Inversores híbridos: solución energética con desafíos técnicos

INVERSORES HÍBRIDOS: SOLUCIÓN ENERGÉTICA CON DESAFÍOS TÉCNICOS

Introducción

Los inversores híbridos han ganado popularidad en hogares y comercios como una alternativa eficiente y menos contaminante frente a los generadores de gasolina o diésel. Su capacidad para gestionar múltiples fuentes de energía, reducir el ruido y aumentar la confiabilidad, los convierte en una opción atractiva. Sin embargo, su implementación en sistemas off-line, mixto u online, presenta desafíos técnicos que deben considerarse para garantizar su funcionamiento óptimo.

Ventajas de los Inversores Híbridos

1. Menor impacto ambiental y sonoro: no generan emisiones directas como los moto-generadores, su funcionamiento silencioso mejora el confort en entornos residenciales y comerciales, permitiendo su instalación en interiores, como salas de estar o depósitos, sin afectar la calidad ambiental ni causar molestias acústicas.

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1. Alta confiabilidad: los inversores híbridos destacan por su durabilidad y bajo mantenimiento, eliminando la necesidad de cambios de aceite, filtros o la compleja mecánica asociada a pequeños motores de combustión interna. Además, al no requerir almacenamiento de combustible, se reduce el riesgo de accidentes y emisiones contaminantes. Su vida útil supera los diez años (5 para la batería), con un retorno de inversión inferior a dos años, lo que los convierte en una opción económicamente eficiente y sostenible.
2. Flexibilidad en el suministro: Permiten una gestión eficiente de la energía, combinando almacenamiento en baterías, generación solar o mini eólica asegurando continuidad en el servicio.
3. Si se acompaña con paneles solares:

• Gestión eficiente de la energía.
• Facturas de electricidad reducidas.
• Independencia de sistemas eléctricos deficientes.
• Monitoreo y controles inteligentes.

Hoy en día, adquirir un inversor es similar a comprar un electrodoméstico (plug and play): es fundamental definir las funciones que se espera de él. Actualmente, estos dispositivos suelen contar con opciones de integración a sistemas domóticos y permiten la gestión remota desde un teléfono móvil, proporcionando datos precisos, curvas de rendimiento y alertas de fallas tanto del equipo como de la red eléctrica. Además, disponer de baterías, incluso sin contar con paneles solares o mini generadores eólicos, resulta crucial para mitigar interrupciones temporales en el suministro eléctrico. Esto no solo mejora la comodidad en el hogar, sino que también garantiza la continuidad operativa en espacios comerciales, evitando pérdidas por cortes inesperados de energía.

Limitaciones Técnicas

A pesar de sus grandes ventajas, los inversores híbridos presentan ciertas limitaciones que deben abordarse para evitar fallos en la instalación:

1. Sensibilidad a fallas aguas abajo

• La pérdida de aislamiento en cables o electrodomésticos, puede generar interrupciones en el sistema.
• En instalaciones antiguas, los defectos en el cableado pueden afectar la estabilidad del inversor.

1. Condiciones ambientales

• La temperatura ambiente influye en la vida útil del equipo y las baterías.
• La mayoría de los equipos tienen un grado de protección desde IP-54 hasta NEMA 4X, Lo que implica que son de uso interior y deben limpiarse internamente de forma periódica.

1. Equipos con Neutro en la alimentación y equipos sin este (para instaladores).

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Figura 1.

Referencial, equipo con neutro en la alimentación POW-Sunsmart 10k, en este equipo el neutro de salida es el mismo que a la entrada o de la red, aunque está conmutado.

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Figura 2.

Esquema de conexión en 120VAC de un equipo Growatt SPF 6000T DVM, de este se destaca a diferencia del anterior que la conexión solo es de una o dos fases, no ambas, pues en 240 VAC, no hay neutro, limitando la conexión de por ejemplo equipos de aire acondicionado en 220VAC, junto con luces, TV, etc.

1. División de carga en instalaciones prioritarias y no prioritarias

• Si la fase externa (no prioritaria) retorna al equipo o su neutro retorna por el de la red, puede generar problemas de estabilidad, ejemplo POW (fig. 1) o quemarlos.
• Algunos inversores requieren que el neutro no sea común, evitando retornos indeseados que pueden causar corrientes residuales, ejemplo Growat (fig. 2); en estos, si el neutro se conecta al de la red, pueden ocurrir daños graves.

En ambos casos (figuras 1 y 2), se presenta la posible falla de retorno por neutro cuando se distribuye la carga en dos circuitos y se visualizará fácilmente con un amperímetro, como corriente diferencial, al medir con la pinza simultáneamente F1 + F2 + N, el valor que debería ser 0 amperios, no lo será.

Para prevenir esto, el electricista deberá, elaborar el diagrama unifilar y etiquetando en el tablero, separar cada fase (salvo las cargas en 220VAC), con su respectivo neutro.

¿Por Qué Separar las Cargas?

Primero se debe entender que no es lo mismo potencia que energía y la relación de la energía con el tiempo de respaldo; es decir, se puede tener un equipo muy potente sin baterías que inmediatamente al fallar el suministro eléctrico se apaga; y lo segundo que no hay que entender, porque es evidente, es que, al aumentar la potencia y el tiempo de respaldo, el precio sube proporcionalmente.

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Figura 3.

En la figura 3 se destaca una zona verde de autoconsumo solar, donde hay una independencia total de la red, no obstante, después de un apagón y con consumo en el hogar o el local, la recarga depende de la red y en parte de la solar, luego al entrar de nuevo en la falla de la red, la capacidad va disminuyendo hasta agotarse el respaldo, por lo que el tiempo y la carga (energía kWh), es un parámetro decisivo, es decir, si aumentamos las baterías para la noche y los paneles solares, para el día, nos haríamos completamente independientes (off grid), pero ¿a qué costo?, por lo que dejar fuera de la demanda las cargas no esenciales, puede representar el punto de equilibrio.

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