La mejor época del año para utilizar la energía solar es el verano. Para los inversores solares, también puede ser un periodo difícil. Una ola de calor está azotando partes del sur de Europa, con temperaturas que podrían batir récords en los próximos días. Se espera que las temperaturas superen los 40 ºC en algunas zonas de España, Francia, Grecia, Croacia y Turquía. En Italia, las temperaturas podrían alcanzar los 48,8C (119,8F). Se ha emitido una alerta roja para 10 ciudades, entre ellas Roma, Bolonia y Florencia. Los expertos afirman que los periodos de calor excepcional son cada vez más frecuentes y que el cambio climático hace que sea normal alcanzar temperaturas récord (BBC Weather, julio de 2023). En esta entrada del blog se explica cómo mantener fresco el inversor solar durante el verano. Si sigue estas sugerencias, ¡podrá relajarse sabiendo que funcionará sin problemas durante toda la temporada!
¿Cómo funcionan los inversores?
Uno de los componentes más cruciales de un sistema de energía solar es un inversor. Se trata de un dispositivo que transforma la electricidad de corriente continua (CC) producida por los paneles solares en la electricidad de corriente alterna (CA) que necesita la red eléctrica. La CC mantiene el voltaje de la electricidad constante en una dirección. Cuando la tensión pasa de positiva a negativa en un circuito de CA, la electricidad se mueve en ambas direcciones. Un tipo de electrónica de potencia -una clase de dispositivos que controlan el flujo de energía eléctrica- incluye los inversores.
En esencia, un inversor convierte una entrada de CC en CA invirtiendo rápidamente la dirección de la entrada. Como resultado, se produce una salida de CA a partir de una entrada de CC. También se puede crear una onda sinusoidal limpia y repetitiva que fluctúe en tensión y pueda inyectarse en la red eléctrica utilizando filtros y otros componentes electrónicos. La onda sinusoidal es una forma o patrón que adopta la tensión a lo largo del tiempo y es el tipo de energía que la red puede utilizar sin causar daños a los aparatos eléctricos que están diseñados para funcionar con frecuencias y tensiones específicas.
Si tiene un sistema doméstico alimentado por energía solar, es probable que su inversor cumpla numerosas funciones. Puede supervisar el sistema y actuar como portal de comunicación con redes informáticas, además de transformar su energía solar en electricidad de CA. Si están construidos para ello, los sistemas de almacenamiento de energía solar más batería dependen de inversores de última generación para funcionar sin ayuda de la red en caso de cortes.
Efectos de las altas temperaturas en los inversores solares
1.Los inversores solares tienen un determinado rango de temperatura de funcionamiento, y si se supera este rango de temperatura, la eficiencia se verá afectada.
En las centrales fotovoltaicas se utilizan equipos electrónicos como los inversores, que incluyen un número importante de componentes electrónicos comunes, circuitos integrados y transistores de conmutación de alta potencia. La mayoría de los componentes eléctricos de uso civil pueden funcionar en un rango de temperatura de -35°C a 70°C, y la mayoría de los inversores solares pueden funcionar en un rango de temperatura de -30°C a 60°C. Más allá de este rango de trabajo, tanto los circuitos electrónicos normales como los circuitos integrados entrarán en un estado inestable. Este estado es leve y provocará la desconexión del equipo del circuito, mientras que la lógica grave del circuito provocará daños en el equipo.
2.Los condensadores de los inversores solares son muy sensibles a la temperatura, y las altas temperaturas pueden incluso provocar su fallo.
Hay muchos condensadores electrolíticos en los inversores solares, y para estabilizar la tensión de la entrada FV y evitar interferencias, suele haber una gran variedad de condensadores electrolíticos de gran capacidad. Estos condensadores son muy sensibles a las altas temperaturas porque hacen que el electrolito interno se evapore gradualmente, lo que puede reducir la capacitancia o incluso provocar el fallo del condensador.
3. Una temperatura excesiva provocará la combustión del tiristor de alta potencia del inversor de conexión a red.
El tiristor de alta potencia del inversor de conexión a red es un componente muy sensible a la temperatura. El funcionamiento correcto y la vida útil del tiristor de alta potencia se verán afectados por una temperatura excesiva, y una temperatura excesiva hará que el tiristor de alta potencia se queme.
4. Una temperatura excesiva puede provocar daños en los materiales del inversor de conexión a red y una reducción significativa de la eficiencia.
Hasta cierto punto, los semiconductores utilizados en los inversores de conexión a red son bastante robustos y pueden soportar altas temperaturas. La temperatura ambiente de la carcasa del inversor aumenta por el calor que produce un inversor al convertir la corriente continua en alterna. Los ventiladores y/o disipadores de calor de la carcasa del inversor disipan el calor, que luego aumenta. Los niveles de calor no deben ser demasiado elevados, ya que de lo contrario se degradarían los materiales del inversor. Las piezas metálicas de los condensadores pueden fatigarse, las soldaduras dilatarse y agrietarse, y el aislamiento volverse quebradizo. El inversor dejará de producir energía o reducirá su potencia por "derrateo" una vez que la temperatura alcance los umbrales preestablecidos con el fin de mantener un nivel moderado de calor.
Tipos de refrigeración de los inversores
Refrigeración activa
Las aletas de refrigeración del inversor dispersan el calor de forma natural o pasiva, sin la ayuda de un ventilador. La vida útil del inversor de conexión a red se ve acortada por los puntos calientes de aire caliente provocados por la ausencia de movimiento de aire. Suelen incluir tres modos principales de transferencia de calor: conducción de calor, convección y radiación, entre los que predomina la convección natural.
La refrigeración activa suele ser adecuada para dispositivos y componentes de baja potencia que no requieren un alto control de la temperatura, y la densidad de flujo de calor del dispositivo no es grande, y los dispositivos que están sellados o densamente ensamblados no son adecuados para otras tecnologías de refrigeración.
Refrigeración pasiva
La refrigeración pasiva es la segunda opción después de la refrigeración activa. La refrigeración pasiva reduce los puntos calientes al refrigerar eficazmente todas las piezas eléctricas y los disipadores de calor, lo que disminuye la temperatura. Al reducir la tensión de los componentes, aumenta la vida útil de los componentes del inversor de conexión a red. Dado que la eficacia de la disipación del calor afecta a la generación de potencia, el ventilador de refrigeración del inversor es esencial.
Se trata de un método de disipación de calor con un funcionamiento sencillo y un efecto evidente. Este método de refrigeración se puede utilizar tanto como sea posible si el espacio entre los componentes dentro de la pieza es adecuado para el flujo de aire o para la instalación de disipadores de calor locales o ventiladores para la refrigeración.
Qué podemos hacer para mantener fresco el inversor solar a lo largo de los días calurosos?
1. Instale los inversores en zonas frescas (en una pared a la sombra en lugar del tejado).
Asegúrese de que su inversor solar está montado en primer lugar en un lugar fresco y sombreado. Esto ayudará a reducir la temperatura del inversor y evitará que se sobrecaliente.
Algunos instaladores rodean el inversor con suficientes ventiladores de refrigeración por ordenador para mantener la temperatura adecuada.
Compruebe la temperatura del inversor de conexión a red. Si se calienta demasiado, enfríelo. Los ventiladores solares pueden ayudar. Los ventiladores solares enfrían el inversor haciendo circular el aire. Sin un ventilador solar, apunte un ventilador normal hacia el inversor. Evite soplar la basura de los paneles solares sobre el inversor para evitar sobrecalentarlo.
2. Seleccione zonas con una circulación de aire adecuada. Asegúrese de cuándo se necesita más ventilación.
Debe asegurarse de que el área alrededor de su inversor de conexión a red tenga suficiente circulación de aire. Si el inversor se instala en un área pequeña, la temperatura puede aumentar y el inversor de conexión a red puede sufrir daños.
Para garantizar una ventilación óptima, deje al menos 30 cm de espacio en todos los lados del inversor de conexión a red. Además, asegúrese de que el inversor de conexión a red no esté situado cerca de aparatos que produzcan calor, como estufas o secadoras.
Los inversores suelen tener rejillas de ventilación en la parte inferior o en los laterales para dejar salir el aire caliente. Para garantizar un funcionamiento eficaz del inversor de conexión a red, éstas deben mantenerse libres.
Es especialmente crucial asegurarse de que su inversor de conexión a red tiene una ventilación excelente si reside en un clima cálido.
Para mejorar la circulación del aire es necesario
(1)Instalar un inversor de conexión a red en un espacio abierto, como junto a una ventana o puerta o en una pared.
(2)Hacer ventilación cruzada con un ventilador de mesa
(3)Dejar entrar aire fresco abriendo ventanas y puertas
3.Evite colocar los inversores bajo los rayos directos del sol. Utilice las sombras o cubiertas de los inversores existentes para las instalaciones en el exterior.
Muchas personas no son conscientes de que instalar su inversor bajo la luz directa del sol es una mala idea. Encontrará que muchos fabricantes recomiendan instalar el inversor "donde no esté expuesto a la luz solar directa" en el manual de instrucciones. Siempre debe tomar medidas para evitar la exposición directa al sol y las temperaturas excesivas, ya sea el sol de la mañana o el calor de la tarde.
También puede crear su propia caja de tela de sombreado que se ajuste sobre el inversor y se ancle a la pared si su casa o lugar de trabajo carece de un espacio sombreado adecuado y usted es un experto en bricolaje.
Instalar alguna tela de sombreo para hacer una cubierta tipo toldo, como se ve en la imagen de ejemplo de abajo, es una opción adicional.
4.Mantenga la distancia mínima recomendada en la guía de instalación con respecto a otros inversores u objetos cercanos.
Asegúrese de que hay espacio suficiente entre los inversores si hay varios.
Asegúrese de que la colocación de varios inversores evita la transferencia de calor entre ellos. Los inversores desplazados con refrigeración pasiva permiten la salida ascendente del calor de los disipadores.
Cuando se prevea que el lugar de instalación pueda experimentar temperaturas más elevadas, aumente la separación.
5.Tras la instalación del inversor, es importante prestar atención al mantenimiento continuo.
Mantenga la disipación de calor y la refrigeración del inversor limpiando rutinariamente el ventilador, la cubierta del ventilador o el disipador de calor. Normalmente, el inversor utiliza una sofisticada tecnología de refrigeración por aire para disipar el calor, y el ventilador variará inteligentemente su velocidad en respuesta a la temperatura interna del inversor. Al funcionar de forma constante, el inversor también puede prolongar la vida útil del ventilador. Además, el inversor dispone de una función de alarma de fallo del ventilador, que permite al personal de operación y mantenimiento recibir información de alarma en el fondo de monitorización, localizar el fallo de forma rápida y precisa, y ayudar al personal de operación y mantenimiento a solucionar el fallo del ventilador a tiempo para minimizar la pérdida de generación de energía y garantizar los ingresos por generación de energía.
Debido al calentamiento global de los últimos años, se han producido más olas de calor y temperaturas extremadamente altas en Europa. El inversor o los inversores de su sistema de energía solar pueden sufrir ocasionalmente tensiones debido a las altas temperaturas del sol en un día caluroso. Estas sugerencias pueden ayudarle a mantener su inversor solar fresco y funcionando con normalidad durante todo el verano. Utilice la energía solar para alimentar su hogar hoy para aprovechar la energía del sol.
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