String, microinversor, optimizador o híbrido

Cuatro formas de convertir la corriente continua en alterna

Toda instalación fotovoltaica conectada a red necesita lo mismo: un equipo que convierta la corriente continua que genera el panel en corriente alterna sincronizada con la red. Hay cuatro arquitecturas que hacen ese trabajo. Se diferencian mucho menos en rendimiento bruto que en dónde ocurre la conversión y en qué deja de funcionar cuando falla un componente.

• Inversor string — una única caja montada en pared convierte todo el generador. Los paneles se cablean en series y cada serie alimenta un canal MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia).
• Optimizador de potencia — un pequeño convertidor CC-CC va detrás de cada panel, acondiciona su salida y entrega corriente continua estable a un inversor string central.
• Microinversor — un inversor completo va detrás de cada panel o cada pareja de paneles. La conversión ocurre en el tejado y por el cable ya baja corriente alterna.
• Inversor híbrido — un inversor string con puerto de batería y, casi siempre, una salida de respaldo capaz de alimentar parte de la vivienda con la red caída.

InverterData registra la arquitectura en la especificación inverter_type de cada ficha. Los equipos preparados para batería están en la página de inversores híbridos, y el catálogo completo en todos los inversores.

Las cuatro arquitecturas, cara a cara

Inversor string: la opción por defecto, y casi siempre la acertada

Un inversor string es una sola caja haciendo todo el trabajo, y por eso es la arquitectura más barata por vatio y la más sencilla de mantener. El Huawei SUN2000-3-6KTL-L1 es un equipo residencial representativo: 6.000 W de potencia nominal de CA, 98,4% de rendimiento máximo y 97,8% de rendimiento europeo, 2 canales MPPT con ventana de seguimiento de 90–560 V, 600 V de tensión máxima de entrada, 12,0 kg, IP65 y monofásico. El Fronius Primo GEN24 3.0 queda un escalón por debajo con 3.000 W, 97,6% de rendimiento máximo, 2 canales MPPT, IP66 y un rango de trabajo de -40 a +60 °C. En trifásica, el Solis S5-GR3P alcanza 98,7% de rendimiento máximo con 2 canales MPPT, 2% de THD e IP66 en 16,5 kg.

La misma arquitectura escala hasta arriba. El Huawei SUN2000-50KTL-M3 es un equipo comercial de 50.000 W con 4 canales MPPT, ventana de 200–1.000 V, 1.100 V de entrada máxima y 49 kg de chasis: la misma idea con cuatro veces los seguidores y cuatro veces el peso.

El número de canales MPPT es el dato que más pesa. Dos canales significan dos faldones de cubierta seguidos de forma independiente. No significan dos paneles independientes: dentro de una serie, el panel más débil impone la corriente a todos los demás.

Optimizadores: seguimiento por panel, una sola conversión

Los optimizadores reparten el trabajo. Cada panel lleva un convertidor CC-CC que ejecuta su propio MPPT y devuelve una tensión de serie fija al inversor central, de modo que el inversor puede ser más sencillo y trabajar siempre en el mismo punto. De ahí que los equipos SolarEdge registren los rendimientos más altos de la base de datos: el SolarEdge SE6000H declara 99,2% de rendimiento máximo y 97,5% de rendimiento europeo a 6.000 W, 11,9 kg y NEMA 4X, y el SE3000H repite ese 99,2% a 3.000 W con 10,5 kg.

Conviene leer bien esa cifra: describe únicamente la unidad de pared. Los optimizadores hacen su propia conversión antes, con sus propias pérdidas, así que el rendimiento del sistema queda por debajo del titular. Lo que se compra con optimizadores no es rendimiento: es seguimiento y monitorización panel a panel.

Microinversores: todo ocurre en el tejado

Un microinversor es un inversor de red completo dimensionado para uno o dos paneles. El GoodWe MIS da 800 W nominales y 800 W máximos de CA con 96,4% de rendimiento máximo, 2 canales MPPT y envolvente IP67. Ese IP67 lo delata: es un equipo pensado para pasar veinte años debajo de un panel aguantando todo lo que le cae al tejado, mientras que los equipos string e híbridos anteriores son cajas IP65 o IP66 pensadas para una pared resguardada.

Los microinversores dan la granularidad más fina que existe. Cada panel sigue su punto de máxima potencia y reporta por separado, así que un módulo sucio o sombreado solo cuesta lo que produce ese módulo.

Inversor híbrido: un string con puerto de batería

Eléctricamente, un híbrido es un inversor string con una etapa bidireccional de batería añadida. El Deye SUN-3/3.6/5/6K-SG04LP1 entrega 6.000 W nominales y 6.600 W máximos de CA, 97,6% de rendimiento máximo y 96,5% europeo, 2 canales MPPT sobre 150–425 V, 500 V de entrada máxima, salida de 230 V, 3% de THD e IP65, con 17 kg frente a los 12,0 kg del Huawei string de potencia comparable. Esos cinco kilos de más son la etapa de batería y sus magnéticos. El SMA Sunny Boy Smart Energy plantea lo mismo con 3 canales MPPT, 500 V de entrada máxima y salida monofásica de 230 V, y el Solis S6-EH1P es un equipo de almacenamiento monofásico de 2 MPPT en esa misma categoría.

Conviene fijarse en las ventanas de seguimiento. El híbrido Deye sigue entre 150 y 425 V; el Huawei string, entre 90 y 560 V. Una ventana más estrecha limita cuántos paneles caben en una serie, así que un híbrido no siempre sustituye sin más al inversor string que ya habías dimensionado.

Las instalaciones aisladas y náuticas son otra rama: el Victron Inverter RS Smart Solar da 6.000 W a 230 V con ventana de 80–450 V y 450 V de entrada máxima, en un chasis de 11 kg concebido alrededor de una batería y no alrededor de la red.

Dónde queda el fallo

Este es el argumento que decide la mayoría de instalaciones, y no va de probabilidad sino de acceso. Un string o un híbrido fallan como punto único: el generador deja de producir hasta que alguien sustituya la caja de la pared, un trabajo a nivel del suelo. Un microinversor falla como un panel de veinte, así que la producción apenas se mueve, pero la sustitución está en el tejado y eso significa andamio o plataforma. Los optimizadores dejan las dos cosas a la vez.

La pregunta hay que hacerla en ese orden: ¿cuánto duele una parada y cuánto cuesta una visita?

Desconexión rápida y electrónica a nivel de módulo

Donde la normativa exige dejar sin tensión los conductores en el módulo durante un incendio —las reglas de desconexión rápida vigentes en Estados Unidos y sus equivalentes en otros mercados—, microinversores y optimizadores cumplen por diseño: no hay continua en alta tensión en el tejado que desconectar. Un string o un híbrido convencional necesitan dispositivos añadidos, uno por módulo. Conviene contarlos antes de comparar precios de titular.

Qué tejado y qué vivienda

• Cubierta sencilla, una o dos orientaciones, sin sombras y sin batería prevista. Inversor string con canales MPPT suficientes para tus faldones: lo más barato y un único punto de servicio.
• Sombras de una chimenea, un árbol o un edificio vecino, o paneles en tres o más planos. Optimizadores o microinversores, para que un panel malo no imponga la corriente a la serie.
• Cubierta compleja o por fases, con ampliación probable. Microinversores: cada panel es un sistema independiente y ampliar no obliga a rediseñar las series.
• Batería ahora, o un plan firme de instalarla. Híbrido. Añadir almacenamiento a un string convencional implica una segunda caja y una segunda etapa de conversión.
• Respaldo realmente crítico. Un híbrido con salida de respaldo documentada, más la aparamenta que se describe en inversores híbridos y baterías.

Si todavía estás cerrando la potencia y el número de fases antes de elegir arquitectura, empieza por cómo elegir un inversor solar y luego usa el comparador para poner dos candidatos uno al lado del otro.