Inversores solares: qué son, tipos, ventajas y coste

Tal vez has considerado invertir en energía solar para aprovechar todas las ventajas de esta fuente limpia y sostenible. Quizás incluso te has informado sobre las diferentes opciones de paneles solares disponibles. Sin embargo, te has preguntado ¿cómo la luz del sol captada por los paneles se convierte en energía que podemos utilizar para hacer funcionar maquinaria y equipos? Este proceso clave es posible gracias a los inversores solares.

Si bien los paneles solares son la parte más visible de este sistema, el inversor solar desempeña un papel fundamental. De hecho, se podría considerar que este dispositivo es el cerebro de la instalación fotovoltaica. De ahí que, para maximizar la eficiencia del sistema y aprovechar al máximo la energía generada, sea muy importante elegir el más adecuado.

En este artículo, exploramos qué son los inversores solares, cuáles son los distintos tipos que existen y qué ventajas ofrecen. Además, resolveremos algunas dudas frecuentes, como cuántos paneles se pueden conectar a un inversor.

¿Qué son los inversores solares?

Los inversores solares son dispositivos esenciales en los sistemas de energía solar fotovoltaica. Este componente convierte la corriente continua (CC) que generan las placas solares en corriente alterna (CA), que es el tipo de electricidad compatible con los dispositivos eléctricos y con la red. Y es que, sin esta conversión, la energía producida por los paneles solares no sería aprovechable para su uso.

¿Cómo funcionan los inversores solares?

El funcionamiento necesario para que los inversores solares transformen la corriente continua en corriente alterna se compone de diversos pasos. A continuación, detallamos las etapas principales de este proceso: 

1. Generación de CC: los paneles solares generan corriente continua cuando reciben luz solar.
2. Entrada de corriente al inversor: la corriente continua generada pasa al inversor solar.
3. Conversión de CC a CA: se produce la transformación de corriente continua a corriente alterna mediante una conmutación eléctrica*, un proceso que utiliza dispositivos semiconductores de potencia para realizar la conversión.
4. Regulación de tensión: el inversor regula la tensión de salida mediante los circuitos internos que tiene, para que la corriente sea estable y adecuada para el consumo. Este proceso puede llevarse a cabo antes, durante o después de la conversión.

Otras funciones de los inversores

Además de la conversión básica, los inversores solares realizan otras funciones que maximizan la eficiencia y seguridad del sistema. A continuación, te detallamos las más importantes:

• Seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT, por sus siglas en inglés): ajustan los parámetros eléctricos para maximizar la potencia extraída de los paneles solares en diferentes condiciones.
• Sincronización con la red: aseguran que la electricidad generada coincida en frecuencia y voltaje con la red eléctrica.
• Monitorización: controlan el rendimiento del sistema fotovoltaico y proporcionan datos sobre la producción de energía.

Tipos de inversores solares

Para elegir el inversor solar más adecuado, es importante conocer los diferentes tipos que existen. A continuación, te presentamos una clasificación basada en dos criterios principales:

Según la potencia y configuración eléctrica

Si se tiene en cuenta la potencia instalada y la configuración por fases o circuitos eléctricos diferenciados, podemos diferenciar dos tipos de inversores solares: los monofásicos y los trifásicos. Cada uno será más adecuado dependiendo del entorno en el que se vaya a utilizar (empresa o vivienda) y de las necesidades específicas de consumo y distribución de energía. Aquí, analizamos ambos tipos de inversores solares:

Inversores monofásicos

Estos inversores solares están diseñados para instalaciones residenciales y pequeños comercios, ya que convierten la corriente continua en corriente alterna monofásica. Es decir, emplean una única fase y corriente alterna. Asimismo, este tipo de inversores cuenta con las siguientes características:

• Manejan potencias entre 2 y 10 kW, por lo que son perfectos para instalaciones que generan menos de 10 kW.
• Convierten la energía solar en corriente alterna de 220-240 V.
• Existen modelos que ofrecen opciones de monitoreo en remoto y conexión a internet para poder realizar un seguimiento del rendimiento.

Para determinar si tu instalación cuenta con un inversor monofásico, revisa el cuadro eléctrico . Los sistemas monofásicos suelen estar organizados en circuitos dobles.

Inversores trifásicos

Los inversores trifásicos se emplean en sistemas de energía solar de mayor escala, como en el sector industrial. Estos dispositivos usan redes con tres fases y tres corrientes alternas. Entre sus características principales, encontramos las siguientes:

• Soportan potencias superiores a 10 kW, por lo que son adecuados para instalaciones comerciales, industriales y grandes plantas solares.
• Generan corriente alterna trifásica de 380-400 V, compatible con sistemas eléctricos de alta potencia.
• Tiene un coste más elevado que los dispositivos monofásicos, pero son más completos.

Según la tecnología aplicada a instalaciones con conexión a la red

Además del criterio anterior, los inversores solares pueden dividirse según la tecnología que emplean para gestionar la energía. Dentro de esta clasificación, podemos encontrar los siguientes tipos:

Inversores string o en cadena

Los inversores solares string , también denominados en cadena o centralizados, son una opción que se utiliza de forma frecuente en instalaciones fotovoltaicas que no se ven afectadas por sombras. Además, son adecuados tanto para instalaciones pequeñas como grandes. 

En estos sistemas, los paneles se disponen en serie, formando cadenas, y cada una de ellas se conecta a una entrada del inversor. De esta manera, el inversor extrae la máxima potencia posible de cada string.

Los inversores solares string son una buena alternativa para empresas o industrias donde la radiación solar es constante todo el año y no queda bloqueada por sombras. En estos casos, ofrecen una serie de ventajas como las siguientes:

• Costes de instalación y mantenimiento más bajos que otras alternativas.
• Montaje sencillo , ya que suelen requerir menos componentes y pueden integrarse fácilmente en instalaciones ya existentes.
• Opción de monitoreo del sistema a través de plataformas digitales, que permiten a las empresas llevar un control detallado del rendimiento, detectar posibles fallos a tiempo y optimizar la eficiencia energética.
• Posibilidad de incluir optimizadores de potencia para ajustar la producción de cada panel.

Sin embargo, también presentan algunos inconvenientes o desafíos:

• Si un panel se ve afectado su rendimiento, por ejemplo, por sombras, la potencia de toda la cadena se limitará a la potencial del módulo solar más débil.
• Ofrecen una menor flexibilidad para expansiones futuras, en comparación con otras opciones como los microinversores.

Microinversores 

Los microinversores se instalan en la parte posterior de cada panel de forma independiente. Es decir, cada módulo tiene su propio inversor, que convierte la energía de corriente continua en corriente alterna en el mismo tejado. 

Este funcionamiento ofrece una serie de ventajas , entre las que destacan las siguientes:

• La energía producida por un panel no afecta al resto, lo que ayuda a mantener el rendimiento total. Este es uno de los motivos que han impulsado la popularidad de esta opción en las instalaciones de autoconsumo. 
• Permiten a las empresas controlar la producción de cada panel, lo que facilita una respuesta más rápida en caso de fallo. 
• Ofrecen una mayor facilidad para expandir el sistema , ya que se pueden añadir nuevos paneles con sus respectivos microinversores.
• Operan en baja tensión , lo que reduce los riesgos eléctricos.

Si bien el coste es superior y el mantenimiento puede suponer un mayor desafío que el de los inversores string, ofrecen mayor flexibilidad y eficiencia en condiciones variables. Por esta razón, son una opción perfecta para instalaciones con sombras parciales u orientaciones complejas o múltiples. 

Optimizadores de potencia

Los optimizadores de potencia son dispositivos que se instalan en cada panel solar y trabajan en conjunto con un inversor central. 

Al igual que sucede con los microinversores, estos dispositivos se colocan en la parte trasera del panel. Sin embargo, no convierten la energía desde cada módulo, sino que la envían a un inversor central que trabaja como un inversor en cadena. De esta forma, esta alternativa combina las mejores características de los inversores solares string y de los microinversores.

¿Cuáles son algunas de las ventajas de este funcionamiento?

• Maximizan la producción los paneles solares mediante un ajuste del MPPT de forma individual.
• Reducen el coste en comparación con los microinversores.
• Adaptación a espacios con sombreados y diseños complejos.

No obstante, aunque cuentan con diversas ventajas, comparten algunos de los inconvenientes característicos de los microinversores. Por ejemplo, implican un mayor coste que los inversores en cadena y pueden dificultar el mantenimiento de las placas solares y la sustitución de piezas.

Inversores híbridos

Los inversores solares híbridos combinan la función de un inversor convencional en cadena con la capacidad de gestionar la carga y descarga de energía. De esta forma, no solo transforman la energía, sino que también facilitan su almacenamiento. Estos inversores están diseñados para prolongar la vida de las baterías , uno de los componentes más costosos de la instalación. Para ello, convierten la corriente continua generada por los paneles solares en corriente alterna, gestionan la producción de energía y, si hay excedente, la devuelven a la red. 

A continuación, detallamos las ventajas de este tipo de sistemas híbridos:

• Mayor flexibilidad en el uso de la energía, ya que el sistema alterna entre el uso de las baterías y el inversor. Y es que, si el nivel de las baterías es bajo, el inversor toma energía de la red eléctrica externa. El objetivo de esta tecnología es que el sistema sea lo más autosuficiente posible y maximice el ahorro de energía. De hecho, hay algunos modelos, denominados inversores inteligentes, que pueden cargar las baterías utilizando energía de la red en el momento en el que los precios son más bajos y, además, suministran energía cuando el sistema solar no genera suficiente electricidad.
• Facilitan expansiones futuras. Es un sistema que permite añadir una batería más adelante.
• Ofrecen una carga de corriente continua más eficiente a baterías o vehículos eléctricos. 

Si bien esta es una buena opción para instalaciones que cuentan con baterías, hay que tener en cuenta que tienen un coste inicial superior. Sin embargo, son una buena inversión a largo plazo para aquellas empresas que buscan una autonomía energética. También es un sistema rentable para quienes quieran integrar la energía solar, el almacenamiento en baterías y la carga de vehículos eléctricos como parte de una estrategia energética completa.

Instalaciones con baterías o aisladas

Las instalaciones con baterías aisladas emplean una tecnología que prescinde de la red eléctrica externa. Como en el caso de los inversores híbridos, estos sistemas incorporan reguladores y utilizan baterías para almacenar el excedente de energía generado por los paneles solares.

Sin embargo, este tipo de instalación se utiliza para proporcionar electricidad en lugares donde no hay acceso a la red eléctrica convencional o donde extenderla sería muy costoso. Por ejemplo, este sistema se emplea en autocaravanas o barcos.

Ventajas de los inversores solares de alta calidad

Si bien la función principal de un inversor solar es transformar la energía generada por los paneles solares, los dispositivos de alta gama también realizan otras funciones. A continuación, te mostramos algunos de los beneficios adicionales que ofrecen los inversores solares de alta gama:

Optimización de la producción de energía

Desde un punto de vista eléctrico, los inversores solares conectados a la red de máxima calidad crean una onda sinusoidal pura, adecuada para dispositivos electrónicos sensibles y motores de velocidad variable. En cambio, los inversores de calidad básica producen una onda sinusoidal modificada, que puede ser suficiente para dispositivos más simples, pero resulta menos eficiente y segura para equipos que requieren una mayor precisión en el flujo de corriente. 

En este sentido, te presentamos los principales beneficios de los inversores de alta calidad:

• Regulan el voltaje de los paneles solares para que su sistema de energía renovable funcione de forma eficiente. Y es que los inversores de alta calidad tienen una eficiencia superior al 90%.

• Reducen los costes de la factura de la luz e impulsan el ahorro energético, lo que favorece el retorno de la inversión a largo plazo y promueve la sostenibilidad ambiental.

Control del rendimiento del sistema

Los inversores solares tienen la capacidad de controlar el rendimiento del sistema fotovoltaico. De hecho, la mayoría del control se realiza a través de este dispositivo, lo que ofrece beneficios como los siguientes:

• Monitorización en tiempo real de la producción. En la actualidad, a través de aplicaciones móviles o sitios web, se puede consultar cuánta energía están produciendo tus paneles. 
• Revisión periódica. Los inversores de alta calidad realizan comprobaciones de forma regular para avisar de posibles incidencias, verificar que todos los elementos funcionan y optimizar la producción de energía.

Detección de fallos y desconexión automática

Para garantizar la seguridad de la instalación solar, los inversores solares de alta calidad cuentan con sistemas de detección y desconexión automática. A continuación, analizamos algunas de las funciones de estos dispositivos para proteger la instalación:

• Prevención de problemas. Si no se realiza un mantenimiento predictivo adecuado, el cableado eléctrico y los equipos solares antiguos pueden provocar problemas peligrosos, como fallos a tierra o arcos eléctricos* . Contar con un inversor solar puede ser determinante a la hora de detectar estas anomalías.

* Fenómeno que sucede cuando hay una descarga de alta intensidad entre dos electrodos sometidos a una diferencia de potencial. Si no se controla, pueden causar quemaduras graves o incendios.

• Detección automática de fallos. Cuando esto ocurre, el inversor de conexión a la red detecta con rapidez el problema y se desconecta para proteger el resto del sistema.
• Notificación de incidencias. Además, en estas situaciones, alerta al usuario para que pueda revisarlo y evitar daños mayores. 

Como los inversores desempeñan un papel esencial en el funcionamiento seguro del sistema de paneles solares, es crucial que la instalación sea realizada por un profesional cualificado. De esta forma, se invierte en operaciones más duraderas y eficientes. 

¿Cuánto cuesta un inversor solar?

Como hemos visto, el coste de los inversores solares depende del tipo que queramos instalar.

• Inversores de cadenas: suelen oscilar entre 1.000 y 4.000 euros. 
• Optimizadores de potencia: pueden aumentar los costes totales entre 50 y 200 euros por panel. 
• Microinversores: cuestan entre 200 y 400 euros por panel solar.

Es importante tener en cuenta que estos precios son orientativos y pueden variar por diversos factores, como el fabricante, las características específicas del inversor o el tamaño del sistema. Además, el precio del inversor solar es solo una parte del importe total de una instalación fotovoltaica, por lo que es recomendable solicitar presupuestos detallados a instaladores profesionales para tu caso específico.

¿Cuál es la vida útil de un inversor solar?

La vida útil de los inversores solares depende de factores, como la calidad de los componentes, las condiciones medioambientales, la ubicación de la instalación y las prácticas de mantenimiento. Sin embargo, los fabricantes acostumbran a ofrecer una estimación aproximada de los años de vida. 

Por ejemplo, se espera que la mayoría de los inversores monofásicos convencionales duren entre 10 y 15 años, y algunos, incluso, pueden funcionar hasta 20 años. Otros modelos más avanzados, como los microinversores, tienden a durar más, entre 15 y 25 años.

Si bien muchos fabricantes creen que sus productos ofrecen garantías de entre 20 a 25 años, es recomendable considerar los posibles costes de sustitución una vez que finalice la garantía. En este sentido, marcas de alto reconocimiento, como Huawei, ofrecen una garantía de aproximadamente 5 años para inversores trifásicos comerciales de potencia media o alta, y de hasta 10 años para inversores monofásicos residenciales de baja potencia.

¿Cuántos paneles solares se pueden conectar a un inversor?

La cantidad de paneles solares que se pueden conectar a un inversor solar depende de la capacidad del inversor y de las características eléctricas de los paneles. También, es necesario revisar las especificaciones técnicas del fabricante para calcular el número máximo de paneles que se pueden conectar de forma segura. 

Para ello, habrá que prestar atención a los siguientes aspectos: 

• Potencia nominal de salida en CA.
• Rango de voltaje de entrada en CC.
• Corriente máxima de entrada.

Además, será necesario tener en cuenta los siguientes datos: 

• Número mínimo de paneles: se obtiene al dividir el voltaje mínimo de funcionamiento del inversor entre el voltaje del panel a máxima potencia.
• Número máximo de paneles: se calcula dividiendo el voltaje máximo que acepta el inversor entre el voltaje del circuito abierto del panel.

Sin embargo, siempre se recomienda consultar la configuración exacta con un profesional cualificado, ya que hay factores, como la orientación, inclinación y sombras, que pueden afectar de forma significativa al rendimiento del sistema.

¿Qué inversor solar es el adecuado para mi empresa?

La elección adecuada de un inversor solar es un factor crítico para maximizar el rendimiento y la eficacia de una instalación fotovoltaica. Y es que este dispositivo no solo optimiza el rendimiento del sistema, sino que también garantiza su duración y rentabilidad a largo plazo. De ahí que optar por un inversor inadecuado puede provocar ineficiencias en el sistema, lo que se traduce en facturas de luz más elevadas o, incluso, en daños en las instalaciones.

Además, el mercado de los inversores solares está experimentando importantes avances tecnológicos que mejoran su eficiencia y funcionalidad. En este sentido, algunas de las principales innovaciones son las siguientes:

• Integración de inteligencia artificial y asistentes virtuales para optimizar el rendimiento de los sistemas.
• Monitorización y control remoto más avanzados para maximizar la producción.
• Desarrollo de inversores más potentes, compatibles con módulos fotovoltaicos de mayor capacidad.
• Mayor integración con sistemas de almacenamiento, sobre todo, en el sector industrial.
• Nuevas soluciones de backup y respaldo energético, que garantizan el suministro en caso de fallos en la red.

Como hemos visto, los inversores solares son piezas fundamentales en las instalaciones fotovoltaicas. Por lo que, si estás considerando invertir en esta fuente de energía sostenible, lo mejor es contar con profesionales cualificados que entiendan la importancia de cada componente esencial y de cada parte del proceso. 

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