Claves en la puesta en funcionamiento de la energía eléctrica, los inversores de corriente son tan necesarios como desconocidos
Que la electricidad es uno de los vectores clave para el funcionamiento de nuestras vidas es algo que nos ha quedado claro después de conocer cómo funciona el sistema eléctrico; y más una vez sabemos cómo actúan algunos actores de primer nivel en el tejido eléctrico como los centros de transformación o los sistemas de alimentación ininterrumpida. Pero, en esta gran maraña eléctrica existen otros actores que ofrecen estabilidad, seguridad y garantía de suministro eléctrico a nuestro día a día. Hoy nos vamos a detener en entender qué son los inversores de corriente. Venga, vamos a por ello.
En primer lugar, debemos entender mínimamente cómo funciona la energía eléctrica. La corriente eléctrica puede ser de dos tipos: alterna o continua.; aunque normalmente nos referimos a estos dos tipos por sus siglas en inglés: Alternating Current (AC) para la corriente alterna, y Direct Current (DC) para la corriente continua.
La corriente continua (DC) es aquella corriente, o flujo de electrones, que circula en un único sentido en un conductor o cable. Por su lado, la corriente alterna (AC), es aquella en la que los electrones circulan en ambos sentidos en un cable. Esta corriente estará constantemente cambiando o alternando sentido. Al tiempo que transcurre desde que empieza a ir en una dirección, cambia a la otra dirección y vuelve a la dirección original se le llama ciclo; un ciclo que se mide en hercios.
Bien, ahora ya entendemos los dos tipos de corriente existentes y sus principales características. Ya estamos preparados para comprender cuál es la función principal de un inversor de corriente.
Los inversores de corriente son un tipo de convertidor de corriente. Vale, ¿pero qué diantres es un convertidor de corriente? Pues bien, los convertidores de corriente son dispositivos electrónicos capaces de modificar o alterar las características de la tensión y corriente que pasan a través de él para adaptarlas a las necesidades de los dispositivos electrónicos conectados a una red eléctrica.
Con todo, y como es lógico, existen diferentes tipos de convertidores, que podemos clasificar en 4 macro-grupos principales:
- Convertidores AC/DC: Transforman la corriente alterna en continua.
- Convertidores AC/AC: Mantienen la corriente alterna, pero modifican la frecuencia o la tensión.
- Convertidores DC/DC: Mantienen la corriente continua, pero elevan o reducen la tensión.
- Convertidores DC/AC: Transforman la corriente continua en alterna. Estos son los que, comúnmente, llamamos inversores.
Hoy nos detendremos en el papel de los últimos, los convertidores DC/AC. Estos convertidores reciben también el nombre de inversores de corriente, inversores de potencia, o incluso simplemente convertidores de voltaje. Este dispositivo electrónico, como mencionábamos anteriormente, es capaz de convertir la energía eléctrica de corriente continua (DC), en corriente alterna (AC).
Para que lo entendamos, la mayoría de los equipos electrónicos y electrodomésticos que utilizamos en nuestras casas, centros de trabajo, industrias e infraestructuras requieren energía eléctrica en forma de corriente alterna, ya que el suministro se basa en la propia red eléctrica y su corriente es alterna.
Sin embargo, esto no ocurre en el caso de los dispositivos que basan su funcionamiento en las baterías. Y es que el almacenamiento de la energía eléctrica se realiza en corriente continua, por lo que aquellos elementos que necesiten su energía deben transformarla previamente. Ejemplos de esto son los dispositivos electrónicos que se utilizan en vehículos de transporte como los automóviles, los barcos, los camiones o las auto-caravanas, que se alimentan desde las baterías incorporadas en dichos vehículos, así como los ordenadores y otras tipologías de aparatos electrónicos como nuestros teléfonos móviles, que cuentan con sus propias baterías.
Los inversores tienen un sinfín de usos, como por ejemplo aplicaciones industriales, de almacenamiento, naval, solar o incluso, como mencionamos en nuestro anterior artículo sobre los SAIs, como componente de sistemas de alimentación segura. Aunque quizá uno de los más populares hoy en día son los inversores para aplicaciones solares. Y es que estos son una solución clave para los casos de viviendas o asentamientos que no se encuentran dentro de la red eléctrica, sino que tienen su propia red cerrada, así como para las instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red, que proporcionan energía renovable a los usuarios. En ambos casos el inversor será necesario, y es que una vez más la corriente debe ser transformada de continua a alterna.
Estos son algunos de los ejemplos donde se utilizan, pero no las únicas aplicaciones:
Inversores de corriente y fotovoltaica a escala doméstica
El primer caso sería el de una granja autosuficiente, que basa su suministro eléctrico en una instalación fotovoltaica y que almacena la energía producida en una serie de baterías para suministrar la energía según demanda.
¿Qué ocurre? Que la energía eléctrica producida por las placas solares pasa a ser almacenada en baterías en corriente continua para ser posteriormente liberada a la red eléctrica doméstica. Es aquí donde necesitamos convertir la energía en alterna para alimentar dispositivos electrónicos domésticos tales como la lavadora, el microondas o la televisión. Y lo haríamos utilizando un inversor, en este caso de un tamaño comedido y/o acorde al tipo de instalación con el que contemos.
Inversores de corriente e instalaciones fotovoltaicas a gran escala
El segundo caso se produce cuando la energía fotovoltaica no es exclusivamente para uso doméstico, sino que se produce en una instalación a gran escala cuyo destino es la red eléctrica. Aquí entran en juego los inversores de corriente fotovoltaicos (también conocidos como inversores solares, o inversores para aplicaciones solares), que son un tipo de inversor de potencia específico utilizado para garantizar la inyección de este tipo de energía renovable en nuestra red eléctrica. Veamos el esquema de cómo se genera la energía fovotoltaica:
Estos inversores, significativamente más grandes y complejos que los que utilizaríamos en una instalación doméstica, convierten la energía de corriente continua (DC) generada por los paneles solares en corriente alterna (AC) para que se pueda enviar a la red. De esta manera garantizan que un usuario desde su casa o empresa pueda alimentar sus dispositivos eléctricos/electrónicos.
Dada la complejidad de la red eléctrica, estos aparatos son tecnológicamente avanzados; ya que deben tener una serie de características adicionales como el monitoreo del sistema y de la generación instantánea de los paneles, así como la optimización del rendimiento y la protección contra sobretensiones.
Estos son un componente clave de los sistemas de energía solar fotovoltaica, ya que permiten que la energía generada por los paneles solares se utilice de la manera más efectiva. Además, muchos de ellos son compatibles con sistemas de baterías, lo que permite almacenar la energía generada durante el día para su posterior uso durante la noche o en días nublados. Una característica clave para garantizar un suministro continuo de energía verde.
Este tipo de convertidores fotovoltaicos utilizan un sistema microprocesador basado en tecnología DSP y transistores IGBT de última generación e incorporan un algoritmo MPPT para extraer la máxima potencia de los paneles en cada momento del día. Es por esto que los inversores de corriente se erigen como fundamentales para transformar el tipo de corriente y garantizar que todos nuestros dispositivos.
Es importante tener en cuenta que estos convertidores son dispositivos complejos que deben seleccionarse cuidadosamente para garantizar que sean adecuados para la aplicación para la que se requieren, además de la fuente de energía y los aparatos que se van a alimentar. Ya que algunos dispositivos pueden requerir un tipo específico de corriente alterna, por lo que es importante elegir un inversor que genere una corriente con unas características adecuadas para cada caso. ¿Quieres saber más sobre inversores y sus diferentes aplicaciones? Echa un vistazo a la labor de Supsonik, con 35 años de experiencia a sus espaldas:
