Análisis de los parámetros de rendimiento básicos de los inversores solares fotovoltaicos

Un inversor solar fotovoltaico es un dispositivo de regulación de potencia basado en semiconductores, cuya función principal es convertir la corriente continua en corriente alterna. Su estructura típica consta de dos partes: el circuito elevador y el circuito puente inversor. El circuito elevador se encarga de elevar la tensión de CC generada por la célula solar al nivel necesario para el control de salida del inversor. El circuito puente inversor convierte la tensión de CC elevada en una tensión de CA que se ajusta a la frecuencia de la red eléctrica.

Este dispositivo también se conoce como regulador de potencia. En los sistemas de generación de energía fotovoltaica, se pueden clasificar en dos tipos según su aplicación: aislados de la red y conectados a la red. Según el método de modulación de la forma de onda, incluye inversores de onda cuadrada, inversores de onda escalonada, inversores de onda sinusoidal e inversores trifásicos combinados. Los inversores dedicados para sistemas conectados a la red se clasifican en inversores con transformador e inversores sin transformador, según si cuentan con transformador o no.

Los principales parámetros de rendimiento de los inversores solares fotovoltaicos son los siguientes:

1. Tensión nominal de salida

Dentro del rango de fluctuación admisible de la tensión de CC de entrada especificada, el inversor fotovoltaico debe ser capaz de generar la tensión nominal. Generalmente, la tensión nominal para monofásica es de 220 V y para trifásica, de 380 V. La desviación de la fluctuación de tensión se especifica de la siguiente manera:

• Durante el funcionamiento en estado estable, la desviación de fluctuación de voltaje normalmente no supera el ±5% del valor nominal.
• Cuando la carga cambia repentinamente, la desviación de voltaje no debe exceder ±10% del valor nominal.

• En condiciones normales de trabajo, el grado de desequilibrio de la salida de voltaje trifásico del inversor debe ser ≤8%.

• Los requisitos de distorsión para la forma de onda del voltaje de CA de salida (onda sinusoidal) son los siguientes: salida trifásica ≤5%, salida monofásica ≤10%.

En condiciones normales de funcionamiento, la desviación de frecuencia de la tensión de CA de salida del inversor debe ser ≤1 %. Según la norma nacional GB/T 19064-2003, el rango de frecuencia de la tensión de salida es de 49 Hz a 51 Hz.

2. Factor de potencia de carga

Este parámetro caracteriza la capacidad del inversor para impulsar cargas inductivas o capacitivas. Con una salida de onda sinusoidal, el factor de potencia de la carga se suele ajustar entre 0,7 y 0,9, siendo el valor nominal generalmente 0,9. Dado que la potencia de la carga está determinada, si el factor de potencia del inversor es bajo, es necesario aumentar su capacidad, lo que resulta en un aumento del coste. Al mismo tiempo, a medida que aumenta la potencia aparente del bucle de CA del sistema y la corriente de bucle, inevitablemente se producirán mayores pérdidas y una reducción de la eficiencia general del sistema.

3. Corriente de salida nominal y capacidad de salida nominal

• La corriente de salida nominal se refiere al valor de corriente nominal que el inversor puede generar dentro del rango de factor de potencia de carga especificado, siendo la unidad amperios (A).

• La capacidad de salida nominal se refiere al producto de la tensión de salida nominal y la corriente de salida nominal del inversor cuando el factor de potencia de salida es 1 (es decir, para cargas resistivas puras), con unidades de kilovoltios-amperios (kVA) o kilovatios (kW).