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La industria de las nuevas energías se está desarrollando a un ritmo sin precedentes debido al aumento anual del consumo eléctrico y a la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Entre ellas, por sus características de fácil acceso, la energía solar atrae cada vez más atención.
Sin embargo, si necesita una generación de energía conectada a la red de alta potencia, sólo puede confiar en la construcción de centrales fotovoltaicas de alta potencia, ya que los paneles solares de alta eficiencia ocupan una superficie relativamente grande.
Además, también se ha producido un rápido desarrollo de la inversor de alta potenciaque son los componentes principales de las centrales fotovoltaicas.
Qué es un inversor de alta potencia
El inversor de alta potencia se compone de un sistema inversor y un regulador de carga solar integrado. El inversor funciona primero, y el inversor se detiene cuando la batería está bajo tensión. Un inversor es un componente electrónico que convierte la corriente continua en corriente alterna.
Aplicación del inversor se utilizan generalmente para casos de baja potencia, mientras que el inversor de alta potencia se utiliza principalmente para ocasiones de alta potencia, como alta frecuencia y alta tensión. La aparición del inversor de alta potencia permite controlar y aplicar mejor los equipos de alta potencia alimentados por fuentes de alimentación de CC.
Principio del inversor de alta potencia
Para cumplir los indicadores de red especificados, el inversor de 3000 W transfiere a la red la corriente continua generada por el conjunto de paneles solares. La potencia del conjunto fotovoltaico y las condiciones locales de insolación en cada momento determinan la cantidad de electricidad que el inversor inyecta a la red.
Además de la función básica de transformar la corriente continua generada por el panel solar en corriente alterna a una tensión y frecuencia determinadas, el inversor tiene la función básica de transformar la corriente continua en corriente alterna a una tensión y frecuencia determinadas.
Además, debe disponer de MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia) para controlar de forma fiable las perturbaciones de la red y desconectarse de ella en caso de fallo.
Un inversor de alta potencia tiene varias etapas. Funciona añadiendo al circuito de CC unas piezas especiales de control de la energía llamadas tubos de silicio. Estas piezas transforman la corriente continua en corriente alterna. La salida de este inversor es una onda de CA suave, similar a una onda sinusoidal.
La gente utiliza mucho los inversores multietapa porque producen alta tensión, tienen buena calidad de onda y consumen menos energía.
Cómo funciona el inversor de alta potencia
La energía eléctrica funciona de dos maneras: una parte va al sistema inversor, y la energía extra carga la batería automáticamente. Si la energía solar no es suficiente para cubrir la demanda, el regulador envía energía de la batería al sistema inversor.
El regulador protege la batería impidiendo que se sobrecargue o descargue demasiado. Si el voltaje de la batería baja demasiado, el regulador detiene el inversor y pasa a la red eléctrica (electricidad de la red) para suministrar energía.
Cuando se utiliza la red eléctrica, ésta carga la batería con energía solar mediante un proceso especial llamado modulación del rectificador. Esto aumenta el voltaje de la batería, y entonces el sistema vuelve al modo inversor, cortando la alimentación de la red.
Componentes de un inversor de alta potencia
Un inversor de alta potencia consta de tres partes principales:
- Módulo de alimentación: Proporciona alimentación de CC (corriente continua).
- Módulo de control: Controla los interruptores del inversor.
- Módulo de salida del inversor: Convierte la corriente continua en alterna.
La mayoría de los inversores de alta potencia están conectados a la red. Su diseño suele utilizar un circuito trifásico de puente completo. Las principales pérdidas de energía proceden del módulo IGBT y del transformador. Por ello, los investigadores se centran en mejorar la eficiencia del inversor IGBT para que los inversores funcionen mejor.
Características de los inversores de alta potencia
Los inversores de alta potencia gestionan tensiones de entrada, corrientes y potencias mayores que los inversores normales. Por ello, su diseño y uso tienen requisitos específicos.
- Requisitos de alta estabilidad
Para garantizar una tensión de salida de CA estable, los inversores de alta potencia deben utilizar componentes de alta calidad, como dispositivos de conmutación y transformadores. Además, necesitan sistemas de protección contra sobretensiones y sobrecorrientes para mantener tanto la seguridad como la fiabilidad.
- Alta tensión de salida
Estos inversores suelen proporcionar una tensión de salida de CA de 220 V o superior. Esto significa que necesitan dispositivos de conmutación y transformadores de alta tensión. Además, un sistema de regulación de tensión es esencial para mantener constante la tensión de salida.
- Alta disipación del calor
Dado que los inversores de alta potencia manejan más potencia, generan mucho calor durante su funcionamiento. Para evitar el sobrecalentamiento y prolongar su vida útil, son necesarios disipadores de calor eficientes que mejoren el rendimiento de la refrigeración.
- Control preciso
El control preciso también es importante para los inversores de alta potencia. Esto se consigue utilizando tecnologías avanzadas como los lazos de control PID y los controladores DSP, que garantizan un rendimiento preciso y fiable.
Con estas características, los inversores de alta potencia están diseñados para ofrecer una conversión de energía segura, estable y eficiente.
Aplicaciones del inversor de alta potencia
Los inversores de alta potencia son esenciales en muchos campos por su eficacia y estabilidad. Permiten alimentar dispositivos de alto consumo energético en la sociedad moderna, y sus usos no dejan de crecer.
- Almacenamiento de energía
Los inversores de alta potencia desempeñan un papel importante en los sistemas de almacenamiento de energía. Se utilizan habitualmente en instalaciones de almacenamiento de baterías a gran escala, drones y otros equipos debido a su alta eficiencia y rendimiento fiable.
- Transporte
En el sector del transporte, los inversores de alta potencia se utilizan en locomotoras, vehículos eléctricos y aplicaciones similares para proporcionar una salida de energía eficiente. También pueden funcionar con fuentes de energía como paneles solares y turbinas eólicas, lo que los hace ideales para diversos tipos de vehículos.
- Aviación
En la industria aeronáutica, los inversores de alta potencia se utilizan en aviones, drones tripulados y otros equipos. Garantizan un suministro eléctrico fiable, algo crucial para la aviación, donde la estabilidad y la fiabilidad energéticas son esenciales.
En resumen, los inversores de alta potencia han revolucionado la forma de utilizar los dispositivos de alta energía. Sus aplicaciones son cada vez mayores, lo que los hace más valiosos en la tecnología y las industrias modernas.
Conclusión
Los inversores son una pieza clave de los dispositivos electrónicos modernos. La eficiencia de los inversores fotovoltaicos es muy importante y suele mejorarse utilizando un diseño de puente completo trifásico y reduciendo la pérdida de energía en los módulos IGBT. Esto ayuda a que los inversores funcionen mejor.
Los inversores de alta potencia son conocidos por su capacidad para proporcionar una potencia estable, una alta tensión de salida, una gestión eficaz del calor y un control preciso. Estas características los hacen fiables y eficientes para diversas aplicaciones.
Preguntas más frecuentes
El inversor puede convertir la corriente continua producida por los paneles solares en corriente alterna. Pues casi todos los electrodomésticos como AC, TV, Frigorífico, Cargador HP, etc. utilizan corriente eléctrica AC. Debido a su importancia, el inversor es llamado el cerebro de todo el sistema de paneles solares.
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