Menu

Panells d'energia
solar fotovoltaica

Què és un inversor de corrent? Funcionament i usos

Què és un inversor de corrent? Funcionament i usos

Un inversor de corrent és un aparell electrònic. La funció de linversor és canviar un voltatge dentrada de corrent continu a un voltatge simètric de sortida de corrent altern, amb la magnitud i freqüència desitjada per lusuari.

Als seus inicis, les instal·lacions fotovoltaiques utilitzaven l' electricitat per al consum al mateix voltatge i amb la mateixa manera que la rebien dels panells solars i bateria. És a dir, es treballava amb un corrent continu de 12, 24 o 48 volts.

Aquesta característica va marcar una gran diferència amb els usuaris que disposaven de xarxa de distribució elèctrica o de grups electrògens a 220 volts de corrent altern. Per això, es van introduir els inversors elèctrics.

Per què serveix un inversor de corrent?

Els inversors utilitzen una gran varietat d'aplicacions, des de petites fonts d'alimentació per a ordinadors, fins a aplicacions industrials.

A continuació enumerem alguns exemples en què es fa servir un inversor elèctric:

  • En una instal·lació fotovoltaica s'utilitzen per convertir el corrent continu que subministren els panells solars en corrent altern.

  • A fonts d'alimentació ininterrompuda d'una instal·lació elèctrica, l'inversor converteix la tensió subministrada per la bateria en corrent altern.

  • En la transmissió d'energia elèctrica, l'inversor converteix l'energia en corrent continu transferit en algunes línies elèctriques per alimentar la xarxa de corrent altern.

  • La realització d'una font d'alimentació commutada, per a la transformació en corrent continu, amb avantatges considerables en termes d'eficiència, mida i pes

  • Al sector aeroespacial, s'utilitzen per proporcionar aviónica d'avió amb un corrent altern altament estable fins i tot si és subministrat per bateries (en el cas d'una falla elèctrica)

  • Variació de velocitat en motors elèctrics.

Com funciona un inversor de corrent?

Un inversor simple consta d'un oscil·lador que controla un transistor, que s'utilitza per interrompre el corrent entrant i generar una ona rectangular.

Els inversors d'ona sinusoïdal tenen un transformador que suavitza la seva forma fent-la semblar una mica més una ona sinusoïdal. Una bona tècnica per aconseguir això és utilitzar la tècnica de PWM aconseguint que la component principal sinusoïdal sigui molt més gran que les harmòniques superiors.

La forma d'ona quadrada generada per aquests dispositius té el problema de ser rica en harmònics superiors, mentre que l'ona sinusoïdal de la xarxa elèctrica n'està desproveïda.

Avantatges dels inversors de corrent

  • És el tipus de corrent que es fa servir a tot el món i, per tant, dóna un punt de normalitat.

  • Facilita la compra d'electrodomèstics per poder accedir als que són més eficients.

  • Permet mantenir valors estables de voltatge i forma d'ona malgrat la variabilitat de l'estat de càrrega de les bateries.

  • El fet de treballar amb voltatges superiors (220V és 18 vegades 12V) permet treballar amb una intensitat de corrent més baixa d'acord amb la llei d'Ohm. D'aquesta manera es poden fer servir conductors elèctrics més prims i es minimitzen les pèrdues per l'efecte Joule.

Desavantatges dels inversors de corrent

  • La instal·lació consta d'un element més, el convertidor. Per tant, disminueix la fiabilitat del sistema.

  • El convertidor té unes pèrdues elèctriques compensar generant més electricitat als mòduls (5%).

  • En instal·lacions petites, el convertidor pot representar una part important del pressupost; per exemple, per a una instal·lació d'uns 100 Wp de potència de mòduls, un convertidor de 250 W pot representar un 20% del cost total.

Quines característiques cal tenir en compte en un inversor de corrent?

Principals característiques que defineixen un convertidor

  • Voltatge d'entrada (Vcc): aquest valor ha de ser igual al de l'acumulador (12, 24, 48 V).

  • Voltatge de sortida (Vca): aquest valor ha de ser normalitzat (230 Vca).

  • Estabilitat del voltatge de sortida/entrada: s'admeten variacions de fins al 10% per a convertidors d'ona quadrada i del 5% per a convertidors d'ona sinusoïdal.

  • Tipus d'ona: actualment, els inversors han de presentar un format tipus de corrent altern normalitzat amb una ona sinusoïdal pura.

  • Capacitat de sobrecàrrega (potències punta) i de protecció tèrmica: molt útil en instal·lacions amb motors, ja que en el moment de començar es pot duplicar la potència necessària per al funcionament nominal, encara que només durant uns segons.

  • L'eficiència energètica o el rendiment del convertidor és la relació entre l'energia que facilita el convertidor als consums en corrent altern i l'energia que necessita aquest convertidor d'entrada (de la bateria).

  • Arrencada automàtica i estat en espera: permet que les parts de potència del mateix convertidor es desconnectin en absència de consums. Després, es tornen a connectar quan detecten una demanda energètica per sobre un llindar prèviament fixat.

  • Protecció contra la inversió de polaritat i curtcircuits: opcions bàsiques, ateses les possibilitats derror o de funcionament defectuós dels circuits de consum que són elevades durant la vida del convertidor.

  • Distorsió harmònica baixa: paràmetre relacionat amb la qualitat de l'ona generada. Els harmònics normalment s'eliminen per mitjà de filtres, encara que això comporti pèrdues. La variació de la freqüència de la tensió de sortida serà inferior al 3% de la nominal.

  • Possibilitat de ser combinat en paral·lel: permetrà un possible creixement de la instal·lació i de la potència de consum.

  • Bon comportament amb la variació de la temperatura: marge d'operació entre -5 i 40ºC.

Inversors de corrent per a cel·les solars

Els inversors dels sistemes fotovoltaics per a lentrada a la xarxa elèctrica està dissenyat específicament per a aquesta finalitat. La seva funció és la de transformar l'energia elèctrica en forma de corrent continu produït per les cel·les solars en corrent altern per poder-la subministrar a la xarxa elèctrica.

Els panells fotovoltaics tenen una corba característica voltatge/intensitat tal que hi ha un punt de treball òptim, anomenat punt de màxima potència. Si ens mantenim en aquest punt, és possible extreure la màxima potència de les cel·les solars.

Aquesta corba característica varia contínuament dacord amb el nivell de radiació solar rebut. Aquest tipus dinversors de corrent són optimitzadors de potència perquè estan dissenyats per romandre en aquest punt i obtenir màxima producció denergia elèctrica possible.

Inversor carregador

En el cas d'utilitzar bateries, al mercat hi ha els inversors carregadors. Un inversor carregador té dues funcions:

  • Transforma el corrent continu que surt de les bateries a corrent altern

  • Disposeu d'un carregador per subministrar energia a la bateria procedent d'una font elèctrica externa.

Inversor híbrid

Els inversors híbrids poden alimentar-se tant de la xarxa elèctrica com duna bateria proporcionant el mateix tipus de corrent elèctric de sortida. És a dir, la tensió dentrada pot ser duna bateria en corrent continu o de la xarxa elèctrica en corrent altern.

Inversor string

Aquest tipus dinversor solar sutilitza en panells solars connectats en sèrie que estan agrupats en ramals per enviar tota lenergia elèctrica generada a un sol inversor de corrent.

 

 

      Autor:

      Data de publicació: 8 de abril de 2016
      Última revisió: 22 de juny de 2022