Elija un inversor según la función operativa: un inversor on-grid funciona con la red pública presente; un sistema híbrido con capacidad de respaldo debe permitir el funcionamiento en isla intencional; y un inversor off-grid debe formar y mantener una red eléctrica local durante su funcionamiento normal.
La forma más fácil de elegir el inversor incorrecto es tratar on-grid, off-grid e híbrido como tres niveles del mismo producto. Es mejor entenderlos como respuestas a una pregunta más básica: ¿qué papel debe desempeñar la red eléctrica pública? Un sistema conectado a una red fiable puede apoyarse en ella tanto como referencia eléctrica como fuente de energía cuando la generación local es insuficiente. Un sistema que deba seguir alimentando cargas durante un corte tiene que mantener un suministro local cuando desaparece la red pública. Un emplazamiento sin conexión a la red debe mantener su propio suministro local como funcionamiento normal. Son funciones operativas diferentes, y la categoría del inversor debe corresponder a la función, no a la etiqueta.
En el caso residencial básico, un inversor on-grid normalmente funciona con la red pública disponible. El U.S. Department of Energy describe los inversores tradicionales que siguen la red (grid-following) como equipos que utilizan una señal de una red externa como referencia de la forma de onda de CA que producen. Durante el funcionamiento normal, la energía solar en tejados puede atender la demanda local, mientras la vivienda permanece conectada a la red para equilibrar suministro y carga cuando la producción solar es insuficiente. Cuando la generación supera el consumo local, el excedente puede enviarse a la red. (energy.gov) Que esa energía exportada genere un pago o un crédito en la factura depende de las políticas y prácticas de la empresa eléctrica local y del estado. (energy.gov) Los inversores domésticos pueden mantenerse en funcionamiento ante perturbaciones limitadas de tensión o frecuencia, pero se desconectan cuando las condiciones de la red se alejan lo suficiente de su rango permitido. Por eso, que los paneles produzcan energía al mediodía no garantiza, por sí solo, electricidad utilizable durante un apagón. (energy.gov)
El respaldo cambia la función operativa
Si se añade el requisito de que el frigorífico, las luces, la conexión a internet u otras cargas esenciales sigan funcionando durante un corte de la red pública, cambia el problema de selección. El emplazamiento sigue conectado a la red la mayor parte del tiempo, pero el sistema de inversores debe admitir ahora un segundo estado. Con la red pública disponible, funciona junto con ella. Cuando no está disponible, la parte de la instalación con respaldo debe funcionar como una isla intencional, separada de la red averiada y alimentada por recursos locales. El DOE describe sistemas residenciales de energía solar con almacenamiento que detectan la pérdida del suministro de la red, pasan a funcionar en isla y se reconectan cuando vuelve el servicio. (energy.gov)
En la energía solar residencial, es aquí donde suelen entrar en consideración los inversores híbridos, porque pueden integrar el funcionamiento de la batería con el funcionamiento conectado a la red y, en algunos diseños, el respaldo. Sin embargo, la palabra híbrido sigue sin indicar qué ocurrirá en el edificio durante un apagón. Un producto puede proporcionar únicamente una salida de respaldo dedicada; otro puede alimentar un circuito respaldado mucho más amplio. Fronius ofrece un ejemplo concreto dentro de una misma familia de inversores: su PV Point alimenta determinadas cargas monofásicas, mientras que su configuración Full Backup está destinada a toda la vivienda y utiliza un inversor híbrido, una batería y equipos de conmutación de respaldo. La enseñanza útil no es la distinción de marca. Es que la capacidad de respaldo corresponde al sistema configurado, no solo a la palabra híbrido. (fronius.com)
Esto hace que el requisito de carga sea más útil que la etiqueta del producto. Mantener en funcionamiento un frigorífico, unas luces y las comunicaciones es una función diferente de mantener disponibles bombas, equipos de cocina, aire acondicionado o la mayoría de los circuitos domésticos. Esas expectativas afectan a cuánta potencia debe estar disponible en modo de respaldo y qué cargas se sitúan en la parte respaldada. La energía de la batería afecta después al tiempo durante el que puede mantenerse ese suministro. En esta fase, el comprador no necesita diseñar los equipos de transferencia ni analizar los protocolos de batería; esas comprobaciones vendrán después. La primera decisión es si el sistema de inversores puede entrar en el modo de funcionamiento que realmente requiere el emplazamiento.
Off-grid es el funcionamiento normal sin la red pública
Un emplazamiento off-grid parte de una premisa diferente: no hay una red pública a la que volver. Por tanto, un sistema off-grid basado en baterías no puede asumir que la red pública proporcionará la referencia local de CA; algo dentro del sistema debe establecer y mantener esa red local como parte del funcionamiento diario. Sunny Island de SMA es un ejemplo: su inversor de batería forma la red autónoma como fuente de tensión y regula el equilibrio entre la energía suministrada y la utilizada. La fotovoltaica puede alimentar esa red local, la batería puede absorber o suministrar energía y puede añadirse un generador como otra fuente. (manuals.sma.de)
La ausencia de una red pública cambia las consecuencias de cada déficit energético. En una vivienda normal conectada a la red, un periodo nublado o un aumento repentino de la demanda a menudo puede cubrirse importando más electricidad. En un sistema off-grid, el déficit debe cubrirse con generación local, energía almacenada, otra fuente local como un generador o reduciendo la demanda. Por eso, un diseño off-grid debe resolver dos problemas que una vivienda normal conectada a la red puede dejar en manos de la empresa eléctrica: mantener el suministro eléctrico local y cubrir el balance energético a lo largo del tiempo. Añadir una batería a un inversor on-grid convencional no resuelve, por sí solo, ninguno de los dos.
Ahora puede elegirse la categoría sin convertir los tres términos en una clasificación de prestaciones. Si la red pública está disponible y es aceptable perder el suministro durante un corte, un sistema on-grid convencional puede satisfacer el requisito operativo. Si la red forma parte del funcionamiento normal, pero algunas cargas deben continuar cuando falla, el sistema necesita una capacidad verificada de respaldo o funcionamiento en isla; un inversor híbrido es una opción habitual, pero su modo real de respaldo debe ajustarse al requisito de carga. Si no hay una red pública disponible para el funcionamiento normal, el emplazamiento necesita una arquitectura off-grid capaz de mantener el suministro local.
Solo después de esa elección, detalles como los equipos de transferencia, la compatibilidad de las baterías y la arquitectura de acoplamiento se convierten en filtros útiles entre productos concretos. Empezar demasiado pronto por esas especificaciones hace que sistemas muy diferentes parezcan comparables porque sus folletos utilizan las mismas palabras. Empiece por tres condiciones operativas: qué debe hacer el inversor mientras la red está presente, qué debe hacer cuando no está disponible y si el emplazamiento dispone de una red en la que apoyarse. Esa respuesta acota el tipo de inversor antes de empezar a comparar productos.
Lectura relacionada: cómo funcionan los sistemas de almacenamiento on-grid, off-grid e híbridos.
