Tipos de inversores fotovoltaicos y cuál es el mejor

Si los paneles solares son el centro de atención de un sistema fotovoltaico, el inversor solar es su cerebro silencioso e inteligente, que gobierna cómo se genera, transmite y regula la energía, mientras también controla la distribución de energía del sistema para lograr tus objetivos solares.

A medida que la tecnología solar madura, una gran variedad de inversores inunda el mercado, pero ¿cuál es realmente la mejor opción para ti?

Esta guía desmitificará el mundo de los inversores solares. Comenzaremos con los tres tipos principales que todo propietario debe conocer, luego profundizaremos en las clasificaciones detalladas que separan los buenos sistemas de los excelentes.

Resumen rápido: Los 3 tipos principales de inversores fotovoltaicos

• Inversores de RED: El estándar de la industria rentable, ideal para techos simples y sin sombra.
• Microinversores: Una opción premium con un inversor para cada panel, perfecta para maximizar la potencia en techos complejos o parcialmente sombreados.
• Inversores híbridos: La solución todo en uno a prueba de futuro, lista para almacenamiento en baterías y energía de respaldo.

¿Cuáles son los tres tipos principales de inversores fotovoltaicos?

Los inversores solares generalmente se dividen en tres tipos principales, basados en su topología de acondicionamiento de energía, que se refiere a cómo se conectan a los paneles solares y manejan la conversión y gestión de energía.

Inversor de Red

Un inversor de red es un dispositivo utilizado en sistemas fotovoltaicos para convertir la corriente continua (CC) generada por los paneles solares en corriente alterna (CA) que puede usarse para alimentar hogares o negocios. El inversor es conectado a una serie de paneles solares cableados juntos en una configuración de "cadena".

Pros:

• Menor costo inicial: Con menos componentes y cableado más simple en comparación con otros tipos, los inversores string son la forma más económica de comenzar con la energía solar.
• Tecnología probada y mantenimiento sencillo: Como la tecnología más utilizada en la industria durante décadas, es madura y confiable. Debido a que solo hay una unidad central, la solución de problemas es sencilla.

Contras:

• Suministro de energía inestable:Sin integración de batería, el suministro de energía puede ser inconsistente durante períodos de baja luz solar y condiciones climáticas adversas, aumentando la dependencia de la red durante esos momentos.
• Menor flexibilidad de diseño: No es ideal para techos con múltiples secciones orientadas en diferentes direcciones (por ejemplo, este y oeste), ya que cada cadena debe tener paneles con la misma orientación e inclinación.
• Caída de producción por sombra: La salida de toda la cadena está limitada por el panel con peor rendimiento. Un solo panel parcialmente cubierto por sombra, hojas o incluso excrementos de aves puede reducir la producción de todo el sistema.
• Punto único de falla: Si la unidad central del inversor falla, toda tu matriz solar deja de producir energía hasta que la unidad sea reparada o reemplazada, dejándote completamente dependiente de la red.

Ideal para:

• Propietarios de viviendas y negocios que priorizan la inversión inicial más baja. Es la opción más económica para instalar un sistema solar.
• Ubicaciones con un techo simple, grande y sin sombra o sistema montado en el suelo que esté orientado en una sola dirección con condiciones ambientales ideales para la generación solar.

Microinversor

El microinversor es un inversor pequeño e individual adjunto a la parte trasera de cada panel solar para convertir la corriente continua producida por un solo panel solar en corriente alterna para un hogar o negocio, haciendo que cada panel sea un productor de energía independiente.

Pros:

• Máximo aprovechamiento de energía: Debido a que cada panel opera de forma independiente, la sombra o los escombros en un panel no afectan en absoluto a los demás, permitiendo una mayor producción de energía durante la vida útil del sistema, especialmente en techos más complejos.
• Monitoreo a nivel de panel: Puedes ver el rendimiento en tiempo real, histórico y la solución de problemas de cada panel a través de una aplicación de monitoreo.
• Escalabilidad y seguridad superiores: Es sencillo expandir el sistema. Además, muchos microinversores tienen capacidades de apagado rápido integradas a nivel del panel, lo que los convierte en una de las opciones más seguras disponibles.

Contras:

• Mayor costo inicial: Esta tecnología premium tiene un precio más alto por vatio. El costo de comprar muchos inversores pequeños es mayor que uno grande.
• Mantenimiento más complejo: A diferencia de un inversor string, si un microinversor falla, un técnico debe acceder al techo para diagnosticar y reemplazar la unidad específica, haciendo el servicio más complicado.
• Sin optimización de autoconsumo: Sin baterías, dependes completamente del consumo solar en tiempo real. El exceso de energía solar se exporta (a menudo a tarifas bajas de inyección), reduciendo el beneficio financiero.

Ideal para:

• Instalación con cualquier cantidad de sombra o con diseños de techo complejos que tengan múltiples ángulos, buhardillas o tragaluces.
• Usuarios orientados a datos, que buscan máximo rendimiento y visibilidad, y valoran la flexibilidad para futuras expansiones del sistema.

Inversor híbrido

El inversor híbrido es un dispositivo multifuncional que integra inversores solares, inversores de potencia, controladores de carga solar y cargadores de CA. Permite la conversión bidireccional AC-DC entre energía solar, almacenamiento en batería y fuentes de energía de la red o generador, gestiona la demanda energética y puede incluso devolver electricidad a la red.

Pros:

• Permite respaldo con batería: Con una batería como respaldo energético, el inversor híbrido puede cambiar instantáneamente entre fuentes de energía, asegurando un equilibrio entre ahorro energético y suministro eléctrico confiable.
• Maximiza el autoconsumo y los ahorros: Permite almacenar el exceso de energía solar generada durante el día en una batería y usarla por la noche. Esto reduce drásticamente la dependencia de la red eléctrica y te protege de las altas tarifas eléctricas "Time-of-Use".
• Solución todo en uno simplificada: Combina las funciones de múltiples dispositivos en una unidad limpia y compacta. Esto simplifica la instalación, ahorra espacio en la pared y crea un sistema más elegante e integrado.

Contras:

• Mayor inversión inicial: Como la opción más avanzada y con más funciones, los inversores híbridos representan la mayor inversión inicial, especialmente cuando se combinan con el costo de las baterías.
• Instalación compleja: Los sistemas híbridos con almacenamiento en batería ofrecen una potente reserva de energía, pero integrarlos con la red eléctrica existente puede ser complejo, requiriendo planificación cuidadosa y experiencia técnica.

Ideal para:

• Para quienes la independencia energética y la resiliencia contra los apagones son prioridades principales.
• Para propietarios que desean mantener su inversión actualizada asegurando que el sistema esté listo para una batería adicional en cualquier momento.
• Para quienes tienen planes de servicios públicos con tarifas eléctricas pico altas, donde almacenar y desplazar el uso de energía puede generar ahorros financieros significativos.

Más allá de lo básico: clasificación técnica y funcional

Para satisfacer diversas demandas energéticas y adaptarse a varios hábitos de uso de energía y regulaciones, los fabricantes de inversores han desarrollado numerosas características, resultando en muchas categorías que pueden ser confusas.

Desglosemos estas características y especificaciones técnicas para ayudar a aclarar sus opciones, tomando como ejemplo los inversores PowMr.

Por interacción del sistema

Aunque los inversores pueden integrarse con baterías, paneles solares y la red de CA, la interacción entre el inversor y estos componentes varía según el modelo de inversor.

• Inversor de reD: Como dispositivo independiente, el inversor de potencia funciona principalmente para convertir CC de la batería en CA para el uso de electrodomésticos, especialmente en vehículos recreativos, barcos y sistemas tradicionales fuera de la red. En un sistema solar, usualmente trabaja junto con un controlador de carga solar, que gestiona la energía de los paneles solares para cargar la batería de manera efectiva.
• Inversor cargador todo en uno: Combinando el controlador de carga MPPT, el inversor de batería y el cargador de CA en una sola unidad integrada, simplifican la instalación y ofrecen un centro completo de gestión de energía para el hogar, pero típicamente no soportan la funcionalidad de alimentación a la red. Cabe destacar que modelos como el inversor de baja frecuencia dentro de esta categoría presentan una mayor tolerancia a picos de potencia, haciéndolos ideales para cargas inductivas pesadas como bombas de agua y sistemas de aire acondicionado.
• Inversor híbrido: Capaz de gestionar la energía de paneles solares, baterías y la red de CA, el inversor híbrido PowMr también cuenta con la capacidad de alimentar el exceso de energía de vuelta a la red, lo que puede mejorar la eficiencia energética y potencialmente generar créditos en la factura de electricidad.

• Inversores de almacenamiento de energía (ESS): También conocidos como inversores de conexión a red, estos dispositivos están especializados en la interacción con redes inteligentes, diseñados para trabajar con sistemas de baterías de alto voltaje y ofrecer un rendimiento superior no solo para respaldo de energía y UPS, sino también para modos económicos que ahorran energía. Es importante destacar que pueden intercambiar datos con la red eléctrica en tiempo real a través de un medidor inteligente, permitiendo ajustar el uso de energía y la compensación de potencia cuando sea necesario.

Por escalabilidad del sistema

Inversores en paralelo: Esta característica permite que múltiples unidades de inversores se conecten en paralelo e intercambien datos, operando en un estado sincronizado y seguro para aumentar la capacidad total de potencia del sistema. Proporciona una vía clara y rentable de actualización, permitiéndole satisfacer primero las necesidades actuales y expandir potencia adicional más adelante fácilmente.

Por voltaje AC del sistema

• Inversores monofásicos: Convencionalmente, los inversores monofásicos están diseñados para proporcionar energía AC en hogares que usan sistemas de 110V o 220V. Son ideales para aplicaciones domésticas típicas, manejando eficientemente las cargas eléctricas asociadas con los electrodomésticos de uso diario.
• Inversores de fase dividida (120/240V): Este es el estándar para el 99% de los hogares en los Estados Unidos. Proporciona dos "piernas" de 120V para enchufes estándar y puede combinarlas para crear 240V para electrodomésticos grandes como secadoras, hornos y aires acondicionados centrales.
• Inversores trifásicos (208V o 480V): Están diseñados para propiedades comerciales e industriales que tienen altas demandas de energía. No se usan en entornos residenciales típicos.

Cómo elegir el inversor adecuado para su hogar

Seleccionar el inversor solar adecuado es esencial, ya que depende en gran medida de sus objetivos solares y ubicación. A continuación, se presentan 6 consideraciones clave antes de invertir en un inversor solar.

1. Considere su objetivo solar y uso de energía

Identifique si su objetivo es reducir los costos de energía, lograr independencia energética o ambos.

• Si su prioridad es sobrevivir a los cortes de energía y depender menos de la red, un Inversor híbrido combinado con un sistema de baterías permite almacenar el exceso de energía solar diurna para usarla por la noche.
• Para ahorrar en la factura de electricidad, si tiene un uso de energía variable durante los momentos de alta demanda o frecuentemente encuentra que su consumo ronda los cargos por demanda máxima, un Inversor Híbrido puede ser particularmente beneficioso. Proporciona la flexibilidad para gestionar y almacenar energía durante los períodos de baja demanda para usarla durante la demanda máxima, optimizando así los costos.
• Si su enfoque principal es maximizar la eficiencia de producción solar y tiene una tarifa de energía menos compleja o una tarifa constante, elija entre microinversores e inversores de red según la orientación de su techo y la exposición al sol.
• Para vida fuera de la red, un inversor todo en uno generalmente satisface la mayoría de las demandas energéticas de manera efectiva. Alternativamente, un inversor de potencia combinado con un controlador de carga solar puede personalizarse para adaptarse a las características específicas de su sistema solar.

2. Evalúe su techo y la exposición al sol

Comprender la orientación de su techo y la posible sombra es crucial para seleccionar el inversor adecuado:

Orientación del techo:

• Orientación sur: En el hemisferio norte, los techos orientados al sur son óptimos para la energía solar.
• Techos con múltiples orientaciones: Microinversores, inversores híbridos con entradas duales MPPT o inversores paralelos permiten una gestión eficiente de diversos arreglos de paneles solares.

Análisis de sombra:

• Sombra estática (por ejemplo, árboles o estructuras): Similar a los techos con múltiples orientaciones, puede usar múltiples arreglos solares. Microinversores, inversores híbridos con doble MPPT o inversores paralelos pueden optimizar la salida gestionando eficazmente arreglos separados.
• Sombra dinámica: Para sombra que se mueve durante el día, considere microinversores o nuestro ESS modular con un inversor de almacenamiento de energía que cuenta con tecnología GMPPT, que escanea continuamente a nivel de cadena para encontrar el punto máximo de potencia exacto (GMPP).

3. Considere sus planes futuros

Planifique futuras adiciones como más paneles solares, un sistema de baterías o carga de vehículos eléctricos. Elija Microinversores o Inversores Paralelos para una fácil escalabilidad, permitiendo expansiones futuras sin grandes modificaciones del sistema.

4. Verifique la compatibilidad con el servicio eléctrico

Verifique si sus electrodomésticos usan voltaje monofásico, bifásico o trifásico.

• Para la mayoría de los sistemas fotovoltaicos a nivel mundial, que comúnmente operan a 110–120V o 220–240V, se debe seleccionar un inversor monofásico compatible. Asegúrese de que el inversor pueda ajustar el voltaje y la frecuencia para coincidir con sus condiciones locales.
• En algunos países de Norteamérica, como Estados Unidos, el servicio residencial es típicamente bifásico; asegúrese de que su inversor proporcione una salida 120/240V bifásica para acomodar electrodomésticos de ambos estándares de voltaje.
• Para sistemas trifásicos, típicamente encontrados en entornos comerciales, encontrará varios voltajes como 220V/380V/400V/415V comunes en Europa, y 208V en Norteamérica.

También vale la pena mencionar que los inversores paralelos PowMr pueden combinarse para entregar salida trifásica (en modo paralelo), proporcionando una ruta de actualización flexible si sus necesidades de energía crecen.

Evalúe las necesidades de conexión a la red frente a las de sistema aislado

Decidir si conectar su sistema fotovoltaico a la red o mantenerse independiente es un aspecto crucial en la selección del inversor.

Sistemas conectados a la red

• Seleccione un inversor híbrido si desea vender el exceso de energía a la red, especialmente útil en regiones con medición neta. Esto le permite ganar créditos al alimentar energía sobrante a la red.
• En áreas con regulaciones específicas de la red, como compensación de potencia o facturación diferencial de electricidad para sistemas trifásicos, asegúrese de que su sistema de almacenamiento de energía pueda interactuar sin problemas. Busque un inversor de almacenamiento de energía, como SOLXPOW, que pueda obtener datos en tiempo real de la red y ajustar las operaciones en consecuencia.

Sistemas fuera de la red

Si su objetivo es la independencia total, sin planes de beneficiarse de la exportación a la red o créditos solares, implemente soluciones robustas de almacenamiento de energía para mantener la disponibilidad de energía y la fiabilidad del sistema. Puede optar por un inversor todo en uno para aplicaciones en hogares, negocios o casas pequeñas, permitiendo una gestión integral de la energía.

Alternativamente, para aventuras cortas fuera de la red, como en una casa rodante, considere usar un inversor de potencia combinado con una batería y un controlador de carga para gestionar y almacenar energía de manera eficiente.

Tipos de inversores fotovoltaicos de un vistazo

Aquí hay una tabla comparativa de diferentes tipos de inversores para solar, que resume las categorías de inversores PowMr.

Tipo de inversor	Fuentes de energía	Exportación a la red	Escalabilidad	Eficiencia de generación fotovoltaica	Mejor para
Inversor de red	Paneles solares	Sí (depende del modelo)	No	Medio (Depende del modelo)	Techos simples, sin sombra
Microinversor	Paneles solares	Sí	Sí	Alto (disposición libre de paneles)	Techos complejos / sombreados
Inversor híbrido	-Paneles solares -Batería -Red/Generador	No	Sí (depende del modelo)	Medio	- Independencia energética -Ahorros TOU -Exportación a la red
Inversor todo en uno	-Paneles solares -Batería -Red/Generador	No	Sí (depende del modelo)	Medio (depende del modelo)	- Sistemas globales comunes -Configuraciones fuera de red
Inversor de almacenamiento de energía (ESS modular)	-Paneles solares -Batería -Red	Interacción con red inteligente	Sí	Alto (algoritmo GMPPT)	-Exportación a la red - Ahorro TOU -Compensación de potencia -Medición trifásica
Inversor paralelo	-Paneles solares -Batería -Red/Generador	Depende	Sí	Alto (configuración flexible de matriz)	Sistemas que requieren expansión futura
Inversor monofásico	-Paneles solares -Batería -Red/Generador	No	Sí (depende del modelo)	Medio–Alto (depende del modelo)	Sistemas residenciales comunes en todo el mundo
Inversor bifásico (120/240V)	-Paneles solares -Batería -Red/Generador	Depende	Sí (depende del modelo)	Medio–Alto (depende del modelo)	Hogares de Norteamérica
Inversor trifásico	-Paneles solares -Batería -Red/Generador	Depende	Sí (depende del modelo)	Alto (depende del modelo)	Edificios residenciales/comerciales/industriales trifásicos
Inversor de potencia	Solo batería	No	No	Sin entrada PV	-Vehículos recreativos -Barcos -Uso básico fuera de la red