En un sistema solar fotovoltaico (FV), los paneles generan corriente continua (CC o, en inglés, DC), la que para poder ser usada en gran parte de los equipos y máquinas que encontramos en la industria, el comercio y las casas, debe ser transformada en corriente alterna (CA o AC). En ese sentido, el rol de los inversores en un sistema FV no solo es clave para el funcionamiento de la planta solar, sino para que alcance su máxima eficiencia posible. Al respecto, Patricio Mendoza Araya, del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chile, explica que 'los inversores forman parte de lo que se conoce como ‘Balance of System’, que son todos aquellos componentes adicionales a los paneles fotovoltaicos, y que hacen posible el funcionamiento de la planta'. 'Dada la naturaleza de la conversión de energía que los inversores realizan, se debe poner especial atención en los niveles de tensión y corriente que éstos admiten en su entrada de CC, y requieren a su salida de CA', advierte. 'Muchos inversores fotovoltaicos se conectan directamente a grupos de paneles, o ‘strings’, por lo que el número de entradas que el inversor ofrezca va típicamente de la mano con el número de seguidores de máxima potencia (MPPT, del inglés 'Maximum Power Point Tracker') que ofrece'.

El Director de Estudios de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento A.G. (ACERA A.G.), Darío Morales, señala que el MPPT permite rastrear en qué combinación de voltaje y corriente el panel FV maximiza su producción de energía para una determinada radiación solar. 'El inversor, por intervenir electrónicamente procesos exclusivamente eléctricos, permite tener un control muy fino (preciso y rápido) de cómo el conjunto de paneles fotovoltaicos va a interactuar con la red eléctrica, haciendo que este tipo de instalaciones se desempeñen, en muchos aspectos, mejor que aquellas centrales que, además, están expuestas a controlar fenómenos mecánicos o térmicos, que por definición son más lentos', agrega. Cómo elegir el inversor adecuado Para elegir correctamente el inversor para un proyecto solar fotovoltaico, Óscar Vera Steinfort, docente de la Escuela de Ingeniería Duoc UC sede Puente Alto, recomienda, en primer lugar, definir el tipo de sistema fotovoltaico a utilizar, si será On-Grid (conectado a la red eléctrica), Off-Grid (separado de este) o híbrido.

'Esta definición es esencial para escoger el inversor, ya que su diseño, funcionamiento y conexión dependerán de ello, por ejemplo, para considerar si se inyectará la energía sobrante al sistema o se almacenará en baterías', agrega. Vera Steinfort añade que es importante fijarse en los elementos de seguridad del inversor, que también dependerá de la envergadura y tipo de conexión del proyecto. 'Por ejemplo, ver si cuenta con sistemas anti islas para las conexiones Off Grid o aislación galvánica para separar las etapas de CC y CA en alguna situación de falla posible', indica. El docente de Duoc UC también aconseja tener en cuenta si el inversor se conectará a un sistema monofásico o trifásico, y cuánta potencia generará el sistema fotovoltaico, para que el inversor no sea el 'cuello de botella' o para no sobredimensionar el equipo y encarecer el proyecto. 'Además, diseñar de forma clara las cargas que se tendrán conectadas y ver si el inversor aguanta las potencias picos', acota.

En este aspecto, Morales recuerda que, como en todo proyecto de inversión, la selección de los componentes a usar debe considerar tanto los aspectos técnicos como económicos del conjunto. 'Desde esta perspectiva, hay que determinar el número de inversores que tendrá la central, el tamaño de cada uno y las capacidades de control que le queremos incorporar a la planta fotovoltaica. Mayor complejidad puede tener algunos efectos en los costos de la inversión, pero al mismo tiempo puede ofrecer nuevas oportunidades de negocios, como por ejemplo, participar en la provisión de servicios de control de frecuencia o de tensión', argumenta. Un aspecto que se debe considerar al elegir un inversor fotovoltaico, son las condiciones medioambientales donde será instalado. 'Algunos fabricantes diseñan y comercializan inversores que pueden instalarse directamente a la intemperie, mientras que otros requieren de un ambiente controlado para su funcionamiento.

Por ello, muchas instalaciones hoy en día se realizan en contenedores o salas de máquinas', afirma. 'Si bien la electrónica de potencia, en principio, no tiene limitaciones respecto a características como la elevación geográfica o el polvo, estos últimos sí pueden afectar el desempeño del inversor. La electrónica de hoy en día es altamente eficiente, lo que se traduce en pérdidas de potencia muy bajas', continúa el académico de la Universidad de Chile. 'Sin embargo, esas pequeñas pérdidas se convierten en calor que hay que disipar desde la electrónica al ambiente. La baja densidad del aire en sitios elevados puede imponer una restricción importante en las capacidades de evacuar ese calor disipado. Esto último a veces se suma a altas temperaturas de operación, como el caso del norte de Chile'.

En este aspecto, Vera Steinfort, de Duoc UC, recalca que el polvo es el enemigo número uno de todo dispositivo electrónico y suele no tomarse en cuenta hasta que estos fallan. 'Además, dejar el inversor expuesto a altas temperaturas afectará a la temperatura interna de este, provocando que falle. Por tanto, se debe considerar y diseñar correctamente donde irá conectado el inversor', declara. El futuro de los inversores A juicio de Morales, de ACERA A.G., en la medida que sigamos avanzando hacia un sistema eléctrico 100% renovable, deberemos aprovechar al máximo las capacidades que cada tecnología nos ofrece para interactuar con la red eléctrica y permitir así la operación estable, segura y económica de nuestro sistema eléctrico. 'Son varias las estrategias tecnológicas que los inversores pueden incorporar para estos efectos, como esquemas habilitantes de provisión de inercia sintética o de grid forming, por nombrar algunos', acota. En tanto, el docente de Duoc UC cree que cualquier inversor comprado en estos meses, debería incorporar monitoreo con conexión WiFi o por medio de otras tecnologías de telecomunicaciones como 5G.

'Poder monitorear las condiciones de un sistema y enviar alarmas a nuestros dispositivos móviles desde cualquier parte del mundo, es algo que va muy acorde a las necesidades de los tiempos actuales, donde la rapidez en la entrega de información relevante, es esencial en la toma de decisiones, tanto para la industria como para los entusiastas de las tecnologías integradas al IoT', recalca.

En esta temática, Mendoza Araya aclara que la última versión de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio incluye varias exigencias para plantas fotovoltaicas coordinadas. 'Estas exigencias demandarán funcionalidades adicionales de control que los inversores deberán incluir, como el apoyo durante fallas (en inglés, ‘fault ride-through’), el control de reactivos, entre otras', señala. En este aspecto, cabe recordar la relevancia que tienen estos dispositivos para la operación y funcionamiento de la planta solar. El inversor permite que la energía CC recolectada por los paneles solares pueda ser usada por máquinas CA, y provee protección contra fallas y estadísticas sobre el rendimiento de este. Aún más, es vital para la eficiencia del sistema FV, minimizando las pérdidas. Por ello, es esencial contar con la asesoría experta de empresas especialistas al momento de elegir estos equipos para sus proyectos. 