Consideraciones de diseño en inversores de energía solar

El inversor solar es un componente crítico de un sistema de energía solar. Su función es convertir la producción fotovoltaica DC variable de los módulos fotovoltaicos en una corriente AC sinusoidal pura a 50 – 60 Hz que luego es aplicada directamente a la red eléctrica local o a una instalación aislada. Típicamente, la capacidad de comunicaciones se incluye a la mayoría de los usuarios de forma que los usuarios pueden obtener informes sobre la energía producida y las condiciones de operación, proporcionando actualizaciones de firmware y controla la conexión a la red del inversor. Dependiendo de la infraestructura cableada (RS-485, CAN, Power Line Communication, Ethernet) u inalámbricas (Bluetooth, ZigBee/IEEE802.15.4, 6loWPAN) pueden usarse diferentes opciones de red.

En el corazón del inversor se encuentra un microcontrolador en tiempo real. El controlador ejecuta algoritmos muy precisos requeridos por el inversor para convertir el voltaje DC generado por el módulo solar en AC. El controlador está programado para realizar los bucles de control necesarios para todas las funciones de gestión de potencia necesarias incluyendo DC/DC y DC/AC. El controlador también maximiza la producción de energía fotovoltaica del módulo fotovoltaico. En los últimos modelos se utiliza la técnica denominada de seguimiento del punto de máxima potencia (mppt). La potencia máxima de los paneles fotovoltaicos es dependiente de las condiciones de operación y varía de momento a momento debido a la temperatura, cobertura de nubes, y momento del día. Por ello el ajuste para esta máxima potencia es un proceso continuo. Para sistemas con almacenamiento de baterías, el controlador puede controlar la carga y además cuando se conmuta a la energía de la batería cuando se pone el sol o se reduce el rendimiento de la producción fotovoltaica. El controlador contiene periféricos avanzados como la producción PWM de alta presión y ADCs para implementar bucles de control. Los ADC miden variables, tales como los voltajes y corrientes de salida de PV, y luego ajustan el convertidor DC/DC o DC/AC cambiando el ciclo del PWM.

Bibliografía: Solar Power Inverters. Texas Instruments