Cómo elegir el inversor fotovoltaico adecuado para cada instalación

Elegir un inversor fotovoltaico puede parecer sencillo: se mira la potencia de los paneles, se busca un inversor de una potencia parecida y listo.

En realidad, hay algunos aspectos más que deben comprobarse.

El inversor tiene que ser compatible con la potencia de la instalación, pero también con la tensión y la corriente de los módulos, el número de paneles conectados en cada string, las orientaciones de la cubierta y, cuando corresponda, la batería.

No hace falta conocer todos los modelos del mercado para hacer una primera selección. Lo importante es responder correctamente a unas preguntas básicas.

¿Qué hace realmente un inversor fotovoltaico?

Los paneles solares generan electricidad en corriente continua (DC). Sin embargo, las viviendas, los comercios, las fábricas y la red eléctrica funcionan principalmente con corriente alterna (AC).

El inversor se encarga de realizar esa conversión.

Pero los inversores actuales hacen mucho más. Dependiendo del modelo, también pueden:

• Controlar la producción de los paneles.
• Gestionar una batería.
• Limitar la energía que se vierte a la red.
• Mantener determinadas cargas durante un corte eléctrico.
• Detectar fallos en la instalación.
• Enviar los datos de producción a una plataforma de monitorización.
• Coordinar varios inversores dentro de una misma planta.

Por eso, el inversor puede considerarse el centro de control de la instalación fotovoltaica.

Primera pregunta: ¿qué tipo de instalación se va a realizar?

El tipo de proyecto ayuda a reducir rápidamente las opciones.

No necesita el mismo inversor una vivienda de 5 kW que una nave industrial de 500 kW o una planta fotovoltaica de varios megavatios.

Vivienda

En una vivienda suelen utilizarse inversores de menor potencia. Pueden ser monofásicos o trifásicos, dependiendo del suministro eléctrico del inmueble.

Cuando se quiere instalar una batería, normalmente se estudia un inversor híbrido.

Comercio o pequeña empresa

En comercios, oficinas, explotaciones agrícolas y pequeñas naves pueden utilizarse inversores trifásicos de mayor potencia.

Si el objetivo es consumir la energía solar directamente durante el horario de trabajo, puede ser suficiente un inversor de conexión a red. Cuando también se quiere almacenar energía, debe estudiarse una solución híbrida.

Instalación industrial

Las cubiertas industriales suelen dividirse en diferentes zonas o campos de módulos. Por este motivo, se utilizan habitualmente inversores string trifásicos con varios MPPT.

Este tipo de arquitectura permite repartir la instalación entre varios equipos y controlar de forma independiente diferentes partes de la cubierta.

Planta fotovoltaica de gran escala

En proyectos utility scale se emplean inversores de alta potencia preparados para trabajar con grandes campos fotovoltaicos, estaciones de media tensión y sistemas avanzados de control de planta.

Sungrow diferencia actualmente sus soluciones entre aplicaciones residenciales, comerciales e industriales y proyectos de gran escala.

Segunda pregunta: ¿la instalación tendrá batería?

Esta es una de las decisiones más importantes.

Instalación sin batería

Si la instalación únicamente va a producir energía para consumo directo o para inyección a red, puede utilizarse un inversor de conexión a red.

Durante el día, el inversor transforma la energía de los paneles y la envía a las cargas del edificio. La energía que no se consume puede verterse a la red, siempre que la instalación y el contrato lo permitan.

Instalación con batería

Si se quiere almacenar la energía sobrante para utilizarla más tarde, debe incorporarse un sistema de almacenamiento.

En instalaciones residenciales y pequeños proyectos comerciales es habitual utilizar un inversor híbrido. Este equipo gestiona al mismo tiempo los paneles, la batería, el consumo del edificio y la conexión a red.

Un ejemplo es la gama Sungrow SH3.0/3.6/4.0/5.0/6.0RS, formada por inversores híbridos monofásicos de entre 3 y 6 kW. La serie dispone de dos MPPT, dos entradas de string, una corriente FV máxima de 16 A por MPPT  y 32 A en total, además de monitorización mediante iSolarCloud.

Para instalaciones trifásicas de mayor potencia puede estudiarse la gama Sungrow SH15/20/25T. Esta serie ofrece potencias de 15, 20 y 25 kW, tres MPPT, cinco entradas de string y compatibilidad con las baterías Sungrow SBR y SBH.

En cualquier caso, no debe darse por hecho que una batería es compatible con un inversor simplemente porque ambos trabajan con alta tensión. El fabricante debe confirmar expresamente la compatibilidad entre los dos equipos.

Tercera pregunta: ¿la instalación es monofásica o trifásica?

La respuesta depende del tipo de conexión eléctrica del edificio.

Conexión monofásica

Es habitual en viviendas y pequeños suministros eléctricos. En estos casos debe seleccionarse un inversor monofásico compatible con la potencia de la instalación.

Conexión trifásica

Es frecuente en empresas, industrias, explotaciones agrícolas y viviendas con consumos elevados.

En una red trifásica, la energía se distribuye entre tres fases. El inversor debe estar preparado para trabajar con este tipo de conexión.

Antes de seleccionar el equipo conviene comprobar:

• Tipo de suministro del edificio.
• Potencia contratada.
• Potencia máxima permitida en el punto de conexión.
• Existencia de cargas monofásicas o trifásicas.
• Necesidad de alimentar cargas durante un corte de red.

Que un inversor tenga más potencia no significa que pueda instalarse en cualquier suministro. El tipo de red debe ser compatible.

Cuarta pregunta: ¿la cubierta es sencilla o tiene varias orientaciones?

Aquí entra en juego uno de los conceptos que más dudas genera: los MPPT.

¿Qué es un MPPT explicado de forma sencilla?

Un MPPT es un sistema del inversor que busca el punto en el que los paneles pueden producir la mayor cantidad de energía posible.

Podemos imaginar los MPPT como carriles independientes.

Si todos los paneles están orientados al sur, tienen la misma inclinación y reciben prácticamente la misma cantidad de sol, pueden trabajar dentro de un mismo grupo.

Pero si una parte de los paneles está orientada al este y otra al oeste, no reciben la misma radiación al mismo tiempo. En ese caso es conveniente conectarlos a MPPT diferentes.

Los MPPT son especialmente útiles cuando existen:

• Varias orientaciones.
• Distintas inclinaciones.
• Zonas con diferentes niveles de sombreado que puedan conectarse a MPPT independientes.
• Zonas separadas del edificio.
• Diferente cantidad de módulos por campo.
• Ampliaciones realizadas en distintas fases.

Disponer de varios MPPT ayuda cuando las zonas con orientaciones, inclinaciones o condiciones de sombreado diferentes pueden conectarse a seguidores independientes. Sin embargo, no elimina por sí solo las pérdidas provocadas por sombras dentro de un mismo string.

MPPT y entradas de string no son lo mismo

Es habitual confundir estos dos conceptos.

Un inversor puede tener, por ejemplo, tres MPPT y cinco entradas de string. Esto significa que dispone de cinco conexiones físicas para strings, pero algunas de ellas comparten el mismo MPPT.

Cuando varios strings se conectan al mismo MPPT, deben respetar las condiciones indicadas por el fabricante y, generalmente, utilizar el mismo modelo y número de módulos, con una orientación, inclinación y exposición solar equivalentes.

¿Qué es un string?

Un string es un grupo de paneles conectados en serie.

La corriente pasa de un módulo al siguiente y las tensiones se suman.

Por ejemplo, si se conectan 20 paneles en serie, el inversor no recibe la tensión de un solo panel, sino la suma de los 20.

Por eso no se puede decidir el número de módulos por string de manera aproximada. Hay que calcularlo.

¿Por qué hay que comprobar la tensión?

Cada inversor admite una tensión máxima.

La tensión de los paneles cambia con la temperatura. Cuando hace frío, la tensión en circuito abierto aumenta.

Esto significa que un string que parece correcto utilizando únicamente los datos estándar del panel podría superar la tensión máxima del inversor durante un día especialmente frío.

Para evitarlo, deben comprobarse:

• La tensión en circuito abierto del módulo.
• El número de módulos conectados en serie.
• El coeficiente de temperatura.
• La temperatura mínima prevista en el emplazamiento.
• La tensión máxima admitida por el inversor.
• El rango de funcionamiento de los MPPT.

La tensión máxima calculada del string nunca debe superar el límite indicado por el fabricante del inversor.

¿Por qué también hay que comprobar la corriente?

La tensión no es el único límite eléctrico.

Los módulos actuales pueden trabajar con corrientes elevadas. Por este motivo, debe comprobarse que el inversor admite la corriente del módulo y la corriente resultante cuando se conectan varios strings en paralelo.

La ficha técnica del inversor diferencia normalmente entre:

• Corriente máxima por string.
• Corriente máxima por MPPT.
• Corriente máxima de cortocircuito.
• Número de entradas disponibles.

Un panel de alta potencia no es automáticamente compatible con cualquier inversor. Hay que revisar tanto la tensión como la corriente.

¿La potencia de los paneles debe coincidir con la del inversor?

No necesariamente.

Una instalación puede tener una potencia total en paneles superior a la potencia nominal del inversor. A esta relación se la conoce como relación DC/AC.

Por ejemplo:

• Paneles instalados: 120 kWp.
• Potencia del inversor: 100 kW.
• Relación DC/AC: 1,20.

Este sobredimensionamiento puede permitir que el inversor trabaje durante más horas cerca de su potencia nominal.

Sin embargo, no se debe aumentar la potencia de módulos sin realizar cálculos. Un sobredimensionamiento excesivo puede provocar más pérdidas por clipping y superar los límites de entrada del equipo.

El fabricante establece los límites eléctricos y la potencia FV máxima admitida o recomendada para cada modelo. Dentro de esos límites, la relación DC/AC adecuada debe calcularse para cada proyecto.

¿Qué significa clipping?

El clipping se produce cuando los paneles podrían generar más potencia de la que el inversor puede transformar.

Imaginemos una instalación con 120 kWp de módulos y un inversor limitado a 100 kW.

En determinados momentos, los paneles podrían intentar entregar más de 100 kW. El inversor limitaría la salida a su potencia máxima y la energía restante no se convertiría.

Una cierta cantidad de clipping puede formar parte del diseño, pero debe calcularse para comprobar que la relación DC/AC es adecuada y que las pérdidas son asumibles.

En una instalación convencional de conexión a red, la energía que supera la capacidad instantánea de conversión del inversor no se aprovecha. En sistemas híbridos o con almacenamiento acoplado en DC, el comportamiento puede variar según la arquitectura y la capacidad disponible de carga.

¿Cuándo se necesita un inversor de mayor potencia?

A medida que aumenta el tamaño del proyecto, también cambian las necesidades del inversor.

Proyectos comerciales e industriales

En una nave industrial pueden existir diferentes orientaciones, sombras, lucernarios o zonas de cubierta. En estos casos suele ser útil disponer de varios MPPT.

El Sungrow SG125CX-P2 es un inversor string trifásico de 125 kW. Según la documentación oficial, dispone de 12 MPPT, dos entradas de string por MPPT y una corriente máxima de entrada de 30 A por MPPT. Además, cuenta con grado de protección IP66, clasificación anticorrosión C5 y puede integrarse en iSolarCloud mediante la solución de comunicación correspondiente.

Los 12 MPPT permiten dividir una cubierta en diferentes campos. No obstante, el número de strings, los módulos por string y la distribución entre MPPT deben calcularse para cada instalación.

Plantas fotovoltaicas de gran escala

En plantas utility scale se utilizan equipos preparados para trabajar con tensiones y potencias mucho mayores.

El Sungrow SG350HX-20 es un inversor string para sistemas de 1500 Vdc. La documentación oficial indica hasta seis MPPT, 75 A por MPPT, un máximo de 30 entradas y una eficiencia máxima declarada del 99,02 %.

Este tipo de inversor está destinado a plantas de gran escala y requiere un estudio completo del campo fotovoltaico, los bloques de potencia, la evacuación eléctrica y la conexión a media tensión.

¿Qué diferencia hay entre un inversor de red y uno híbrido?

La diferencia principal es que el inversor híbrido incorpora la capacidad de integrar y gestionar una batería compatible, además de controlar los flujos de energía entre los módulos, las cargas, la batería y la red.

Inversor de conexión a red

Convierte la energía de los paneles y la entrega a las cargas o a la red.

Si se produce un corte eléctrico, normalmente deja de funcionar por motivos de seguridad, aunque los paneles estén generando.

Inversor híbrido

Además de convertir la energía solar, puede gestionar una batería compatible.

Dependiendo del equipo y de la configuración, también puede alimentar determinadas cargas cuando falla la red.

No obstante, disponer de un inversor híbrido y una batería no significa automáticamente que todo el edificio tenga respaldo.

Debe comprobarse:

• Potencia disponible en modo backup.
• Capacidad de la batería.
• Potencia de las cargas.
• Picos de arranque de motores.
• Distribución del cuadro eléctrico.
• Accesorios necesarios.
• Funcionamiento con cargas desequilibradas.

El circuito de backup debe diseñarse de acuerdo con las necesidades reales del cliente.

¿Qué condiciones ambientales debe soportar el inversor?

El lugar de instalación también importa.

No trabaja en las mismas condiciones un inversor instalado en un garaje que otro situado en una nave agrícola, una zona costera o una planta expuesta al polvo y a temperaturas elevadas.

Conviene revisar:

• Grado de protección IP.
• Protección frente a la corrosión.
• Temperatura de funcionamiento.
• Altitud máxima.
• Sistema de refrigeración.
• Espacio de ventilación.
• Exposición directa al sol.
• Accesibilidad para mantenimiento.

Los grados IP y las clasificaciones anticorrosión deben consultarse en la ficha técnica del modelo concreto. No deben generalizarse a toda la gama.

No hay que olvidar la monitorización

La monitorización permite conocer cuánto produce la instalación y detectar posibles problemas.

Dependiendo del proyecto, pueden ser necesarios:

• Módulo de comunicación.
• Medidor de energía.
• Transformadores de corriente.
• Datalogger.
• Comunicación RS485.
• Conexión Ethernet o Wi-Fi.
• Controlador de planta.
• Sistema de limitación de vertido.
• Integración con un EMS.

Sungrow utiliza la plataforma iSolarCloud para la supervisión de diferentes gamas residenciales y comerciales. Los accesorios necesarios dependen del inversor y de la configuración de la instalación.

Resumen: qué inversor estudiar en cada caso

Tipo de instalación	Solución que puede estudiarse	Ejemplo
Vivienda monofásica con batería	Inversor híbrido monofásico	Sungrow SH3.0–6.0RS
Vivienda trifásica o pequeño comercio con batería	Inversor híbrido trifásico	Sungrow SH15/20/25T
Cubierta comercial o industrial	Inversor string trifásico	Sungrow SG125CX-P2
Planta fotovoltaica de gran escala	Inversor string utility scale	Sungrow SG350HX-20

Esta tabla es únicamente orientativa. El modelo definitivo debe elegirse después de revisar los módulos, los strings, la red eléctrica y las necesidades de almacenamiento y monitorización.

Errores frecuentes al elegir un inversor

Al seleccionar un inversor no basta con comparar su potencia nominal. Estos son algunos de los errores más habituales:

• Mirar únicamente la potencia: Dos inversores de 100 kW pueden tener diferente número de MPPT, distintas corrientes de entrada y diferentes sistemas de comunicación.
• No calcular los módulos por string: La cantidad de módulos conectados en serie debe calcularse utilizando las temperaturas del emplazamiento.
• Confundir MPPT con entradas: Tener más entradas físicas no significa necesariamente tener más MPPT independientes.
• No revisar la corriente del panel: Este error es cada vez más importante debido al aumento de corriente de los módulos fotovoltaicos.
• Dar por supuesta la compatibilidad con una batería: La batería debe estar expresamente aprobada por el fabricante del inversor.
• Olvidar los accesorios: Un medidor, unos transformadores de corriente o un datalogger pueden ser necesarios para utilizar funciones como el vertido cero o la monitorización centralizada.
• Pensar que batería significa backup total: La capacidad de respaldo depende del inversor, la batería, el cuadro eléctrico y las cargas conectadas.

Qué información necesita el distribuidor para recomendar un inversor

Para realizar una primera selección es conveniente facilitar:

1. Modelo y potencia de los módulos.
2. Cantidad total de paneles.
3. Orientación e inclinación.
4. Número de módulos por string.
5. Potencia total DC.
6. Tipo de red monofásica o trifásica.
7. Potencia AC necesaria.
8. Existencia de batería.
9. Necesidad de backup.
10. Limitación de vertido.
11. Ubicación del proyecto.
12. Tipo de instalación residencial, comercial, industrial o utility.

Cuanta más información se proporcione, menor será el riesgo de elegir un equipo incompatible o de olvidar accesorios necesarios.

Asesoramiento para elegir inversores Sungrow

No existe un único inversor adecuado para todas las instalaciones. La elección depende del tamaño del proyecto, la configuración de los módulos, la red eléctrica y las funciones que necesite el cliente.