¿Qué tamaño de inversor solar necesito?

Actualizado: 23/10/2023

Los inversores solares son uno de los componentes más importantes de un sistema solar. Se encargan de convertir la electricidad de corriente continua (CC) de los paneles solares fotovoltaicos en electricidad de corriente alterna (CA).

A la hora de diseñar tu sistema solar, el tamaño de tu inversor desempeñará un papel importante en la producción total de electricidad. En este artículo, hablaremos de los factores que influyen en el tamaño del inversor solar.

Comprender la relación CC-CA

La relación CC-CA, también conocida como relación de carga del inversor (ILR), se define como la relación entre la capacidad de CC instalada y la potencia nominal de CA del inversor. A menudo tiene sentido sobredimensionar un panel solar, de modo que la relación CC-CA sea mayor que 1 . Esto permite una mayor cosecha de energía cuando la producción está por debajo de la clasificación del inversor, lo que suele ser durante la mayor parte del día.

La energía perdida debido a una clasificación de salida de CA limitante del inversor se denomina recorte del inversor (también conocido como limitación de potencia).

Cómo evitar el recorte del inversor

Si bien sobredimensionar el panel solar en relación con la clasificación del inversor puede ayudar a que su sistema capture más energía durante el día, este enfoque no está exento de costes. 

El recorte del inversor, a veces denominado limitación de potencia. Cuando el punto de máxima potencia de CC (MPP) del panel solar, o el punto en el que el panel solar genera la mayor cantidad de energía, es mayor que la potencia nominal del inversor, la energía «extra» generada por el panel se «recorta». ”por el inversor para garantizar que esté funcionando dentro de sus capacidades. 

El inversor evita efectivamente que el sistema alcance su MPP, limitando la potencia a la potencia nominal nominal del inversor.

Para evitar esto, es crucial modelar la saturación del inversor para diseñar un sistema con una relación CC-CA mayor que 1, especialmente en regiones que frecuentemente ven una irradiancia mayor que la irradiancia en condiciones de prueba estándar (STC) de 1000 W/m². (niveles más altos de irradiancia conducen a una mayor producción de energía).

La Administración de Información y Energía de EE. UU. (EIA) afirma que «para sistemas individuales, las relaciones de carga del inversor suelen estar entre 1,13 y 1,30«.

Por ejemplo, considere un sistema de montaje en suelo con inclinación de 20° y orientado al sur en Carolina del Norte (latitud 35,37°) con un inversor central de 100 kW. Si diseñamos el sistema con una relación CC-CA de 1, nunca se recortará; sin embargo, tampoco utilizaremos completamente la capacidad de CA del inversor. Tenemos dos opciones. Gaste dinero en un inversor adicional o pierda energía debido al recorte del inversor.

Saber cuánta energía se recorta permite al diseñador comprender qué tan efectivo es el esquema de sobredimensionamiento para aumentar la recolección de energía y, en última instancia, determinar qué configuración del sistema es la más rentable.

El siguiente cuadro muestra tres relaciones de CC a CA y sus pérdidas estimadas por recorte.

Relación CC-CA	Producción anual de energía CA	Energía perdida por recorte
1.0	163,06MWh	0,0 MWh
1.3	193,86MWh	1,8MWh (0,9%)
1.5	217,24MWh	11,0MWh (4,8%)

Cómo determinar el tamaño del inversor.

Hay inversores solares de todos los tamaños, grandes y pequeños. Al igual que los paneles solares, el tamaño de un inversor se puede clasificar en vatios (W). A la hora de determinar el tamaño del inversor solar, los instaladores tendrán en cuenta tres factores principales: el tamaño de tu sistema solar, su geografía y las condiciones específicas del lugar.

Tamaño del sistema solar.

El tamaño de tu sistema solar es el factor más importante para determinar el tamaño adecuado de tu inversor solar. Dado que el inversor solar convierte la electricidad de CC procedente del sistema solar, debe tener la capacidad de gestionar toda la energía producida por la instalación.

Como regla general, el tamaño de su inversor debe ser similar a la potencia de CC de tu sistema de paneles solares; si está instalando un sistema de 6 kilovatios (kW), puedes esperar que el inversor propuesto sea de unos 6000 W, más o menos un pequeño porcentaje.

Los fabricantes de inversores suelen indicar en las hojas de especificaciones de sus productos las pautas de tamaño para la capacidad del conjunto con el que se pueden emparejar sus inversores. Si el tamaño de la matriz solar emparejada con tu inversor está fuera de las directrices indicadas, los fabricantes pueden anular su oferta de garantía.

Geografía.

La geografía también juega un papel importante en el dimensionamiento de tu inversor solar debido a su impacto en la producción de tu sistema solar. Dependiendo de la ubicación, la irradiación solar será más o menos, sistemas de tamaño similar producirán más o menos electricidad.

Dado que estos dos sistemas producirán diferentes cantidades de electricidad de corriente continua en un momento dado, los inversores necesarios para gestionar esa carga eléctrica también pueden ser de diferentes tamaños.

En zonas con más sol y temperaturas moderadas, es probable que los inversores tengan un tamaño más parecido al de la potencia total del sistema solar, de modo que puedan gestionar una potencia cercana a la máxima del sistema en un momento dado.

Por el contrario, si el sistema solar recibe menos radiación solar o las temperaturas son más elevadas, lo que reduce la eficiencia del panel, es menos probable que produzca la potencia máxima definida por el valor nominal de CC en condiciones de prueba estándar (STC). En estos casos, un inversor más pequeño y de menor tamaño puede ser suficiente.

Factores específicos del emplazamiento.

Las características del emplazamiento y del diseño de su instalación solar influirán en el tamaño de tu inversor solar. Al igual que ocurre con la geografía, la inclinación o ángulo, y la orientación de tu instalación solar afectarán a la cantidad de electricidad que puede producir el sistema. Los factores ambientales (como el sombreado, el polvo, etc.) también influyen en la cantidad de luz solar que llega al sistema.

Los instaladores de energía solar tendrán en cuenta estos factores, la eficiencia de los equipos, etc., a la hora de calcular la producción total de tu sistema solar. Los sistemas de paneles solares con más sombra, con una inclinación inferior a la óptima o orientados al este en lugar de al sur tienen factores de reducción de potencia más elevados que los sistemas situados en tejados soleados y orientados al sur.

Los sistemas fotovoltaicos con factores de reducción de potencia más elevados no alcanzarán su máxima producción de energía y, por tanto, pueden permitirse una menor capacidad del inversor en relación con el tamaño del conjunto.

Cálculos para el dimensionamiento del inversor solar.

El tamaño de su inversor de conexión a red puede ser mayor o menor que la potencia de CC de tu sistema solar, hasta cierto punto.

La relación entre los paneles fotovoltaicos y el inversor es la potencia de CC del sistema solar dividida por la potencia máxima de CA del inversor. Por ejemplo, si tu instalación es de 6 kW con un inversor de 6000 W, la relación entre la instalación y el inversor es de 1. En la misma instalación con un inversor de 5000, la relación es de 1,2. La mayoría de las instalaciones tendrán una relación entre 1,15 y 1,25; los fabricantes de inversores y los diseñadores de sistemas solares no suelen recomendar una relación superior a 1,55.

Una relación mayor entre el sistema solar y el inversor puede funcionar en tu sistema si tus paneles solares no producen la máxima potencia debido a los factores mencionados anteriormente.

La ventaja de sobredimensionar el sistema solar en relación con la capacidad del inversor es que los inversores de menor potencia son más baratos que los de mayor tamaño. Sin embargo, no es aconsejable sobredimensionar el sistema solar en exceso, ya que puede producirse un «clipping».

El clipping se produce cuando los paneles solares producen demasiada CC para que el inversor pueda manejarla en un momento dado. Cuando esto ocurre, el inversor limitará la cantidad de energía que convierte, lo que provocará pérdidas de energía en tu sistema fotovoltaico.

Por otra parte, no es conveniente instalar un inversor solar demasiado grande (es decir, con una relación matriz-inversor inferior) porque el inversor será más eficiente si funciona cerca de su capacidad total. Si el inversor es demasiado grande en comparación con el conjunto, no producirá la cantidad de electricidad deseada.

¿Qué voltaje de entrada necesito?

El voltaje de entrada del inversor depende de la potencia nominal en vatios del inversor. Para inversores con una potencia nominal relativamente baja, como 100 vatios, hay tres voltajes de entrada: 12 V, 24 V o 48 V. Puede elegir el voltaje según sus necesidades de uso eléctrico, pero tenga en cuenta que:

• El panel solar, el inversor y el banco de baterías deben tener el mismo voltaje de entrada.
• No existen en el mercado baterías de 24V, sino que se crean uniendo dos baterías de 12V en conexión en serie.

¿Qué es el apilamiento de inversores?

El apilamiento de inversores es la práctica de cablear dos o más inversores para aumentar el voltaje o la potencia de salida. Esto sólo se puede hacer si los inversores que se apilan son compatibles, por lo que es fundamental comprobar las especificaciones del fabricante para garantizar la compatibilidad de los inversores.

Cuando se conecta en serie, aumenta el voltaje de salida del sistema. Cuando se conectan en paralelo, el efecto es un aumento de potencia en términos de vatios.

Cabe señalar que el inversor más grande basado en batería de 48 V alcanza un máximo de 60 kW. Si bien esto suele ser más que suficiente para los requisitos de energía residencial, para superar los 60 kW será necesario cambiar a un inversor de voltaje más alto. 

¿Y los microinversores?

Con los microinversores, la conversión de electricidad de CC a CA se produce en cada panel individual.

Los microinversores son más pequeños que los grandes inversores centrales dedicados a gestionar la energía de todo un sistema. Por ello, el tamaño de un microinversor corresponde a la producción de energía del panel fotovoltaico para el que convierte la energía, en lugar de la potencia de CC de todo el sistema.

Al igual que en el caso de los inversores centrales, los fabricantes de microinversores indican la potencia máxima de CC que debe tener un panel si se conecta a su microinversor. Si conecta un panel de mayor potencia que la indicada en las especificaciones del microinversor, se producirá un recorte.

Las ventajas de utilizar microinversores incluyen:

• Mayor rendimiento : la salida de los inversores de cadena está limitada por el panel menos eficiente de la cadena. Por el contrario, los microinversores utilizan un circuito paralelo, por lo que no se limitan al panel de menor producción.
• Monitoreo más preciso : dado que los microinversores están emparejados con paneles solares individuales o agrupados, los usuarios tienen acceso granular al monitoreo de producción por panel en lugar de todo el sistema. 
• Expansión más sencilla : ampliar un sistema fotovoltaico es tan fácil como agregar un microinversor por cada 1 a 4 paneles nuevos agregados al sistema. 
• Apagado rápido : los microinversores se pueden apagar rápidamente, lo cual es un requisito importante en los nuevos códigos eléctricos en caso de accidente o situaciones de servicio urgente. 
• Vida útil más larga: los microinversores pueden tener garantías de hasta 25 años frente a los 8-12 años de los inversores estándar.

Por otro lado, las desventajas incluyen:

• Mayor coste de adquisición.
• Más difícil de mantener o reemplazar : reparar o reemplazar un microinversor defectuoso es más difícil, ya que necesitaría subir al techo, manipular el bastidor y desatornillar el panel para acceder a la unidad.