Adaptar un inversor de 11kW a un sistema solar residencial

Cuando se trata de un sistema de energía solar, el diseño eléctrico tiene dos caras: el inversor. Debe ser capaz de soportar las cargas a las que está conectado con su salida de corriente alterna y el voltaje y corriente generados por la matriz fotovoltaica con su entrada fotovoltaica.

La potencia nominal correcta no es el único factor para que un sistema sea viable. Si se usan muy pocos módulos en una cadena, es posible que no esté dentro del rango de funcionamiento del MPPT; para demasiados módulos, el voltaje máximo de entrada del MPPT podría superarse en condiciones de frío.

Por lo tanto, el inversor debe considerarse la interfaz entre la generación fotovoltaica, el almacenamiento en baterías y la demanda doméstica.

Explica el propósito del inversor en el sistema.

El modelo Sandisolar de 11kW es un inversor solar fuera de la red con salida de corriente alterna de onda senoidal pura, doble carga solar MPPT y carga de baterías, y control de prioridad energética.

Puede generar energía a partir de energía fotovoltaica y cargar la batería durante las horas de luz para alimentar las cargas. Si la generación solar no es suficiente, la batería o la energía de la compañía eléctrica pueden usarse para alimentar las cargas dependiendo del modo de funcionamiento establecido.

Esto es diferente al inversor conectado a la red convencional que, aunque normalmente se utiliza para convertir energía para uso inmediato o exportación a la red, puede que no necesariamente ofrezca carga de baterías o respaldo fuera de la red.

ElInversor solar Sandisolar de 11kW y 48Vestá diseñado para aplicaciones residenciales, en sitios remotos y en redes inestables.

Comenzando con el Perfil de Carga del Electrodoméstico

La potencia nominal del inversor (11KW) debe compararse con la carga máxima simultánea que tiene la casa (no todas las cargas de la casa).

Clasificar los distintos electrodomésticos en cargas continuas, cargas de corta duración y cargas accionadas por motores. La iluminación, los equipos de comunicación y la refrigeración pueden funcionar durante largos periodos de tiempo y las bombas, aires acondicionados y herramientas pueden generar una demanda inicial corta, pero alta.

El estudio de carga también debería poder determinar qué aparatos son críticos durante un corte de energía. La priorización de carga ayuda a minimizar la capacidad innecesaria de las baterías y a evitar que varios aparatos de alta potencia funcionen al mismo tiempo.

Al proporcionar salida a compresores, motores, fuentes de alimentación electrónicas o equipos de control sensibles, es importante una salida de onda senoidal pura.

El cálculo de la tensión de la cadena PV se realiza antes de la alimentación de la matriz.

Además de la potencia total del módulo, el diseño de los paneles solares debe comenzar con la tensión del módulo. Hay dos valores de módulo que son particularmente significativos:

• Voc: Este es un voltaje de circuito abierto en el módulo, que es el voltaje cuando el módulo no está bajo corriente.
• Vmp: El voltaje al que se suministra la potencia máxima.

Durante el funcionamiento normal, la tensión Vmp de la cadena en serie debe estar en la zona de trabajo MPPT del inversor. La cadena de Voc no debe superar la entrada máxima PV del inversor (tras la corrección de temperatura).

La temperatura influye directamente en el voltaje de los módulos solares: cuanto más fríos son los módulos, mayor es el voltaje. Aunque una cadena pueda considerarse segura en condiciones estándar de prueba, podría superar los 500Vdc en la entrada durante el frío.

Por tanto, es necesario evaluar el número de módulos que se van a conectar en serie a la temperatura máxima y mínima probable que ocurra en el sitio.

Operando bajo condiciones solares desiguales con Dual MPPT.

Para el MPPT dual, dos grupos PV pueden controlarse por separado. Esto puede ser útil cuando los módulos están en tejados con orientaciones, ángulos de inclinación o sombreado variables.

Por ejemplo, un MPPT puede usarse para una matriz orientada al este y la otra para una matriz orientada al oeste. Cada rastreador va entonces al punto de funcionamiento de su matriz y no a uno que se ve obligado a ocurrir a un voltaje común.

Todos los módulos conectados al mismo MPPT deberían tener condiciones de exposición y características eléctricas similares. Mezclar tipos de módulos no relacionados y/o variar la longitud de las cuerdas en un solo rastreador puede afectar la obtención de energía.

La entrada máxima PV es de 11kW, aunque la cantidad de módulos PV puede tener que determinarse por los límites de tensión de la cadena y corriente de entrada.

Elemento de diseño	Vale la pena confirmarlo	Riesgo principal si es incorrecto
Vmp de cadenas	Dentro del rango operativo del MPPT	Seguimiento débil o inestable
Voc en clima frío	Máximo por debajo de 500Vdc	Daño en la entrada del inversor
Corriente de cuerda	Dentro del límite de entrada MPPT	Recorte o disparo de protección
Módulos por cadena	Iguales en el mismo MPPT	Pérdida por desajuste
Orientación del array	Similar dentro de cada MPPT	Reducción de la captación de energía
Potencia total fotovoltaica	Dentro del límite de diseño del sistema	Recorte excesivo

Conoce el límite de carga de 160A

La rapidez con la que se puede transferir la energía solar a la batería depende de la corriente de carga MPPT incorporada. La potencia máxima de 160A no indica que la batería deba estar cargada a 160A todo el tiempo.

La corriente depende de la capacidad de la batería, el tipo de celda, el límite de BMS y la temperatura ambiente. Puede que necesites un nivel de carga muy bajo para una batería pequeña.

El instalador también debe tener en cuenta las cargas diurnas. La energía solar utilizada para los electrodomésticos activos y para cargar las baterías, la energía de carga varía según la hora del día.

Cuando la batería está casi llena, el inversor puede limitar la producción fotovoltaica ya que no hay capacidad de almacenamiento para absorber la energía y las cargas conectadas no pueden consumir toda la energía solar.

Conecta correctamente la batería de 48V

La compatibilidad de un inversor comienza con el voltaje nominal, que suele ser de 48V para un inversor de clase 48V, pero el inversor de clase 48V se utiliza normalmente con una batería LiFePO4 de 51,2V.

Comprueba el rango de voltaje de funcionamiento, tensión de carga, corriente máxima de carga, corriente de descarga continua y corriente pico de corta duración de la batería. El BMS debe proporcionar la corriente requerida por el inversor sin activar ningún tipo de protección.

También se debe comprobar el medio de comunicación. El inversor y la batería LiFePO4 se comunican entre sí mediante RS485, lo que permite al inversor compartir datos de estado de carga, límite de corriente y fallos con la batería.

ElSerie de baterías LiFePO4 de Sandisolar ofrece diversas configuraciones de voltaje y capacidad, adecuadas para diferentes tipos de sistemas de almacenamiento solar.

Selecciona la Prioridad de Salida adecuada.

El inversor tiene varios modos de prioridad de salida: SUB, SBU y SUF. Estos modos seleccionan la primera fuente de energía, que puede ser solar, batería o de utilidad.

Solar First puede impulsar el uso directo de la generación fotovoltaica. El uso de una configuración de prioridad en baterías puede disminuir el uso de la red, pero debe garantizar que la cantidad de energía almacenada sea suficiente para cubrir las necesidades durante los periodos de corte. Cuando la copia de seguridad continua es más importante que el autoconsumo máximo, una batería puede funcionar en modo compatible con la compañía eléctrica para ahorrar capacidad de batería.

La prioridad preferida variará en función de la disponibilidad local de electricidad, la estructura tarifaria, la disponibilidad solar y el tamaño de la batería. No se deben usar los ajustes por defecto en lugar de una estrategia de operación especificada.

Determinar si es factible el funcionamiento sin batería

Cuando las condiciones de entrada y sistema fotovoltaico lo permiten, el inversor puede funcionar sin batería. Esto puede ayudar a reducir los costes iniciales de instalación para aplicaciones que requieren principalmente energía diurna.

Pero las nubes, la sombra y la hora del día afectarán a la energía solar. El sistema, sin batería, tiene menos capacidad para compensar generaciones que cambian rápido o para seguir cargando (después de la caída del anochecer).

Para equipos que deben alimentarse de forma continua, el funcionamiento sin batería no es lo óptimo. El coste de instalación no debería ser la única consideración a la hora de decidir.

Seguimiento del Plan y Protección del Sitio (2019)

La entrada solar, la demanda de carga, el estado de la batería y las alarmas del sistema pueden ser accedidas remotamente por el usuario y el instalador mediante WiFi integrado. Los datos de monitorización pueden ayudar a identificar sombreados, sobrecargas de circuitos, baja carga o activaciones frecuentes de protección.

La tapa antipolvo extraíble del inversor puede ser útil en entornos difíciles, pero el lugar de instalación debe estar ventilado y mantener un espacio libre adecuado.

Coordinación de aisladores de corriente continua, fusibles, interruptores, protección contra sobretensiones y tierra. Los cables deben cubrirse para evitar calor, bordes afilados, humedad y daños mecánicos.

Para completar la generación solar y la gestión energética del hogar, está una solución para fotovoltaicos residencialespor Sandisolar.

La entrada PV se pone en marcha antes de entrar en plena operación.

Antes de unir la cadena entre sí, comprueba la polaridad y el voltaje de circuito abierto (Voc) de cada cadena PV. Comproba con el valor calculado y asegúrate de que este valor sigue por debajo del límite del inversor.

Prueba cada MPPT de forma independiente y luego en conjunto para el funcionamiento normal del sistema. Esto permite identificar fácilmente la polaridad invertida, cadenas de desajuste o sombreados inesperados.

Una vez conectada la batería, comprueba el voltaje de carga, el límite de corriente de carga, los datos de comunicación RS485 y los datos del estado de carga. Añade cargas a la casa una a una y comprueba que la prioridad de salida elegida funciona como se desea.

Puedes encontrar los manuales, la información de configuración, etc., relevante para el SandisolarCentro de descargas.

Área de inspección	Enfoque de aceptación	Método de verificación
Polaridad PV	Positivo y negativo correctamente conectados	Prueba de multímetro
Voc de cuerda	Coincide con el diseño y permanece por debajo del límite	Medición en circuito abierto
Operación MPPT	Ambos trackers generan normalmente	Revisión de datos de monitorización
Configuración de la batería	Límites correctos de tensión y corriente	Inspección del menú inversor
Comunicación RS485	SOC correcto sin alarma de protocolo	Inversor y pantalla BMS
Salida de CA	Tensión estable bajo carga esperada	Prueba de carga controlada

Conclusión

A la hora de elegir el inversor adecuado para un sistema de energía solar, hay más que considerar que simplemente "vatios inversores equivalen a vatios de paneles solares". El voltaje de la cadena fotovoltaica, la asignación de MPPT, la corriente de la batería, la comunicación y la demanda de carga deben estar dentro del mismo diseño.

En una instalación fotovoltaica fuera de red de 11kW, si se calcula cuidadosamente la matriz fotovoltaica y la instalación se pone en marcha correctamente, se minimizan las probabilidades de bajo rendimiento solar y apagones por sobretensión de entrada en la protección de baterías.

Preguntas frecuentes

P1. ¿Cuál es el número máximo de vatios de paneles solares que se pueden instalar en este inversor (11 kW)?

El producto puede aceptar hasta 11kW de entrada fotovoltaica. La matriz final también debe estar dentro de los límites de voltaje y corriente de ambos canales MPPT.

P2. ¿Cuál es la ventaja de tener dos rastreadores MPPT?

Permiten el funcionamiento independiente de dos matrices orientadas o de condiciones solares diferentes. Esto puede aumentar la captación de energía sobre un solo rastreador con diferentes matrices.

P3. ¿Cuál es el rango de voltaje del inversor para una batería LiFePO4 de 51,2V?

Sí, siempre que la tensión de funcionamiento, la corriente de carga y la corriente de descarga, así como el protocolo de comunicación, sean compatibles. Solo el voltaje nominal es insuficiente.

P4. ¿Tiene que usar batería?

Sí, el inversor puede usarse sin baterías. La energía seguirá dependiendo directamente de la generación solar actual o de la fuente de corriente alterna configurada.

P5. ¿Se permite que dos de estos inversores estén en paralelo?

Este modelo no paralelo en particular no soporta expansión paralela. Se recomienda elegir un modelo de diseño de operaciones paralelas para el proyecto que deba funcionar en paralelo.