El principio de la generación de energía solar fotovoltaica es una tecnología que convierte directamente la energía lumínica en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico en la interfaz de semiconductores. El componente clave de esta tecnología es la célula solar. Las células solares se conectan en serie y se protegen para formar un módulo solar de gran superficie, que luego se combina con un controlador de potencia u otro dispositivo similar para formar un sistema de generación de energía fotovoltaica. Todo este proceso se denomina sistema de generación de energía fotovoltaica. El sistema de generación de energía fotovoltaica consta de conjuntos de células solares, baterías, controladores de carga y descarga, inversores fotovoltaicos, cajas de conexión y otros equipos.
¿Por qué utilizar un inversor en un sistema de generación de energía solar fotovoltaica?
Un inversor es un dispositivo que convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA). Las células solares generan energía CC con la luz solar, y la energía CC almacenada en la batería también es CC. Sin embargo, el sistema de alimentación CC tiene grandes limitaciones. Los aparatos eléctricos de CA, como lámparas fluorescentes, televisores, refrigeradores y ventiladores, que usamos a diario, no pueden funcionar con energía CC. Para que la generación de energía fotovoltaica se generalice en nuestra vida cotidiana, es indispensable contar con inversores que conviertan la corriente continua en corriente alterna.
Como parte fundamental de la generación de energía fotovoltaica, el inversor fotovoltaico se utiliza principalmente para convertir la corriente continua (CC) generada por los módulos fotovoltaicos en corriente alterna (CA). El inversor no solo realiza la conversión CC-CA, sino que también maximiza el rendimiento de la celda solar y protege el sistema contra fallos. A continuación, se presenta una breve introducción a las funciones de operación y parada automáticas del inversor fotovoltaico y a la función de control de seguimiento del punto de máxima potencia (MPTS).
1. Función de control de seguimiento de potencia máxima
La potencia de salida de un módulo solar varía con la intensidad de la radiación solar y la temperatura del propio módulo (temperatura del chip). Además, dado que el módulo solar presenta la característica de que el voltaje disminuye al aumentar la corriente, existe un punto de operación óptimo donde se obtiene la máxima potencia. La intensidad de la radiación solar cambia, y por consiguiente, el punto de operación óptimo también cambia. En relación con estas variaciones, el punto de operación del módulo solar se mantiene siempre en el punto de máxima potencia, y el sistema siempre obtiene la máxima potencia de salida del módulo. Este control se denomina seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT). La principal característica de los inversores para sistemas de energía solar es que incluyen la función de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT).
2. Funcionamiento automático y función de parada.
Tras la salida del sol, la intensidad de la radiación solar aumenta gradualmente, al igual que la producción de la célula solar. Cuando se alcanza la potencia requerida por el inversor, este se activa automáticamente. Una vez en funcionamiento, el inversor monitoriza continuamente la producción del módulo solar. Mientras la producción del módulo solar sea superior a la requerida por el inversor, este seguirá funcionando; se detendrá al atardecer, incluso en días nublados o lluviosos. El inversor también puede seguir funcionando. Cuando la producción del módulo solar disminuye y la del inversor se aproxima a cero, el inversor entra en modo de espera.
Además de las dos funciones descritas anteriormente, el inversor fotovoltaico también cuenta con funciones como la prevención del funcionamiento independiente (para sistemas conectados a la red), el ajuste automático de voltaje (para sistemas conectados a la red), la detección de CC (para sistemas conectados a la red) y la detección de cortocircuito a tierra (para sistemas conectados a la red), entre otras. En un sistema de generación de energía solar, la eficiencia del inversor es un factor clave que determina la capacidad de la celda solar y de la batería.
Fecha de publicación: 1 de abril de 2023
