Los sistemas solares también cuentan con inversores para convertir la corriente continua generada por los paneles solares en corriente alterna. Los sistemas solares necesitan un inversor para funcionar eficientemente, con o sin conexión a la red eléctrica. Hoy aprenderemos sobre el inversor de conexión a red, su precio y cómo conectarlo a la red eléctrica. Pero antes, comenzaremos con el principio de funcionamiento del inversor de conexión a red.
¿Qué es un inversor de conexión a red y cuál es su función?
Es un componente electrónico. utilizado para aprovechar la energía solar Mediante sistemas de paneles solares. Un GTI o inversor conectado a la red se conecta a los paneles solares para convertir la corriente continua (CC) generada por estos en corriente alterna (CA). Un sistema de red funciona sin baterías y los inversores conectados a la red pueden utilizarse para paneles solares, aerogeneradores y centrales hidroeléctricas.
Los inversores conectados a la red eléctrica pueden convertir la corriente adecuadamente para la frecuencia de la red eléctrica de 60 Hz a 50 Hz, comúnmente utilizada por generadores eléctricos locales. Un GTI toma un voltaje variable no regulado de un conjunto de paneles solares para convertirlo a CA sincronizada con la red eléctrica. Sin embargo, cuando la red eléctrica falla, un GTI debe cortar automáticamente el suministro eléctrico a las líneas eléctricas.
¿Cuál es el principio de funcionamiento del inversor de conexión a red?
Antes de aprender sobre el principio de funcionamiento de un inversor de conexión a red, debe comprender su circuito. Condensadores (C), diodos (D), inductores (L), transformadores (T) y MOSFET (Q), Son los componentes de su circuito. El proceso completo se divide en tres pasos de conversión. Un inversor conectado a la red eléctrica debe sincronizar su frecuencia, amplitud y onda con la red eléctrica y alimentar una corriente sinusoidal a la carga.
Nota: El inversor conectado a la red se sobrecargará si la salida (voltios) es superior a la tensión de la red eléctrica. Si es inferior, el GTI podría absorberla en lugar de generarla.
1st etapa
En este punto, la entrada de corriente continua (CC) es convertido en corriente alterna de 60 Hz (CA). La tensión de entrada se eleva inicialmente mediante un convertidor elevador compuesto por C2 (condensador), Q1 (MOSFET), L1 (inductor) y D1 (diodo). Para un sistema fotovoltaico de más de 50 V, uno de los buses de corriente continua de entrada debe estar conectado a tierra. En teoría, cualquiera de los dos buses puede conectarse a tierra, generalmente el negativo.
La salida corriente alterna Los conductores en configuraciones interactivas con servicios públicos deben estar aislados de la corriente continua en caso de que la entrada de corriente continua tenga un paso de conducción a tierra.
2nd etapa
La corriente alterna obtenida es entonces convertido al nivel requerido mediante un transformador elevador de baja frecuencia. Esta es una etapa de conversión CC-CC con modulación por ancho de pulso, básicamente un puente H con convertidor de aislamiento. Esta etapa consta de C3 (condensador), Q2-Q5 (MOSFET), T1 (transformador), L2 (inductor) y D2-D5 (diodo). También se puede utilizar un convertidor de medio puente o directo para potencias inferiores a 1000 vatios.
Se proporciona un enlace de CC al inversor de CA de salida, y su valor debe ser superior al pico de la red eléctrica. voltaje de corriente alternaPor ejemplo, para 120 V CA, la tensión de CC debe ser >120° ≤2 = 168 V, típicamente entre 180 V y 200 V, y para 240 V CA se requieren entre 350 y 400 V CC. Otro paso importante en el principio de funcionamiento del inversor de conexión a red.
Algunos modelos de inversores comerciales también utilizan transformadores de baja frecuencia (LF) en la etapa de salida, en lugar de uno de alta frecuencia en la sección CC-CC. Con este método, la entrada se convierte a 60 Hz CA y un transformador la ajusta a los niveles requeridos, proporcionando simultáneamente aislamiento.
Nota: Los conductores de los sistemas fotovoltaicos con diseño no aislado no se pueden conectar a tierra.
Sin embargo, con un paso adelante T1 (transformador) boost, la etapa convertida (1.ª etapa) se puede omitirSin embargo, esto puede generar una gran inductancia de fuga, lo que provoca picos de tensión en rectificadores y transistores de efecto de campo (FET), así como otros efectos indeseables. Esto ocurre principalmente en sistemas sin transformador.
3rd etapa
Incluye otro Conversión para la parte restante de CA En la salida de la segunda etapa. En esta etapa, se utiliza otro puente completo para convertir CC a CA. IGBT Q6-Q9 (MOSFET), C4 (condensador) y L3 (inductor). Los MOSFET de esta etapa funcionan como interruptores electrónicos en modo PWM (modulación por ancho de pulso). Esta topografía requiere diodos de rueda libre antiparalelos que proporcionan una ruta alternativa para la corriente cuando los interruptores están desactivados. Se puede aplicar un potencial positivo, negativo o cero a L3 (inductor) utilizando diferentes interruptores en el puente H. A continuación, el filtro LC de salida reduce los armónicos de alta frecuencia para producir una onda sinusoidal.
- Inductor adicional: Los circuitos deben permitir un flujo de corriente limitado hacia las cargas y de regreso a la línea. Un GTE funciona como una fuente controlada por corriente en lugar de una fuente de tensión, ya que la red actúa como una fuente de alta impedancia. Se utiliza una rejilla en L (inductor de acoplamiento adicional) entre un GTE y las líneas principales para absorber la tensión de CA adicional, lo que reduce aún más los armónicos de corriente generados por la modulación por ancho de pulsos (PWM).
Nota: :Con la introducción de polos adicionales en el bucle de corriente, existen posibilidades de inestabilidad del sistema.
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¿Qué componentes se requieren para instalar un inversor conectado a la red?
Tras conocer el principio de funcionamiento de los inversores de conexión a red, conozca sus componentes. Su fácil instalación y mantenimiento requieren un equipo mínimo y un mantenimiento moderado. A continuación, se detallan algunos componentes y cableado necesarios en el sitio durante la instalación del GTI.
1. Aisladores
Son componentes electrónicos clave utilizados en inversores solares ya que permiten la comunicación entre circuitos de control sensibles de bajo voltaje (microcontroladores) y componentes de alto voltaje (transistores de potencia).
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2. Medidor neto
Es como un sistema de seguimiento que monitorea el intercambio de energía entre el hogar y la red eléctrica principal. Calcula y acredita a los propietarios de sistemas de paneles solares la electricidad suministrada a la red desde su sistema de energía solar.
3. Unidad de Protección
atado a la red Los inversores cuentan con protección antiisla y otras funciones de protección integradas. Sin embargo, la incorporación de dispositivos de protección como controladores de carga, interruptores de seguridad y cableado añade una capa adicional a todo el sistema.
4. Paneles solares
Estos son los componentes más esenciales porque los inversores funcionan convirtiendo la energía CC generada por los paneles solares en energía CA que es adecuada para hacer funcionar los electrodomésticos.
5. cableado
Se requiere un cableado adecuado con conexión a paneles solares, panel eléctrico principal y contador de red. La longitud, el ancho y la calidad del cable deben ser óptimos para su uso. A continuación, veamos cómo conectar el inversor de conexión a red a la red eléctrica.
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¿Cómo conectar el inversor de conexión a la red eléctrica?
Antes de conectar el inversor de conexión a la red eléctrica, hay algunas cosas que debe comprender.
1. Frecuencia
La red eléctrica tiene una frecuencia precisa mantenida en 50 Hz, y varía ligeramente, pero en general se encuentra entre 49.9 y 50.1 Hz.
2. Raíz cuadrada media
Es el RMS del voltaje de Señal de 50Hz y la señal real sube hasta 325 V. Es fundamental saberlo porque al conectar un inversor como altas temperaturas Se fabrican para que la corriente fluya hacia los enchufes. No solo el principio de funcionamiento del inversor de conexión a red, sino que su conexión a la red eléctrica requiere un conocimiento profundo de estos factores.
3. Caídas de tensión
Los enchufes de la casa reciben voltajes variables. Esto se debe a la caída de tensión en la resistencia de conectores, fusibles, transformadores y cables, así como en otros componentes del circuito. Al encender o apagar cargas grandes cercanas, notará fluctuaciones y cambios repentinos. La tensión de la red eléctrica es mucho más variable; por ejemplo, en ciertas ubicaciones, se supone que es de 230 V con una tolerancia de +10 %/-6 %.
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4. Sinusoidal
La señal suministrada debe ser una onda sinusoidal agradable y clara Sin embargo, en ciertos puntos del ciclo de la onda sinusoidal, algunos electrodomésticos no lineales absorben su energía de ciertos puntos. Esto introduce distorsión, por lo que la señal no es una onda sinusoidal perfecta. Las computadoras, las luces fluorescentes, las aspiradoras y otros electrodomésticos son cargas no lineales. Para conectar un inversor a la red eléctrica, se debe mantener la onda sinusoidal.
La respuesta a cómo conectar el inversor de conexión a red a la red eléctrica es que deberá saber que la frecuencia, la amplitud y la fase de la fuente de alimentación o inversor deben estar sincronizadas. Además, debe suministrar una corriente sinusoidal a la carga. De lo contrario, podría no detectar si la salida es alta o baja, lo que puede ser problemático. Debe haber otro inductor de acoplamiento (rejilla en L) entre el sistema y la red para absorber la tensión adicional de corriente alterna. Debe mantenerse una distancia de unos 500 milímetros entre el inversor y la pared lateral superior e inferior, y entre... dos inversores también.
Aquí mencioné los pasos para la conexión. El inversor de conexión a red al que se hace referencia para estos pasos es Inversor de conexión a red luminoso pero la mayoría de los inversores tienen pasos similares.
Paso 1: Comience por apagar la fuente de alimentación principal ahora. Apague la corriente alterna. MCB (disyuntor en miniatura) en la caja de distribución de CA.
Paso 2A continuación, conecte el cable de salida de red del inversor a la caja de distribución de CA. Tenga en cuenta el principio de funcionamiento del inversor conectado a la red al realizar la conexión.
Paso 3: Conecte el cable de salida de la caja de distribución de CA a la caja MCB de CA
Paso 4:Ahora la conexión entre la caja MCB de CA y el medidor neto también se formará automáticamente con diferentes electrodomésticos en la casa.
Nota: Se recomienda contratar técnicos y electricistas para este tipo de trabajos.
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¿Cuál es el precio del inversor de conexión a red?
El precio de un inversor de conexión a red depende de su potencia y fases, así como del tipo de inversor que elija. Generalmente, es posible que tenga que... gastar alrededor de $911 o más Para un inversor de conexión a red. Sin embargo, la mayoría de los inversores se suministran como parte de sistemas de energía solar y pueden representar alrededor del 20% del costo total del sistema. Sin embargo, es útil conocer el precio después de comprender el principio de funcionamiento del inversor de conexión a red.
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¿Cuáles son los tipos de inversores conectados a la red?
Después de comprender los inversores conectados a la red, eche un vistazo a los tipos que puede elegir.
1. Inversores centrales: Funciona de forma similar a los inversores de cadena, pero con un alto rango de capacidad. Es resistente a los daños ambientales y apto para grandes parques solares.
2. MicrómetroEstos son dispositivos tecnológicamente avanzados que funcionan convirtiendo CC a CA directamente desde la parte posterior de los paneles solares. No tienen cables, por lo que los paneles no sufren sombras. Los micrómetros ofrecen... sistemas de monitoreo individuales Se pueden ampliar según las necesidades. Son ideales para soluciones con espacio limitado, pero son costosos.
3. Optimizadores de energíaEstos también se instalan en la parte posterior de los paneles solares y funcionan como micrómetros. Ofrecen un rendimiento a nivel de sistema, además de monitorizar cada panel. Los optimizadores de energía son más económicos que los micrómetros.
4. Inversores de cadenaSon los tipos más comunes de inversores conectados a la red. Los inversores de cadena son... conectados entre sí en serie La función de cada cadena es convertir corriente continua (CC) en corriente alterna (CA). Estos inversores son fiables y económicos, ideales principalmente para uso comercial y doméstico.
Hoy aprendieron sobre el principio de funcionamiento del inversor de conexión a red, lo cual les resultó bastante interesante. Si bien los componentes utilizados en los inversores de conexión a red pueden determinar su precio, este puede variar según el lugar, el fabricante, la marca y otros factores. ¿Cómo conectar un inversor de conexión a red a la red eléctrica? La respuesta es sencilla: solo tienen que seguir los pasos mencionados anteriormente, pero aun así, no recomendamos la autoinstalación.
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