Microinversor: mitos y hechos sobre los microinversores

La principal diferencia entre un inversor y un microinversor consiste en la aplicación: en lugar de conectar un inversor a todo el sistema, cada placa solar fotovoltaica tiene su propio microinversor. Esto tiene muchas ventajas y algunos inconvenientes.

Algunos ejemplos de marcas de microinversores son Enphase, SMA, Hoymiles y APSystems (Altenergy).

Datos clave del microinversor

1. Los microinversores protegen la instalación de la sombra

La sombra no sólo reduce la eficiencia de la instalación, sino que también acorta seriamente la vida útil de los módulos. Los microinversores mejoran notablemente esta situación. Protegen los módulos y reducen en un tercio las pérdidas relacionadas con las sombras.

2. Los microinversores permiten ampliar la instalación

Una instalación fotovoltaica conectada a un único inversor debe estar formada por módulos de la misma potencia. Además, el tamaño del inversor se selecciona en función del tamaño de la instalación. Por lo tanto, una instalación puesta en servicio no puede ampliarse posteriormente con más placas solares. Con los microinversores, una ampliación de la instalación fotovoltaica sí que es posible y sencillo.

3. Los microinversores aumentan la seguridad

Los microinversores son una de las soluciones para reducir la propagación del fuego y facilitar la lucha contra incendios. En algunos países su uso es obligatorio en instalaciones de más de 6,5 kWp. Además, los microinversores también reducen el riesgo de incendio, aunque en cualquier caso es bajo para instalaciones bien diseñadas.

4. Hay opiniones exageradas sobre los microinversores

Algunos dicen que sin microinversores, una placa solar en sombra casi apagará toda la instalación. Otros dicen que los microinversores mejoran significativamente la eficiencia de una instalación, incluso sin sombra. Por el contrario, otros insinúan que los módulos fotovoltaicos suelen averiarse, por lo que hay que vigilar su rendimiento. Cada una de estas afirmaciones es una sana exageración.

¿Cómo funcionan los microinversores?

Los inversores normales transforman la corriente continua, producida por toda la instalación, en la corriente alterna que tenemos en el enchufe. Los microinversores transforman la corriente continua producida por un solo módulo fotovoltaico en corriente alterna. Entonces su funcionamiento principal es el mismo.

¿Por qué invertir en una docena de cajas con componentes electrónicos y colocarlas en el tejado, donde hace frío en invierno, calor en verano, llueve y sopla el viento, cuando un solo aparato bien guardado en el garaje puede hacer el mismo trabajo? ¿Y cuál, además, es más barato?

Inversor tradicional (izquierda) y microinversor (derecha)

Bueno, el microinversor hace que cada placa solar funcione por separado, lo que significa que:

• se puede controlar cada módulo por separado
• se pueden apagar a distancia los módulos en origen
• el módulo más débil no reduce el rendimiento de los más fuertes

Los paneles pueden ser ligeramente más débiles que el resto por diversas razones, pero la más importante con diferencia es la sombra. Dado que el microinversor se vende como "a prueba de sombras", intentemos ahora separar el grano de la paja.

Los microinversores protegen de la sombra - pero no como algunos proclaman

La sombra es enemiga de las placas solares fotovoltaicas: sólo un instalador inexperto, que apriete los tornillos con la fuerza de un oso y sin llave dinamométrica, puede hacer más daño. Una instalación descuidada puede causar daños inmediatamente. El ensombrecimiento causa fallos años después. Pero, ¿cómo y por qué?

En una instalación fotovoltaica estándar, todas las placas solares están conectadas en serie. Toda la energía producida pasa, como un tren sobre raíles, por todas las placas. El tren se desliza a gran velocidad y sin problemas si todas las placas funcionan a la misma potencia. Y aquí, por desgracia, un pájaro ha reventado una de las placas. Este punto está oculto y funciona mucho más débil que los demás. Para nuestro tren, es como aplicar todos los frenos en algún punto. Se crea resistencia, y con la resistencia viene la temperatura: cuanto mayor es la velocidad del tren, más fuerte se aplica el freno. Además, todo el tren circula más despacio, es decir, toda la instalación genera menos energía.

Los módulos estándar hacen frente a esta situación de dos maneras. En primer lugar, son bastante duros. Una temperatura elevada en un lugar determinado no les causa inicialmente ningún daño. Las pequeñas diferencias de temperatura no les impresionan en absoluto.

En segundo lugar, los diodos de derivación, como el jefe de estación de antaño, cuando ven un peligro, dirigen nuestro tren hacia vías seguras.

Los diodos de derivación son los héroes de la fotovoltaica

MITO: Si un panel fotovoltaico queda a la sombra porque un pájaro anida sobre él o le cae una hoja, todos los demás rendirán menos. Sólo los microinversores pueden salvarlo.

REALIDAD: Los paneles solares son dependientes entre sí, pero soportan perfectamente las sombras ocasionales gracias a los diodos de derivación. Garantizan que un módulo roto o sombreado no ponga toda la instalación en peligro.

Los diodos de derivación dividen el panel verticalmente en tres partes. Así que, de hecho, desde un punto de vista en serie, cada módulo consta de tres "bucles". Si algo va mal en un bucle - se rompe, se ensucia con la capa de polvo o se ensombrece - los diodos de derivación cortan ese bucle y deja de afectar al resto del sistema.

Funcionamiento de los diodos de derivación

• Funcionamiento normal
  Diodos inactivos
  100% de potencia
• Guano de ave
  1 diodo activo
  66% de potencia
• Sombra
  2 diodos activos
  33% de potencia

Por lo tanto, una instalación sin microinversores no está en absoluto indefensa ante las sombras, lo cual es un mito.

Si los diodos de derivación hacen un trabajo tan excelente, ¿por qué los microinversores?

Los diodos de derivación tienen una vida útil limitada. Pueden soportar sin problemas un panel sucio de vez en cuando, pero si tienen que encenderse y apagarse todos los días, acaban por rendirse. Y esto es, sin exagerar mucho, el principio del fin. Un diodo de derivación roto estará permanentemente encendido o permanentemente apagado. Constantemente encendido significa simplemente que 1/3 del módulo no funciona. Constantemente apagado es un camino directo a la quema de la película y la corrosión, o peor aún, un cortocircuito por arco. Además, es poco probable que quieras que se produzca un cortocircuito en tu tejado, porque aunque los mejores inversores en serie (Huawei, Fronius, SMA) detectan los cortocircuitos, para qué tentar al diablo.

Con los microinversores, cada placa solar produce corriente de forma totalmente independiente. La potencia de toda la instalación no fluye a través de las células, sólo la del módulo individual. Por lo tanto, aunque el módulo esté a la sombra, la temperatura no aumentará significativamente y los diodos de derivación tendrán menos trabajo.

Esto se traduce en un menor índice de fallos y menores pérdidas por sombras, en torno a un 30%.

Por tanto, si no puedes evitar el sombreado en tu instalación, harás bien invirtiendo en microinversores. Entonces, ¿es justo decir que los microinversores aportarán una mayor eficiencia?

¿El microinversor ofrece un mayor rendimiento?

En pocas palabras: sin sombra no se nota la diferencia, y una sombra siempre significa cierta pérdida de eficiencia.

Por eso, en EE.UU., la relación media entre la potencia de CC (suministrada por los módulos) y la de CA (recibida de los inversores) es de 1,16 para los microinversores (lo mismo para los optimizadores). En el caso de los inversores en serie normales, la relación CC-CA es de 1,11, es decir, son más eficientes, probablemente porque se instalan en condiciones más favorables.

Los microinversores no aumentan tanto el rendimiento como reducen las pérdidas, y la cantidad de pérdidas depende de las circunstancias. Así pues, pueden proporcionar rendimientos más elevados, pero sólo en circunstancias extremadamente favorables, o más bien desfavorables.

El microinversor solar y la suciedad desigual

Diversos tipos de polvo y humo que vuelan por el aire ensucian lentamente y de forma continua las superficies de las instalaciones fotovoltaicas. Se supone que toda la instalación debería ensuciarse más o menos en la misma medida, pero no siempre es así. Por ejemplo, los paneles solares situados más abajo están expuestos a algo más de suciedad.

En este caso, las placas menos sucias tendrán la misma potencia que las más sucias, a menos que cada panel tenga su propio microinversor fotovoltaico.

Microinversores y unidades mejores/peores

A todos los paneles se les asigna una potencia de salida con cierta tolerancia, normalmente positiva. Esto significa que un panel de 300 Wp obtendrá un mínimo de 300 Wp en determinadas condiciones, pero puede que algo más.

El NREL estima las pérdidas por desajuste de los módulos en un 2%. Utilizando microinversores no es necesario que se produzcan pérdidas por desajuste.

En mi humilde opinión, un 2% no es mucho. La diferencia puede ser mucho mayor si compras módulos muy baratos y de mala calidad en Aliexpress o en una fuente poco fiable. Pero no tiene ningún sentido comprar módulos poco fiables sólo para salvar la situación con un microinversor.

Hay que añadir que los módulos fotovoltaicos pierden eficiencia con el tiempo y pueden perderla con intensidad variable, de ahí que después de 25 años la diferencia entre unidades mejores y más débiles será mayor que en el primer año y los microinversores mostrarán esta diferencia.

El microinversor suele tener una eficiencia menor

Normalmente, cuanto mayor es el inversor, mayor es su eficiencia, es decir, mejor convierte la CC en CA. Un inversor con una potencia de 8 kW tiene una eficiencia ponderada mayor que un microinversor con una potencia estadística.

Además, más equipos simplemente consumen más electricidad, ¿no? Una docena de microinversores son más equipos que un inversor.

Si no tienes sombra, no verás una diferencia clara en la potencia de la instalación, con o sin microinversores.

La instalación con microinversor es extremadamente flexible

Un microinversor no necesita en absoluto otro inversor y no está conectado a él de ninguna manera. Por lo tanto, estas instalaciones son muy flexibles. Esta es la principal ventaja de los microinversores frente a los optimizadores de potencia.

Ampliar la instalación es un tema complicado y complejo, siempre y cuando se utilice un inversor en cadena o optimizadores. Al fin y al cabo, las placas solares deben tener la misma potencia en vatios, pero se degradan con el tiempo. Además, deben ser del mismo fabricante. Además, al aumentar la potencia de la instalación, tienes que aumentar la potencia del inversor. Además... ¿entiendes el problema?

Con los microinversores, se puede ampliar la instalación en cualquier momento sin preocuparse por desajustes de potencia, diferentes marcas de placas, diferentes marcas de microinversores, etc.

Ampliar la instalación puede ser una opción interesante por varias razones.

En primer lugar, los paneles pierden potencia cada año que pasa. Al cabo de 10 años rondan el 90% de su potencia inicial, y al cabo de 25 años el 80%. Esto significa que, o bien al principio tu instalación estará sobredimensionada y producirás más energía de la que consumes, o bien al cabo de 25 años estarás produciendo muy poco y sacando parte de tu energía de la red eléctrica.

En segundo lugar, la demanda de electricidad siempre aumenta.

En relación con esto hay otra reflexión.

Microinversores para tejados exigentes

MITO: ¡Un inversor normal no puede con las instalaciones este-oeste! ¡Sólo los microinversores pueden salvarle!

HECHO 1: Un inversor normal con dos MPPT es apto para instalaciones este-oeste. Esto no supone ningún problema.
HECHO 2: Como con los microinversores los paneles individuales son independientes entre sí, se pueden disponer con total libertad unos respecto a otros. Las pérdidas serán nulas.

Un tejado estándar inclinado de este a oeste no requiere el uso de microinversores. Sin embargo, si el tejado es más complejo y consta de varias placas solares en distintas direcciones y ángulos, los microinversores son la única opción sin pérdidas.

En este caso, los optimizadores pueden provocar pérdidas, ya que funcionan mejor cuando todos los módulos de una fila están en el mismo plano. En el caso de los microinversores, la orientación de otros microinversores y la potencia de otros módulos no importan en absoluto.

Microinversor para más seguridad

Hoy en día en España no hay ningún reglamento para tener algún tipo de solución técnica para limitar la propagación del fuego y facilitar la lucha contra incendios. Pero los microinversores cumplen esta función de serie.

Si por cualquier motivo la casa empieza a arder, los bomberos cortarán el suministro eléctrico a la casa. En ese caso, el inversor dejará de funcionar, pero los módulos no se detendrán y los cables entre la instalación y el inversor seguirán vivos. En el caso de los microinversores, sólo está bajo tensión el cable corto que va del módulo al microinversor. Aparte de eso, la tensión es muy baja.

Así se limita la propagación del fuego. Pero los microinversores también reducen el riesgo de incendio.

En una instalación estándar en el tejado, hay corriente continua de alto voltaje, que es mucho más probable que provoque un arco que la corriente alterna normal que conocemos de los enchufes. Por eso, si el instalador ha elegido cables poco profesionales, no los ha protegido de la luz ultravioleta, los ha perforado durante la instalación o ha cableado mal los enchufes, puede producirse un arco eléctrico.

Este es un buen momento para añadir que la elección de un buen instalador es absolutamente crucial y que estaremos encantados de ayudarte al respecto.

Si dispones de microinversores, por tu tejado circulará exactamente la corriente adecuada, menos propensa a provocar incendios.

Los microinversores reducen tanto el riesgo de incendio como su propagación, pero no son el único remedio disponible en el mercado. La medida de seguridad más importante es siempre una instalación decente sin recortar costes.

Módulo de microinversor: fiabilidad

Las placas solares fotovoltaicas son diseños bastante sencillos y pueden funcionar tranquilamente durante 25 años. No ocurre lo mismo con los inversores y microinversores. Son creaciones más complicadas y complejas. No hay que contar con no gastar nada en mantenimiento o reparaciones en 25 años.

Pero, ¿cómo se comparan aquí los microinversores y los inversores en serie? Evaluemos

• Tasa de averías
• Qué ocurre en caso de avería

Fallo de los microinversores

Un solo microinversor es MUCHO más fiable que un inversor monofásico, porque funciona con mucha menos corriente, se calienta menos y es menos complejo. Pero, ¿son 10 microinversores más fiables que un inversor monofásico? O 20? Pues bien, cuanto mayor sea la instalación, más desfavorable será la estadística.

También es importante recordar que la calidad de los microinversores varía. Hay marcas premium que ofrecen una garantía de 25 años, y hay marcas que ofrecen una garantía de 10 años, aunque a veces esta garantía puede ampliarse.

Enphase - una marca premium de microinversores - cita una tasa anual de fallos del 0,05%. Esto significa que

La probabilidad de que no se averíe ni un solo microinversor Enphase es:
Número de microinversores	Dentro de 10 años	Dentro de 25 años
9 (~ 3kWp)	95,50%	88,75%
18 (~ 6 kWp)	91,00%	77,50%
27 (~ 9 kWp)	86,50%	66,25%
(La garantía de Enphase es de 25 años)

Se trata de un resultado realmente bueno, ¡además del periodo de garantía!

Microinversor Enphase IQ8HC

Los inversores premium de la serie de techo (SMA, Fronius) también pueden durar 25 años, pero sin duda requerirán un mantenimiento adecuado y los costes asociados.

Qué ocurre en caso de avería

Cuando un inversor en serie se avería, un técnico de servicio acude a él y lo repara o lo desmonta y lo envía a revisión. Es sencillo. Por desgracia, cuando el inversor está averiado, la instalación no funciona y puede tardar una semana o dos en enviar un repuesto. Algunos instaladores o fabricantes envían un inversor de repuesto mientras se revisa el antiguo.

Sustituir un microinversor roto no es tan fácil, porque el trabajador tiene que subir al tejado, desenchufar varios paneles, tener cuidado de no dañar algo, etc. Las buenas marcas de microinversores (Enphase de nuevo) sólo requieren una visita de un técnico porque son capaces de saber a distancia cuándo el microinversor está dañado y cuándo lo está el módulo conectado a él, por lo que no es necesario acudir para realizar un diagnóstico. Otras marcas pueden requerir dos visitas y el doble de problemas.

Esto es un problema porque la garantía no suele cubrir los gastos de transporte y sustitución del servicio. Y estos costes pueden ser mayores en el caso de los microinversores. Hay excepciones a esta regla, por ejemplo Enphase cubre los gastos de transporte e instalación durante los 2 primeros años tras la instalación.

Ah, una cosa más: la rotura de un microinversor no provocará una disminución del rendimiento de toda la instalación. El resto de los módulos funcionan como si nada.

Opinión final

Los microinversores de primera calidad parecen casi tan fiables como los inversores de serie de primera calidad. Sin embargo, un inversor de serie de calidad inferior, cuando empieza a averiarse al cabo de un par de años más o menos, puede simplemente tirarse y comprarse uno nuevo, sin mayor problema. En cambio, los microinversores de calidad inferior empiezan a averiarse uno a uno, y cada avería implica una costosa subida al tejado, un escenario muy desagradable.

Tanto si compramos un inversor en serie como microinversores, recomendamos invertir en equipos de marca.

Supervisión a nivel de módulo: agradable, pero ¿es necesaria?

Como un microinversor está conectado a uno o varios módulos, es fácil comprobar el rendimiento de cada uno de ellos.

La pregunta es ¿Por qué? ¿Para qué? Para poder encontrar rápidamente los módulos averiados.

Pero es que los módulos fotovoltaicos son un "sándwich" bastante sencillo de silicio, lámina y vidrio. Si estos componentes se han unido y protegido decentemente, y los propios módulos se han montado de acuerdo con la técnica, no hay nada que pueda romperse, a menos que los exponga a la sombra o a molestias similares. En cambio, los microinversores (y los optimizadores) son componentes electrónicos bastante complejos.

Por desgracia, no tengo acceso a estadísticas más amplias, pero según mi experiencia, la monitorización de microinversores y optimizadores suele detectar defectos precisamente en los microinversores y optimizadores.

Si alguien presume de haber detectado rápidamente módulos defectuosos gracias a la monitorización, puedo felicitarte, pero en el fondo recuerda que probablemente has comprado módulos de muy baja calidad o los has instalado de forma incorrecta.

La monitorización no debería ser la razón principal para comprar microinversores, pero sí, es un complemento muy bueno.

Microinversores: precio y rentabilidad

Una instalación con varios microinversores es claramente más cara que una instalación con un inversor estándar.

En Estados Unidos, los microinversores son aproximadamente el doble de caros en términos de USD/W que las instalaciones con inversores monofásicos en serie.

No se debe invertir en microinversores por motivos económicos. Son más caros y no son notablemente más eficientes. Si quieres comprarlos, hazlo por las demás ventajas, principalmente la protección contra las sombras y el aumento de la seguridad.

Resumen

Resumamos nuestros conocimientos.

Principales razones para comprar microinversores:

• Proteger los módulos de la sombra y reducir las pérdidas
• Aumentan la seguridad
• Permiten ampliar la instalación sin problemas
• La única solución para tejados muy (pero que muy) complejos

Ventajas adicionales:

• Supervisión a nivel de módulo
• Puede aumentar ligeramente el rendimiento en determinadas condiciones

Desventajas de los microinversores

• Pueden ser más costosos de sustituir
• Más caros de adquirir

Es imposible hacer predicciones, pero todo indica que los microinversores fotovoltaicos seguirán ganando popularidad.