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10 de abril de 2025
Enfrentamiento de recortes: Las relaciones CC:CA no son iguales
En el capítulo 2 describimos la diferencia en la relación CC:CA entre los microinversores y los inversores monofásicos, incluso cuando no se utilizan baterías. Este capítulo extra explica en detalle por qué y cómo los inversores monofásicos superan a los microinversores.
Relación CC:CA: Qué significa
La relación CC:CA es un parámetro clave en el diseño solar. Compara la potencia total de los módulos solares (CC) con la potencia máxima del inversor (CA). Por ejemplo, un sistema de 15 kW con un inversor de 11,4 kW (o la suma de la capacidad de los microinversores) tiene una relación CC:CA de 1,3:1.
Según Aurora Solar, una empresa líder en software de simulación de diseño y rendimiento solar, "a menudo tiene sentido sobredimensionar un campo solar, de modo que la relación CC-CA sea superior a 1. Esto permite una mayor captación de energía cuando la producción está por debajo de la potencia nominal del inversor, como suele ocurrir durante la mayor parte del día".
Sin embargo, continúa Aurora Solar, "este enfoque no está exento de costes. O se gasta dinero en un inversor adicional o se pierde la cosecha de energía por el recorte del inversor".
Pero no todas las relaciones CC:CA se comportan igual, especialmente cuando se comparan inversores de cadenas y microinversores.
Recorte: Inversores de cadenas frente a microinversores
Aunque tanto los inversores monofásicos como los microinversores recortan energía cuando la potencia de los módulos supera la capacidad del inversor, los inversores monofásicos recortarán menos de media porque:
1. Suavizado de potencia agregada en inversores monofásicos
Los inversores monofásicos gestionan la energía a nivel de matriz, combinando la salida de todos los módulos en una única entrada de CC. Es decir:
- Los módulos se equilibran entre sí: Si un grupo de módulos produce la máxima potencia (por ejemplo, los orientados al oeste por la tarde) y otro está a la sombra o funciona por debajo de la máxima (por ejemplo, los orientados al este por la tarde), es menos probable que la potencia total del conjunto supere la capacidad del inversor.
- Curva de salida más suave: La generación combinada de todos los módulos reduce la probabilidad de saturación, incluso cuando los módulos individuales funcionan al máximo de su capacidad.
2. Recorte por módulo en microinversores
Los microinversores funcionan de forma independiente para cada módulo, convirtiendo la CC en CA a nivel de módulo, lo que genera ineficiencias:
- Recorte en cada módulo: Cada microinversor tiene una capacidad nominal fija (por ejemplo, 350 W). Si un módulo de 450 W alcanza su pico, los 100 W sobrantes se recortan, aunque otros módulos del sistema produzcan menos que su pico.
- No se comparte entre módulos: A diferencia de los inversores monofásicos, los microinversores no pueden agregar potencia entre módulos, por lo que el exceso de energía de los módulos de alto rendimiento se pierde, incluso si otros módulos tienen un rendimiento inferior.
Comparación de la producción de energía con un ejemplo concreto
Veamos la diferencia comparando el rendimiento de los microinversores frente a los inversores monofásicos con la misma relación CC:CA en la misma casa (véase la figura 16) con las siguientes características:
- Instalación solar de 15 kW compuesta por módulos de 35x440 W
- 2 matrices: 17 módulos en el Este (azul), 17 en el Oeste (amarillo)
- El sol brilla sobre el conjunto Oeste, generando un potencial de 400W por módulo.
- El conjunto Este genera 250 W por módulo
- Opción 1: optimizadores de 700 W + inversor monofásico de 11,4 kW (relación CC:CA de 1,35:1)
- Opción 2: microinversores de 325 W en cada módulo (relación 1,35:1 CC:CA)
A continuación podemos ver la comparación de rendimiento entre estas dos configuraciones. Los microinversores de la opción 2 recortan el 13% de la producción porque recortan a nivel de módulo. El inversor monofásico de la opción 1 no se recorta porque la menor producción del campo Este compensa la mayor producción del campo Oeste.
Potencia máxima
- Este: 4.500 W (250 W x 18)
- Oeste: 6.800 W (400 W x 17)
- Total: 11.300 W (4.500 W + 6.800 W)
Arquitectura de CC:
- Este: 4.500 W (250 W x 18)
- Oeste: 6.800 W (400 W x 17)
- Total: 11.300 W (4.500 W + 6.800 W)
- 0% de recorte
AC Arquitectura
- Este: 4.500 W (250 W x 18)
- Oeste: 5.525 W (325 W x 17)
- Total: 10.025 W (4.500 W + 5.525 W)
- 13% de recorte
La diferencia diaria
Las curvas de producción de energía de la Figura 16 ilustran la diferencia de rendimiento entre las dos tecnologías a lo largo de un solo día.
Arquitectura CC: Sólo se cortará si la SALIDA TOTAL DE POTENCIA (matrices ESTE + OESTE) supera la capacidad del inversor. Con orientaciones diferentes. El recorte es menos probable.
Arquitectura de CA: Se recorta en cada módulo, por lo que primero se recorta la matriz ESTE y luego la OESTE, lo que reduce la POTENCIA TOTAL. El recorte es más probable.
El papel de la orientación por módulos
Con frecuencia, los módulos se instalan en varias orientaciones (por ejemplo, tejados orientados al este y al oeste) porque:
- Las azoteas residenciales tienen un espacio limitado. Las orientaciones múltiples capturan más superficie.
- Picos distribuidos: Los módulos orientados en distintas direcciones producen su pico de potencia en diferentes momentos del día, lo que crea una curva de potencia global más suave.
- Captar las horas de la mañana y la tarde. Las compañías eléctricas compensan cada vez más las horas de la mañana y la noche que las horas centrales del día, en gran parte debido al predominio de la energía solar en la red.
- Reducción de la saturación: Incluso con una elevada relación CC:CA, es menos probable que la potencia total del sistema supere la capacidad del inversor con los inversores monofásicos.
Conclusión
No todas las relaciones CC:CA son iguales. Aunque tanto los inversores de string como los microinversores recortan energía cuando la potencia de CC supera la capacidad de CA, los inversores de string reducen significativamente las pérdidas por recorte al agregar potencia en todo el conjunto.
Para los propietarios de viviendas que buscan maximizar su producción de energía y sus ahorros, un sistema de inversores string con CC optimizada es la opción más clara: capturar más energía, minimizar las pérdidas y prepararse para el futuro de la energía solar + almacenamiento.
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A continuación figura una lista completa de los capítulos incluidos en esta serie (los enlaces se irán añadiendo a medida que se publiquen los capítulos):
A continuación figura una lista completa de los capítulos incluidos en esta serie (los enlaces se irán añadiendo a medida que se publiquen los capítulos):
- Resumen: El creciente impuesto de los microinversores
- Tendencias: Principales cambios en la industria solar
- Impuesto de recortes: Dejar la energía sobre la mesa
- Impuesto de conversión: El coste oculto de las baterías acopladas a CA
- Impuesto sobre equipos: Más equipos, más problemas
- La solución es la CC: Optimizadores de CC, baterías acopladas de CC
- Bonificación: Enfrentamiento por recorte: No todas las relaciones CC:CA son iguales
- Glosario de términos
