Los inversores eléctricos en los sistemas fotovoltaicos y sistemas de respaldo con baterías podemos encontrar tecnologías conocidas como de alta y baja frecuencia. Su selección adecuada es crucial para tener confiabilidad y duración en las instalaciones donde se especifiquen.
Inversores de Alta Frecuencia
Principio de funcionamiento: Los inversores de alta frecuencia convierten la CC en CA utilizando un proceso de conmutación a frecuencias elevadas, típicamente en el rango de decenas de kilohertz (kHz). Este método implica la conversión inicial de la CC a una CA de alta frecuencia, seguida de una transformación a través de un transformador de alta frecuencia para ajustar la tensión, y finalmente una rectificación y filtrado para obtener la salida de CA deseada. El proceso implica el uso de un transformador para elevar la frecuencia de la señal antes de la conversión, lo que permite el uso de componentes más pequeños y ligeros.
Los inversores de alta frecuencia están disponibles en una amplia gama de potencias, desde unos pocos cientos de watts hasta varios kilowatts, lo que los hace adecuados para aplicaciones residenciales y comerciales ligeras. Generalmente disponibles en rangos de potencia desde 1 kW hasta 10 kW, adecuados para aplicaciones residenciales y comerciales ligeras. Son ideales para cargas resistivas (calefactores, regaderas eléctricas), electrónicas, iluminación, electrodomésticos y equipos de computación, que no presentan altas corrientes al inicio de su operación.
Áreas de aplicación:
- Sistemas de energía solar residenciales.
- Aplicaciones portátiles y móviles.
- Electrónica de consumo.
- Donde el espacio para los equipos es limitado.
Ventajas:
- Tamaño y peso reducidos: Debido al uso de transformadores de alta frecuencia, estos inversores son más compactos y ligeros.
- Mayor eficiencia: Las altas frecuencias de conmutación permiten una conversión de energía más eficiente con menores pérdidas.
- Costos de producción más bajos: La reducción en el tamaño de los componentes puede traducirse en menores costos de fabricación.
Desventajas:
- Menor capacidad de Sobrecarga: Generalmente, tienen una capacidad limitada para manejar picos de carga o cargas inductivas pesadas.
- Complejidad en el diseño: El diseño y la fabricación son más complejos debido a las altas frecuencias de operación.
Inversores de Baja Frecuencia
Los inversores de baja frecuencia operan a frecuencias de conmutación más bajas, típicamente 50 o 60 Hz, utilizando transformadores eléctricos de gran tamaño para convertir la CC en CA. Estos inversores están disponibles en potencias que van desde unos pocos kilowatts hasta varias decenas de kilowatts, adecuados para aplicaciones de grandes residencias, comerciales, pequeña y mediana industria.
Ofrecen potencias que varían desde 3 kW hasta más de 20 kW, siendo ideales para aplicaciones que requieren mayor capacidad, y corrientes de arranque altas, como motores para bombas de agua, compresores, aires acondicionados, máquinas de procesos, etc. y que el factor de potencia tiende a ser bajo.
Campos de aplicación:
- Sistemas de energía como respaldo (back up), reducción del pico de demanda (peak shaving) y almacenamiento de energía en donde es más barata y consumo de la misma en donde es más cara (load shifting), para tarifas horarios a nivel industrial y comercial.
- Aplicaciones fuera de la red (off-grid) con altas demandas de energía.
Ventajas:
- Alta capacidad de sobrecarga: Pueden manejar picos de carga significativos y son adecuados para cargas inductivas altas.
- Robustez y Durabilidad: Diseñados para aplicaciones exigentes y entornos industriales.
Desventajas:
- Mayor tamaño y peso: El uso de transformadores grandes resulta en equipos más voluminosos y pesados.
- Menor eficiencia: Las pérdidas en el transformador y la conmutación a baja frecuencia pueden reducir la eficiencia general.