Inversor fuera de la red con cero exportación: Cómo funciona el control energético basado en CT

Los sistemas de energía solar pueden combinar generación fotovoltaica, almacenamiento en baterías, energía eléctrica y generadores de respaldo. En estas aplicaciones, un inversor fuera de red también puede necesitar evitar que el excedente de energía fluya hacia la red pública. Este método de funcionamiento es comúnmente conocido como cero exportación, cero alimentación o limitación de exportación.

Desde la perspectiva de fabricación de SANDISOLAR, la operación efectiva de exportación cero depende de una medición precisa de la corriente, un control de potencia sensible y una puesta en marcha correcta. El SANDISOLAR SD-4872WP-UScombina monitorización CT, entradas MPPT duales, salida de 120/240V en fase dividida, gestión de baterías y soporte de generadores dentro de una sola plataforma de control energético.

¿Qué es la exportación cero?

La exportación cero limita el flujo de energía inverso en el punto de conexión de la compañía. La propiedad puede permanecer conectada a la red, sin embargo, el inversor fuera de red controla el sistema de modo que la energía solar se utilice en el lugar o se almacene.

Si la generación fotovoltaica (PV) supera la demanda, el sistema puede:

• Cargas locales de energía: La energía solar puede utilizarse para alimentar cargas como electrodomésticos, iluminación, equipos de oficina, bombas y cargas de circuito activo.

• Cargar la batería: La energía excedente puede usarse para cargar la batería, si la capacidad de carga y la capacidad de almacenamiento lo permiten.

• Conversión limitada a la PV: El inversor reduce su salida cuando las cargas son bajas y la batería está llena.

• Mantener una importación limitada de la red: Una pequeña importación desde la red puede usarse para compensar la exportación de energía no intencionada durante un cambio temporal de carga.

Los límites de exportación y los requisitos de interconexión a la red dependen de la jurisdicción. Es importante verificar la configuración del sistema según los requisitos de la empresa local.

Cómo funciona el control energético basado en CT

Se instala un transformador de control (CT) alrededor de un cable en el punto de conexión a la red. Mide la magnitud de la corriente y la dirección, y no necesita transportar la corriente de carga principal para controlar el circuito.

Etapa de control	Acción del Sistema	Propósito
Medición	CT detecta importación o posible exportación de la red	Identifica la dirección del flujo de potencia
Cálculo	El controlador evalúa las cargas, los datos fotovoltaicos, de la batería y de la fuente de CA	Determina qué salida se requiere
Ajuste	El inversor fuera de red aumenta, retiene o disminuye la potencia	Previene el flujo inverso de potencia
Verificación	El TAC detecta la condición más nueva y actualizada	Garantiza una corrección adaptativa continua

Este es un control en lazo cerrado. El control del inversor fuera de red varía su salida según el estado de las cargas, en particular el estado de los aparatos eléctricos, motores y equipos HVAC.

La localización, polaridad y asignación de fase de la TC son importantes. Un TC invertido o un punto de instalación que no mide la carga total del sitio puede causar respuestas de control incorrectas.

VISIÓN TÉCNICA DE SANDISOLAR SANDISOLAR S-4872WP-US

El SD-4872WP-US es un inversor híbrido fuera de red de 7,2 kW desarrollado para sistemas energéticos de fase dividida al estilo estadounidense.

Parámetro	Especificación
Potencia de salida nominal	7.200W
Capacidad máxima de producción	10.800VA
Salida de CA	120/240Vac fase dividida
Capacidad de entrada fotovoltaica	4.500W 4.500W
Canales MPPT	Dos canales, de hasta 16A cada uno
Rango de funcionamiento fotovoltaico	90–485VDC
Tensión máxima fotovoltaica en circuito abierto	500VDC
Voltaje de la batería	51,2V nominal; 40–58,6VDC
Corriente máxima de carga	150A
Tiempo típico de transferencia	10ms
Capacidad paralela	Hasta seis unidades

El inversor puede funcionar con o sin almacenamiento de baterías, aunque cada configuración gestiona la energía solar excedente de forma diferente.

Cero exportación con almacenamiento en baterías

Una batería proporciona otro destino para el excedente de energía fotovoltaica antes de que sea necesaria la reducción solar.

• Absorción excedente: El exceso de energía fotovoltaica puede cargar la batería dentro de los límites configurados de voltaje y corriente.

• Cambio de energía: La electricidad almacenada puede ayudar a satisfacer la demanda durante las cargas nocturnas o en épocas de menor generación solar.

• Soporte de respaldo: Según el diseño del sistema, puede haber circuitos que sigan funcionando durante una interrupción de la red.

• Suavizado de carga: Pequeños desequilibrios temporales entre el suministro y la demanda de energía pueden gestionarse implementando ciclos controlados de carga y descarga del sistema.

El SD-4872WP-US soporta un sistema de batería nominal de 51,2V y hasta 150A de corriente de carga. Los ajustes reales de carga deben coincidir con el sistema de gestión de la batería, la capacidad de la batería, el tamaño del cable y las condiciones de instalación.

Cero exportación sin batería

Sin almacenamiento, el inversor fuera de la red depende más de la adaptación de carga en tiempo real.

• Uso solar directo: La energía fotovoltaica proporciona cargas activas durante el día.

• Reducción rápida de carga: Los inversores deberán reducir la potencia cuando haya disminuciones rápidas de la carga en el lugar.

• Respaldo de red: El servicio cubre la brecha cuando la oferta de PV está por debajo de la demanda.

• Pérdida de flexibilidad: La energía fotovoltaica no utilizada no puede reservarse para satisfacer la demanda futura.

Es posible funcionar sin baterías en algunos proyectos de autoconsumo. Sin embargo, deben analizarse la demanda de carga diurna y el patrón de la demanda de carga.

Cómo ayuda el MPPT dual en la gestión energética

El control dual MPPT y CT tiene funciones diferentes pero complementarias.

MPPT ajusta el punto de funcionamiento para cada matriz PV. El control CT determina la cantidad de salida del inversor que puede utilizar la carga del sitio, manteniendo la salida del inversor cerca del límite de exportación deseado.

El MPPT dual puede aceptar diferentes orientaciones de los arreglos PV, así como distintas condiciones de funcionamiento. Sin embargo, dentro de los límites de cada cadena, la tensión, la corriente y el voltaje de circuito abierto no deben superar los 500 VDC.

Consideraciones de diseño de carga en fase dividida

El SD-4872WP-US proporciona salida de línea a neutro de 120V y de línea a línea de 240V.

Los diseñadores deberían considerar lo siguiente:

• Balance de demanda de fase: las cargas de 120V deben distribuirse razonablemente entre L1 y L2.

• Demanda de arranque: Cargas como motores, bombas y otros componentes de HVAC pueden tener una gran demanda durante el arranque de carga.

• Cargas protegidas: Los circuitos de respaldo deben mantenerse dentro de las clasificaciones de salida continua y máxima.

• Capacidad motora: La capacidad declarada del sistema debe evaluarse para el método de arranque y la carga.

Funcionamiento generador-híbrido

El SD-4872WP-US puede aceptar la entrada del generador durante cortes prolongados o periodos de baja energía solar.

• Dimensionamiento del generador: La salida disponible debe cubrir las cargas conectadas y la demanda prevista de carga de baterías.

• Control de carga: Un ajuste de carga de corte bajo puede sobrecargar un generador pequeño.

• Estabilidad de entrada: El voltaje y la frecuencia del generador deben estar dentro del rango tolerable del inversor.

• Prevención de potencia inversa: Los ajustes de control deben evitar que la energía del inversor se alimente hacia el generador.

La lógica de arranque y parada del generador también puede coordinarse mediante control por contacto seco cuando esté soportada por el controlador externo del generador.

Supervisión y puesta en servicio

El SD-4872WP-US soporta control táctil, CAN, RS485, USB, Wi-Fi, diagnósticos remotos y actualizaciones OTA. Estas funciones ayudan a los usuarios a revisar el flujo de energía, el estado de carga, el modo de funcionamiento y los registros de fallos.

Los instaladores deben revisar lo siguiente antes de realizar una operación.

• Instalación de TC: Confirmar la correcta colocación y polaridad de los CTs, asignación de la fase del CT y cableado de la comunicación TC.

• Respuesta a la exportación: Evaluar el comportamiento de la respuesta de exportación en condiciones de baja y alta carga, diversas condiciones para el estado de carga de la batería y cambios de carga que ocurren en un corto periodo de tiempo.

• Protección eléctrica: Compruebe que todos los conductores, todos los interruptores automáticos, todos los interruptores de desconexión, todos los conductores de tierra y todos los dispositivos de sobrecorriente estén adecuadamente dimensionados e instalados para la protección.

• Documentación de cumplimiento: Verificar que la documentación UL y FCC para ese modelo específico de inversor (no para la documentación general del producto) esté vigente.

Palabras finales

Un inversor fuera de la red controlado por CT puede coordinar la generación fotovoltaica, el almacenamiento en baterías, las cargas locales, la entrada de la compañía eléctrica y la potencia del generador, limitando el flujo de energía inverso.

Para SANDISOLAR, el valor del SD-4872WP-US reside en combinar control de exportación cero con salida de fase dividida, operación opcional con batería, entradas MPPT dobles, integración del generador, monitorización remota y expansión paralela. El rendimiento fiable sigue dependiendo del diseño adecuado del sistema, la instalación precisa de TC y una puesta en marcha cuidadosa.

Preguntas más frecuentes

P1. ¿Qué es un inversor fuera de red sin exportación?

Un inversor fuera de la red de exportación cero evita que la sobreproducción de energía solar se exporte a la red eléctrica.

P2. ¿Cuál es el propósito de un sensor CT?

Un sensor CT determina la corriente en el lado de la rejilla y la dirección de las importaciones y exportaciones.

P3. ¿Puede funcionar un inversor fuera de red sin batería?

Sí, existen modelos de inversores fuera de la red que pueden funcionar sin batería y equilibrar la salida fotovoltaica con las cargas activas.

P4. ¿Dónde debería estar ubicado el sensor CT?

El sensor CT suele estar situado más cerca de la conexión principal a la red.

P5. ¿Qué ocurre cuando la producción solar alcanza y luego supera la demanda?

Cuando la producción solar supera la demanda, el inversor reduce la producción solar (salida fotovoltaica) o carga la batería.