Inversor: de corriente directa a alterna
Convierte la corriente directa de los módulos solares en corriente alterna de 60 Hz, la que usa la red. La figura es la planta solar de 42 kWp del Instituto de Energías Renovables (IER) de la UNAM, en Temixco, con sus dos inversores de 20 kW: un día de sol, cómo sale la onda, qué le pide la red y cuánto se calienta.
Definiciones
- Inversor
- Equipo de electrónica de potencia que convierte corriente directa en corriente alterna.
- Transistor
- Interruptor electrónico sin piezas móviles, hecho de un semiconductor como el silicio, que se prende y se apaga con una señal eléctrica.
- Seguidor de máxima potencia
- La parte del inversor que mueve el voltaje de los módulos hasta el punto de su curva donde dan más potencia. En inglés, MPPT.
- Filtro
- Bobinas y capacitores que dejan pasar la onda de 60 Hz y frenan los cambios rápidos de los pulsos.
- Distorsión (THD)
- Qué tanto se aleja una onda de la senoidal ideal. Se mide sumando sus armónicos: ondas cuya frecuencia es un múltiplo de 60 Hz.
- Isla
- Cuando una central sigue alimentando un pedazo de la red que se quedó sin la red principal. Si no es a propósito, es peligrosa.
En palabras simples
- La figura usa la planta solar de 42.84 kWp del IER-UNAM en Temixco, Morelos, con los datos de una tesis de maestría de 2017: 168 módulos en cadenas de 14 y dos inversores ABB TRIO de 20 kW. El 6 de mayo de 2017 entregaron hasta 35.9 kW.
- Los módulos dan corriente directa; la red usa corriente alterna de 60 Hz. El inversor cambia muy rápido el sentido de la corriente con transistores y la suaviza con un filtro, hasta dejar una onda senoidal.
- Cada canal del inversor lleva un seguidor de máxima potencia: mueve el voltaje hasta la punta de la curva de sus cadenas. En el modelo, con la celda a 66 °C al mediodía, la punta baja a unos 375 V y cada canal llega cerca de sus 25 A.
- Con más pulsos por ciclo, la corriente sale más limpia: en el modelo, con un pulso hay 59 % de distorsión y a 16 kHz, 0.1 %. Las especificaciones de la generación distribuida permiten 5 % en total y un límite para cada armónica.
- Si el voltaje o la frecuencia se salen de rango, debe desconectarse, más rápido cuanto más lejos. En una central de más de 30 kW como esta, opera entre 88 y 110 % del voltaje y entre 58.8 y 61.2 Hz; a más de 120 %, sale en 0.16 s. Si se va la luz, debe salir en medio segundo y, al volver, esperar 5 minutos.
- De cada 100 W que entran salen hasta 98.2; el resto es calor que sueltan las aletas, sin ventiladores. Con el aire arriba de 45 °C, el inversor baja su potencia.
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