Los inversores fotovoltaicos se pueden clasificar principalmente en cuatro tipos: inversores centralizados, inversores de cadena, inversores descentralizados y microinversor s Los inversores centralizados, que tienen una gran potencia total del sistema, se utilizan principalmente en proyectos a gran escala como la energía fotovoltaica montada en el suelo. centrales eléctricas en zonas con buena luz solar. Los inversores distribuidos incluyen inversores de cadena y microinversor Se utilizan comúnmente en sistemas fotovoltaicos comerciales, industriales y residenciales de tamaño pequeño a mediano, siendo los inversores de cadena el tipo predominante. Los inversores descentralizados combinan las características de los inversores centralizados y de cadena, y se han aplicado en cierta medida en proyectos como los de regiones montañosas. Microinversor s realizar el seguimiento del pico de potencia máxima (MPPT) para cada módulo fotovoltaico individualmente, luego invertirlo e integrarlo en la red de CA, con una capacidad única típicamente por debajo de 1 kW.
1. Inversores centralizados
Los inversores centralizados conectan un gran número de cadenas fotovoltaicas, y una sola capacidad suele superar los 500 kW. Son un tipo común de inversor fotovoltaico en el mercado. Su principio de funcionamiento consiste en recopilar y aplicar MPPT a la corriente continua (CC) generada por múltiples módulos fotovoltaicos, invirtiendo posteriormente de forma centralizada para la conversión de CC a CA y la elevación de la tensión, logrando así la generación de energía conectada a la red eléctrica. Los inversores centralizados suelen utilizar un único MPPT, cada uno conectado a entre 2 y 12 grupos de cadenas fotovoltaicas. Cada MPPT puede gestionar potencias de entre 125 y 1000 kW, y una sola capacidad suele superar los 500 kW, lo que ofrece las ventajas de alta potencia y gran capacidad.
Los inversores centralizados pueden reducir el número de unidades utilizadas, disminuir los costos y las pérdidas del sistema y facilitar la gestión centralizada. Gracias a su gran capacidad, las centrales fotovoltaicas de la misma escala que utilizan inversores centralizados pueden reducir significativamente el número de inversores utilizados, reducir las pérdidas totales del circuito del sistema y facilitar la instalación y la gestión centralizadas. Al mismo tiempo, los inversores centralizados presentan un alto grado de integración, un control sencillo, una tecnología relativamente avanzada y un bajo costo unitario. La combinación de estos factores puede reducir considerablemente el costo del equipo del sistema de la central eléctrica.
Los inversores de cadena adoptan un diseño modular que permite la optimización distribuida del MPPT. Los sistemas de centrales eléctricas que utilizan inversores fotovoltaicos de cadena suelen convertir la corriente continua (CC) generada por los componentes en corriente alterna (CA) a través del inversor y luego se integran en la red de CA tras la captación, la elevación de tensión y la distribución de CA. A diferencia de los inversores centralizados, los inversores de cadena adoptan un diseño modular con múltiples MPPT; cada MPPT se conecta a un número reducido de componentes fotovoltaicos, normalmente de 1 a 4 grupos, lo que permite la optimización distribuida del MPPT. Gracias al reducido número de conexiones, cuando falla un componente, solo afecta a la generación de energía del módulo correspondiente, lo que garantiza que la eficiencia general de generación de energía del sistema fotovoltaico no se vea afectada por un solo componente, solucionando así el problema de desajuste de las centrales fotovoltaicas centralizadas.
El amplio rango de voltaje MPPT de los inversores string mejora la duración y la salida de la generación de energía del sistema. El rango de voltaje MPPT de los inversores string es amplio, generalmente de 200 V a 1000 V, con buena capacidad de ajuste. En condiciones de poca luz o condiciones climáticas desfavorables para la generación de energía, el voltaje general de los componentes fotovoltaicos será bajo, y el amplio rango de voltaje MPPT permite cubrir voltajes de entrada bajos, garantizando así el tiempo de generación de energía del sistema y mejorando la generación de energía general.
La conexión de varios inversores en paralelo aumenta las pérdidas de cable y es propensa a problemas de resonancia. En comparación con los inversores centralizados, los inversores string tienen una capacidad individual pequeña, generalmente de 100 kW o inferior; al construir una central fotovoltaica de la misma escala, el uso de inversores string aumentará el número de inversores. Al conectar varios inversores string en paralelo, las pérdidas de cable aumentan con el número de inversores utilizados. Al mismo tiempo, la conexión en paralelo de varios inversores provocará un aumento de los armónicos totales, lo que dificulta la supresión, agrava los problemas de resonancia y facilita la falla y la rotura de equipos eléctricos.
Descentralizado Los inversores fotovoltaicos son un tipo relativamente nuevo que combina las características de los inversores centralizados y de cadena. Los inversores descentralizados se pueden entender como inversión centralizada y optimización distribuida, ejecutando primero el MPPT por separado a través de múltiples inversores de cadena, y luego recopilando e invirtiendo centralmente en CA para la conexión a la red. En comparación con los inversores centralizados, los inversores descentralizados ofrecen las ventajas de un excelente rendimiento independiente, alta generación de energía y estabilidad general del sistema. En comparación con los inversores de cadena, los inversores descentralizados adoptan la inversión centralizada tras la optimización distribuida, lo que reduce considerablemente el coste del equipo del sistema y actualmente se utilizan principalmente en algunos proyectos de demostración de líderes nacionales. Debido al desarrollo relativamente reciente de las soluciones de inversores descentralizados, la experiencia en proyectos es limitada y aún no se ha logrado una adopción a gran escala. Al mismo tiempo, debido al uso de la inversión centralizada, esta solución requiere el uso de salas especiales para la disipación de calor de los inversores centralizados, lo que aumenta la superficie útil del sistema.
Los microinversores pueden controlar el MPPT en componentes individuales, con una alta eficiencia y salida de generación de energía. A diferencia de otros inversores, los microinversores se integran con cada componente fotovoltaico, lo que permite controlar el MPPT en un solo componente, mejorando significativamente la eficiencia y la salida de generación de energía del sistema. Los microinversores son compactos y ligeros, por lo que no requieren espacio adicional para su instalación, lo que simplifica enormemente su instalación. Son ideales principalmente para proyectos residenciales y de centrales eléctricas de tamaño pequeño a mediano. Para centrales eléctricas de la misma capacidad, el uso de microinversores requiere más unidades, y el costo total del sistema es significativamente mayor que el de los sistemas que utilizan soluciones de inversores centralizados o de cadena.
