

Idea clave

El inversor convierte la continua de los módulos en alterna sincronizada con la red. Además sigue el punto de máxima potencia (MPPT), vigila el aislamiento del lado de continua y lleva las protecciones que exige la ITC-BT-40: mínima y máxima tensión, mínima y máxima frecuencia, y anti-isla, para desconectarse si cae la red. Según dónde se haga la conversión hay inversores de string, microinversores, optimizadores con inversor e híbridos con batería.

Diagrama

Qué hace por dentro

flowchart LR
  CC["Strings<br/>continua"] --> MPPT["MPPT<br/>busca el punto<br/>de máxima potencia"]
  MPPT --> ETA["Etapa de continua<br/>(bus CC)"]
  ETA --> PUENTE["Puente inversor<br/>CC → CA"]
  PUENTE --> FILTRO["Filtro<br/>onda senoidal"]
  FILTRO --> RED["Red 230/400 V · 50 Hz"]
  VIG["Vigilancia: aislamiento CC,<br/>corriente residual, tensión,<br/>frecuencia, anti-isla"] -.-> PUENTE

Tipos de inversor

flowchart TD
  T["¿Dónde se convierte a alterna?"] --> S["Un inversor para todo el campo<br/>INVERSOR DE STRING"]
  T --> M["Uno por módulo o por pareja<br/>MICROINVERSOR"]
  S --> O["Con un convertidor CC/CC por módulo<br/>OPTIMIZADORES + inversor"]
  S --> H["Con entrada de batería<br/>HÍBRIDO"]
  T --> A["Sin red: con baterías y cargador<br/>INVERSOR AISLADO"]

Explicación

Qué hace un inversor de conexión a red

Sigue el punto de máxima potencia (MPPT). Varía la tensión de trabajo de cada entrada para quedarse en el codo de la curva I-V (Célula, módulo y curva I-V).
Convierte la continua en alterna con un puente de semiconductores que trocea la continua y la filtra hasta dejar una onda senoidal de 50 Hz. La ITC-BT-40 (ap. 6) limita los armónicos de esa onda.
Se sincroniza con la red: solo inyecta si hay red, y con su misma tensión, frecuencia y fase. No puede crear una red por sí mismo; por eso, sin red, un inversor de conexión a red se para aunque haga sol.
Se protege y protege la red: desconecta si la tensión o la frecuencia se salen de límites, si se pierde la red (anti-isla) o si hay un defecto de aislamiento.
Mide y comunica: producción, alarmas y, si hay contador o vatímetro, el intercambio con la red para el antivertido.

Por qué es obligatorio el anti-isla

Si la red se corta (una avería, un trabajo de la distribuidora) y el inversor siguiera inyectando, la línea de la calle quedaría en tensión: una isla. Un operario que la creyera sin tensión podría electrocutarse. Por eso la ITC-BT-40 exige que toda generación interconectada tenga dispositivos que impidan el funcionamiento en isla, sea cual sea su potencia (ITC-BT-40, ap. 4.3). En la práctica lo hace el propio inversor, que detecta la pérdida de red y se desconecta en una fracción de segundo.

Las protecciones mínimas (ITC-BT-40, ap. 7)

Protección	Actúa cuando…
Sobreintensidad	Corriente excesiva en la salida (magnetotérmico o equivalente)
Mínima tensión	La tensión baja al 85 % de la asignada, en menos de 0,5 s
Máxima tensión	La tensión sube al 110 % de la asignada, en menos de 0,5 s
Mínima y máxima frecuencia	La frecuencia sale de 49–51 Hz durante más de 5 periodos

El propio apartado 7 avisa de que estos ajustes pueden cambiar según la normativa del sector eléctrico que aplique al generador. Los inversores actuales las llevan integradas y certificadas; la sobreintensidad de la salida se completa con el magnetotérmico del circuito de alterna (Lado de alterna y conexión a la instalación).

Tipos de inversor

Tipo	Cómo es	Ventajas	Inconvenientes
De string	Un inversor para todo el campo, con 1 a 4 MPPT	Barato, sencillo, fácil de mantener	Las sombras de un módulo afectan a su string; continua de alta tensión hasta el inversor
Microinversor	Uno por módulo (o por pareja), detrás del panel	Cada módulo, su MPPT; sin continua de alta tensión; monitorización por módulo	Más caro por kWp; electrónica en el tejado
Optimizadores + inversor	Un convertidor CC/CC por módulo y un inversor central	Cada módulo en su punto de máxima potencia; pueden bajar la tensión del string en una emergencia	Más elementos, más caro que el de string
Híbrido	Inversor de red con entrada de batería	Almacena excedentes; algunos dan respaldo si cae la red	Más caro; la batería se dimensiona aparte (Baterías y almacenamiento)
Aislado	Forma su propia red con baterías, sin conexión a la red	Para casas o casetas sin red	Hay que dimensionar baterías y autonomía

Monofásico o trifásico

En un suministro monofásico se pone un inversor monofásico.
En un suministro trifásico se puede poner uno monofásico, conectado a una fase, o uno trifásico, que reparte la potencia entre las tres. Por encima de unos pocos kW lo normal es trifásico, para no desequilibrar las fases.
Con consumos trifásicos, cómo se mide el intercambio entre fases depende del contador y del sistema antivertido (fase a fase o en total). Sigue lo que indiquen el fabricante y la distribuidora.

Rendimiento y datos de la ficha

Del lado de alterna, la ficha da la potencia nominal, la corriente máxima de salida (la que se usa para el cable: Lado de alterna y conexión a la instalación), el factor de potencia regulable y el rendimiento. El rendimiento máximo de los inversores actuales pasa del 97 %; el «rendimiento europeo», que pondera distintas cargas, es algo menor.

Del lado de continua, los datos de Strings en serie y en paralelo: tensión máxima, ventana MPPT, número de MPPT y corrientes máximas.

Con o sin transformador, y el diferencial

La mayoría de inversores de vivienda son sin transformador: más ligeros y eficientes, pero sin separación galvánica entre continua y alterna. Por eso:

Vigilan el aislamiento del lado de continua antes de conectarse y no arrancan si es bajo.
Llevan una vigilancia de corriente residual interna que desconecta ante fugas, también de continua.
La ITC-BT-40 (ap. 4.3) exige en la conexión un diferencial tipo A; algunos fabricantes indican qué tipo admite su equipo según pueda o no producir corrientes de defecto con componente continua. Se ve en Lado de alterna y conexión a la instalación.

Dónde y cómo se instala

Ventilación y separaciones que indique el fabricante: el calor reduce la potencia (derating) y la vida del equipo.
Fuera del sol directo si es posible; en exterior, con el grado IP adecuado (IP65 es habitual en los de pared).
Cerca del campo para acortar la continua, y accesible para la desconexión y el mantenimiento.
Con el seccionador de continua, integrado o externo, a mano (Lado de continua, cableado y protecciones).

Fórmulas

Magnitud	Fórmula	Unidad
Corriente de salida monofásica	$I = P / (230 \cdot \cos\varphi)$	A
Corriente de salida trifásica	$I = P / (\sqrt{3} \cdot 400 \cdot \cos\varphi)$	A
Rendimiento	$\eta = P_{CA} / P_{CC}$	%
Ratio CC/CA	$P_{pico} / P_{nominal}$	adimensional, 1,1–1,3 habitual

Qué dice el REBT

ITC-BT-40, ap. 2: clasificación

Las instalaciones con inversor de red son interconectadas: trabajan en paralelo con la red. Pueden ser de autoconsumo con o sin excedentes (RD 244/2019, art. 4). Las aisladas no tienen conexión posible con la red; las asistidas tienen red, pero conmutan y nunca trabajan en paralelo. Ver ITC-BT-40 · Instalaciones generadoras de baja tensión.

ITC-BT-40, ap. 4.3: interconectadas

Toda instalación interconectada en BT, sea cual sea su potencia, debe tener dispositivos que limiten la inyección de corriente continua y la generación de sobretensiones, e impidan el funcionamiento en isla. Si es sin excedentes, además, un sistema antivertido que cumpla el anexo I.

ITC-BT-40, ap. 6 y 7: onda y protecciones

Tensión prácticamente senoidal, con armónicos limitados. Protecciones mínimas: sobreintensidad, mínima tensión (85 %, < 0,5 s), máxima tensión (110 %, < 0,5 s) y frecuencia fuera de 49–51 Hz durante más de 5 periodos.

Otras fuentes

Los requisitos de conexión a red que certifica el fabricante del inversor (normas UNE de conexión de generadores a la red y la normativa europea y nacional de códigos de red) no están en el REBT. La distribuidora puede pedir esos certificados al tramitar la instalación (Autoconsumo, modalidades y trámites).

En la práctica

Errores típicos

Esperar que un inversor de red dé luz en un apagón: sin red se desconecta (anti-isla). Hace falta un híbrido con función de respaldo y la conmutación adecuada.
Instalarlo al sol o en un hueco sin ventilación: recorta potencia en verano y dura menos.
Mezclar orientaciones en un MPPT (Strings en serie y en paralelo).
Elegir el diferencial sin mirar al fabricante del inversor: el REBT pide tipo A como mínimo; algunos equipos piden otro.
Poner un inversor trifásico en un suministro monofásico, o uno monofásico muy grande en un trifásico, que desequilibra las fases.

Para practicar

Test: Test · Fotovoltaica
Flashcards: Flashcards · Fotovoltaica
Casos prácticos: CP20 · Cuántos módulos por string
Relacionado: Strings en serie y en paralelo · Lado de alterna y conexión a la instalación · ITC-BT-40 · Instalaciones generadoras de baja tensión