L'augment de l'eficiència de les instal·lacions fotovoltaiques residencials, gràcies a l'ús de micro inversors. Els sistemes MPLE d'última generació

2020-03-09

En un sistema solar fotovoltaic, els inversors tenen la funció de convertir l'electricitat de corrent continu, produïda pels panells solars, en corrent altern.

Fins avui, la gran majoria dels sistemes solars utilitzen inversors convencionals que podem anomenar de configuració per a cadenes de panells solars. En aquests sistemes, els panells solars estan connectats en sèrie per formar una cadena. El panell solar cablejat en sèrie afegeix més voltatge a la cadena la qual forma part. D'aquesta manera, un panell en sèrie amb una altra, suma el seu nivell de voltatge. Creada una cadena, una o més cadenes estan connectades a l'inversor en connexió paral·lela per afegir més corrent (més ampers). Per tant, es desenvolupa una matriu de panells solars en sèrie i paral·lel d'acord a les necessitats de la instal·lació del propi inversor.

Els inversors convencionals tenen un rang de potència limitat i els grans sistemes solars necessiten diversos inversors (per exemple, instal·lacions industrials o horts solars). Els inversors convencionals, han estat durant molts anys l'única solució del mercat i el seu ús en aplicacions fotovoltaiques ha estat massiu, en tot el món. De tota manera, els inversors convencionals presenten alguns inconvenients.

El primer gran inconvenient passa quan, una part dels panells solars està ombrejada. Quan un o més panells produeixen menys energia a causa de les ombres o un problema tècnic en el propi panell, la potència de sortida de tota la cadena (en sèrie) es redueix al nivell del panell amb problemes. Això, sens dubte, redueix quan passa, dràsticament la potència de sortida de tot el sistema. A més, per descomptat, les àrees que se sap que tenen ombra no es poden fer servir per instal·lar panells solars, ja que se sap que automàticament es redueix l'eficiència de la instal·lació. En teulades residencials, per exemple, on l'espai és limitat, això pot arribar a limitar la instal·lació a un punt no desitjable.

En segon lloc, perquè cada inversor convencional funcioni correctament, cada cadena ha de tenir el mateix nombre de panells solars. Tots s'han d'instal·lar en el mateix angle i tots els panells han de ser de el mateix tipus. Això no afecta molt a un sistema solar gran com en una nau industrial, però, per als sistemes solars residencials i on Solideo és especialista, pot ser tot un desafiament complir amb aquests tres criteris i dissenyar la configuració més productiva que s'ajusti al sostre. Si es vol instal·lar panells en diferents costats de sostre, orientats en diferents direccions, seria necessari un inversor addicional per a cada angle diferent, el que sense cap dubte converteix en una instal·lació no rentable en un sistema petit com en una instalació residencial. Aquest és un altre gran inconvenient.

També hi ha un problema de seguretat amb els sistemes tradicionals d'inversors convencionals. En cas d'emergència que es decideixi per l'electricitat d'entrada a l'habitatge, la xarxa pública es pot apagar sense problema amb l'interruptor general, però no els panells solars. Els panells seguiran produint electricitat mentre el sol brilli. Durant un tall d'energia, l'inversor impedirà que l'electricitat flueixi cap a les línies elèctriques, però els cables des del sostre fins a l'inversor encara estaran sota alta tensió. D'aquesta manera, s'ha de tenir sempre en compte que apagar l'interruptor general de casa no fa que els panells solars facin arribar una quantitat important d'energia fins al seu punt de connexió a l'inversor.

L'arribada dels sistemes MPLE

Per resoldre els problemes d'un sistema inversor convencional, a dia d'avui hi ha dues opcions disponibles al mercat: els micro inversores i els optimitzadors de corrent continua.

Els micro inversors van ser la primera tecnologia de nova generació en entrar al mercat de la fotovoltaica. En un sistema amb micro inversores, la funció d'un inversor es divideix en molts petits inversors. Aquests petits equips, amb una orientació distribuïda i a diferència d'un inversor convencional que tenia una aproximació d'instal·lació centralitzada, s'instal·len darrere de cada panell solar i converteixen l'electricitat de corrent continu en corrent altern, just sota el panell.

Tots els micro inversors poden connectar directament a la xarxa de la vivenda, independentment dels altres micro inversors de el sistema. Quan un panell s'ombreja, per exemple, en cap cas, afectarà el rendiment dels altres panells. El voltatge correcte es troba a través d'una tècnica anomenada seguiment de punt de màxima potència o MPPT. Quan s'aplica el punt de màxima potència a nivell de el panell en lloc d'un sistema en el seu conjunt (com hem comentat anteriorment, en una matriu de panells solars sèrie-paral·lel), el rendiment augmentarà dràsticament, aportant una solució millor a client.

La configuració d'un sistema amb micro inversors a més és molt flexible. Els panells solars es poden instal·lar en diversos angles i es poden afegir diferents tipus de panells solars i micro inversors al sistema. Això permet poder fer créixer la instal·lació, a poc a poc, si aquesta és la intenció de client. a més d'aprofitar a el màxim la teulada. Finalment, per raons de seguretat, quan falla l'energia, els micro inversors s'apaguen i deixen de subministrar electricitat a la seva sortida.

Els micro inversors estan guanyant popularitat ràpidament, especialment per als sistemes solars residencials. Fa uns anys el seu preu no els feia competitius en comparació amb una instal·lació de tipus centralitzada amb inversor convencional. Però a dia d'avui, per a instal·lacions residencials, la solució de micro inversor ja és competitiva en preu comparat amb una instal·lació convencional, aportant a més als nostres clients, una millor solució en tots els aspectes. D'aquesta manera, l'aposta de solideu pel micro inversor, en aplicacions on la seva instal·lació té sentit, és total.

Presentada la solució del micro inversor també parlarem en aquest article dels optimitzadors. Aquest sistema divideix l'inversor convencional en dos equips. Un Optimitzador de potència i un inversor simplificat. Els optimitzadors d'energia es troben sota de cada panell convertint-los en mòduls fotovoltaics intel·ligents. A l'utilitzar el seguiment de nivell panell a panell i els ajustos en temps real de corrent i voltatge, l'optimitzador de potència maximitza la sortida de sistema a el punt de treball òptim de cada panell. Quan un o més panells estan ombrejats en direccions diferents de la cara, el rendiment de cada cadena s'optimitza de manera que els panells de baix rendiment no afectin la sortida dels altres panells en la cadena.

En comparació amb el disseny limitat dels sistemes tradicionals d'inversors convencionals, els sistemes amb optimitzadors de potència són molt flexibles, permet la connexió de cadenes molt més llargues i es poden afegir diferents tipus de panells solars. Per raons de seguretat, durant un tall d'energia, els optimitzadors d'energia redueixen la sortida d'energia de cada panell a un voltatge baix i segur.


Els micro inversors i els opimizadores de potència són coneguts com electrònica de potència de nivell de mòdul o MLPE. Una altra de les grans avantatges de les instal·lacions amb MLPE és que el rendiment de cada panell es pot monitoritzar individualment:


El rendiment de cada panell s'envia a una base de dades i els tècnics autoritzats i el propi usuari de la instal·lació, té un accés web i mobile per veure l'estat de el sistema, component a component. Aquest és un gran benefici per a les activitats de manteniment preventiu i correctiu així com donar una visibilitat total i transparència als nostres clients pel que fa a les garanties de producció a què solideu es compromet contractualment.

En general, els sistemes amb MLPE, per tant, són més eficients i produiran més energia que un sistema similar amb un inversor de cadena tradicional. Fa uns anys, les solucions amb MLPE no tenien una implantació massiva a causa d'un cost més gran, però a dia d'avui, amb el mateix preu, pot aportar-se a l'usuari de la instal·lació una millor solució amb tecnologia MLPE, sobretot amb micro inversor.