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Inversor conectado a la red

Inversor para panel solar conectado a la red
Inversor trifásico de conexión a red para grandes sistemas de paneles solares

Un inversor de conexión a la red convierte la corriente continua (CC) en una corriente alterna (CA) adecuada para inyectarla en una red eléctrica , al mismo voltaje y frecuencia de esa red eléctrica. Los inversores de conexión a la red se utilizan entre generadores de energía eléctrica locales: paneles solares , turbinas eólicas , centrales hidroeléctricas y la red. [1]

Para inyectar energía eléctrica a la red de manera eficiente y segura, los inversores conectados a la red deben coincidir con precisión con el voltaje, la frecuencia y la fase de la onda sinusoidal de CA de la red .

Pago por potencia inyectada

En algunos países, las compañías eléctricas pagan la energía eléctrica que se inyecta a la red eléctrica. El pago se realiza de varias maneras.

Con la medición neta, la compañía eléctrica paga por la energía neta inyectada a la red, según lo registrado por un medidor en las instalaciones del cliente. Por ejemplo, un cliente puede consumir 400 kilovatios-hora en un mes y devolver 500 kilovatios-hora a la red en el mismo mes. En este caso, la compañía eléctrica pagaría por el saldo de 100 kilovatios-hora de energía inyectada a la red. En los EE. UU., las políticas de medición neta varían según la jurisdicción.

La tarifa de alimentación , basada en un contrato con una empresa de distribución u otra autoridad energética, es aquella en la que se le paga al cliente por la energía eléctrica inyectada en la red.

En los Estados Unidos, los sistemas de energía interactivos con la red están especificados en el Código Eléctrico Nacional (NEC) , que también establece requisitos para los inversores interactivos con la red.

Operación

Los inversores de conexión a la red convierten la energía eléctrica de CC en energía de CA adecuada para inyectarla en la red de la empresa de servicios públicos. El inversor de conexión a la red (GTI) debe coincidir con la fase de la red y mantener el voltaje de salida ligeramente más alto que el voltaje de la red en todo momento. Un inversor de conexión a la red moderno de alta calidad tiene un factor de potencia unitario fijo , lo que significa que su voltaje y corriente de salida están perfectamente alineados y su ángulo de fase está dentro de 1° de la red eléctrica de CA. El inversor tiene una computadora interna que detecta la forma de onda de la red de CA actual y emite un voltaje que se corresponde con la red. Sin embargo, puede ser necesario suministrar energía reactiva a la red para mantener el voltaje en la red local dentro de los límites permitidos.

Los inversores de conexión a la red están diseñados para desconectarse rápidamente de la red si la red eléctrica falla. En los Estados Unidos, existe un requisito del NEC [2] que establece que, en caso de un apagón, el inversor de conexión a la red se apague para evitar que la electricidad que genera dañe a las personas que reparan la red eléctrica.

Si se configura correctamente, un inversor de conexión a la red permite que un edificio utilice un sistema de generación de energía alternativo, como la energía solar o eólica, sin necesidad de realizar grandes modificaciones del cableado ni baterías. Si el sistema no produce suficiente energía, la red eléctrica compensa el déficit.

Tipos

Interior de un inversor de conexión a red acoplado a transformador SWEA de 250 W

Los inversores de conexión a la red incluyen los tipos convencionales de baja frecuencia con acoplamiento de transformador, los tipos más nuevos de alta frecuencia, también con acoplamiento de transformador, y los tipos sin transformador. [3] En lugar de convertir la corriente continua directamente en corriente alterna adecuada para la red, los tipos de transformadores de alta frecuencia utilizan un proceso informático para convertir la energía a alta frecuencia y luego nuevamente a corriente continua y luego al voltaje de salida de corriente alterna final adecuado para la red. [4]

Los inversores sin transformador, que son populares en Europa, son más livianos, más pequeños y más eficientes que los inversores con transformadores. Pero los inversores sin transformador han tardado en ingresar al mercado estadounidense debido a las preocupaciones de que los inversores sin transformador, que no tienen aislamiento galvánico entre el lado de CC y la red, podrían inyectar voltajes y corrientes de CC peligrosos en la red en condiciones de falla. [5]

Sin embargo, desde 2005, el NEC de la NFPA permite el uso de inversores sin transformador o sin aislamiento galvánico, eliminando el requisito de que todos los sistemas eléctricos solares estén conectados a tierra negativa y especificando nuevos requisitos de seguridad. Las modificaciones a las normas VDE 0126-1-1 e IEC 6210 definen el diseño y los procedimientos necesarios para dichos sistemas: principalmente, medición de la corriente de tierra y pruebas de aislamiento de CC a red.

Fichas técnicas

Las hojas de datos de los fabricantes para sus inversores generalmente incluyen los siguientes datos:

Véase también

Referencias y lecturas adicionales

  1. ^ http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/463622-TtEMSp/webviewable/463622.pdf OSTI
  2. ^ Manual NEC 2005, Sección 705, "Fuentes de producción de energía eléctrica interconectadas", Artículo 705.40 "Pérdida de fuente primaria"
  3. ^ Du, Ruoyang; Robertson, Paul (2017). "Inversor rentable conectado a la red para un microsistema combinado de calor y energía" (PDF) . IEEE Transactions on Industrial Electronics . 64 (7): 5360–5367. doi :10.1109/TIE.2017.2677340. ISSN  0278-0046. S2CID  1042325.
  4. ^ Solar Energy International (2006). Fotovoltaica: Manual de diseño e instalación , Isla Gabriola, BC: New Society Publishers, pág. 80.
  5. ^ "Informe resumido sobre el taller de inversores de alta tecnología del DOE" (PDF) . Patrocinado por el Departamento de Energía de EE. UU., preparado por McNeil Technologies . eere.energy.gov. Archivado desde el original (PDF) el 27 de febrero de 2012. Consultado el 10 de junio de 2011 .
  6. ^ gosolarcalifornia.org, "Lista de inversores elegibles" Archivado el 10 de febrero de 2009 en Wayback Machine , consultado el 30 de julio de 2009,
  7. ^ "Norma para inversores, convertidores, controladores y equipos de sistemas de interconexión para uso con recursos energéticos distribuidos" . Consultado el 15 de abril de 2017 .
  8. ^ "UL lanza un programa avanzado de pruebas y certificación de inversores" . Consultado el 15 de abril de 2017 .

Enlaces externos