Fuentes con autoranging proporcionan una potencia flexible para probar inversores residenciales

Uno de los componentes más cruciales de un sistema de potencia solar es un inversor solar. Los inversores solares generan potencia AC de una salida de energía DC en matrices solares. Un inversor DC/AC de canal sencillo podría conectarse a múltiples paneles solares, todos conectados en paralelo. La salida de esta matriz solar puede variar de 100 VDC a 600 VDC.

Inversores diseñados para aplicaciones residenciales toman esta entrada DC y producen típicamente de 3 a 12 kW de potencia AC monofásica, bifásica o trifásica conectada a la red eléctrica. Estos inversores usan una técnica llamada rastreo de potencia máxima o MPPT para extraer la potencia máxima de las matrices solares. Con esta técnica, pueden suministrar hasta 8000 W de potencia, dependiendo de la cantidad de luz solar disponible.

Para probar estos inversores correctamente, puede usar las fuentes de alimentación EA-PSI 9750-20 3U con autoranging para simular la matriz solar. Puede suministrar hasta 5 kW a tensiones de hasta 750 VDC y corrientes de hasta 20 ADC. Para lograr este amplio rango de tensiones y corrientes con una fuente de alimentación tradicional, debería adquirir una unidad más costosa de 15 kW.

Múltiples fuentes simulan múltiples matrices solares

Los inversores solares comerciales funcionan típicamente en el rango de 30-1MW, con una tensión de entrada DC de matriz solar de hasta 1500 VDC y producir potencia AC trifásica. A estos niveles de potencia, no resulta práctico usar una única entrada de matriz. Al contrario, los inversores comerciales tienen entradas múltiples de rastreo puntos de máxima potencia (MPPT) que se suman a nivel DC/DC antes de alimentar el inversor DC/AC. Para ensayar este tipo de inversor, sería necesario utilizar varias fuentes de alimentación con autoranging, una para cada entrada, tal y como se indica en la imagen inferior.

Las fuentes de alimentación programables de EA Elektro-Automatik ofrecen valores nominales tan bajos como 1 kW por canal y tan altos como 2 MW por fuente de alimentación. La salida máxima es 2.000 VDC, y no hay límite en el número de fuentes que puede usar para esta aplicación. Además, es posible programar cada fuente de alimentación DC independientemente para simular distintos perfiles de irradiancia. Por ejemplo, en una entrada del inversor podría simular una matriz solar a plena luz solar, mientras que en otra entrada se podría simular un panel solar que estuviera parcial o completamente a la sombra.

El software de simulación solar ofrece perfiles de ensayo en Sandia, EN50530 o personalizados

Para exprimir la máxima cantidad de potencia de una matriz solar, los inversores MPPT deben rastrear con precisión las salidas de matriz solar conforme cambia la cantidad de luz solar que impacta en la matriz. Conectar simplemente la tensión DC estática a un inversor no es la forma de comprobar hasta qué punto se puede realizar esta tarea. Se requiere una simulación de matrices solares y, por tanto, son necesarios ensayos tanto estáticos como dinámicos.

La serie PSI de EA dispone de un generador de funciones integrado que le permite simular el rendimiento dinámico de una matriz solar bajo numerosas condiciones. En definitiva, ¡será como controlar el sol! La generación de funciones integrada le permite programar hasta 4096 puntos de datos para poder simular sencilas curvas de matriz solar basadas en Isc, Voc, Vmpp e Impp. Para una simulación solar más avanzada, puede usar el software EA Power Control (EAPC) de Elektro-Automatik para ayudarle a configurar los perfiles de pruebas en Sandia, EN50530 o personalizados.

Ensayar sistemas de almacenamiento de batería con un simulador de baterías

Otro importante componente de tanto las instalaciones solares comerciales es el sistema de almacenamiento de batería. Estos sistemas permiten a los usuarios generar y almacenar potencia mientras que brilla el sol o sopla el viento y para usar dicha potencia cuando oscurece o se detiene el viento. Los inversores solares usados en estas aplicaciones no solo devuelven potencia a la red, sino que cargan las baterías cuando generan potencia y consumen corriente de las baterías cuando no.

Para ensayar este tipo de inversor, es necesario simular un sistema de tanto una matriz solar como baterías; para simular los ciclos de carga y descarga, el simulador de baterías debe ser bidireccional. Para realizar las pruebas adecuadas es necesario usar una fuente de alimentación PSI de EA como simulador de la matriz solar y una fuente de alimentación PSB de EA como simulador de baterías. La serie PSB es un simulador de baterías DC programable y bidireccional que incluye la capacidad de suministrar y consumir potencia (2 cuadrantes). Las fuentes PSB alimentan el inversor cuando se requiere potencia de las baterías y la consume durante el ciclo de carga. Usar las series PSI y PSB para simular las matrices solares y las baterías le permite mantener el control total y realizar ensayos efectivos y reproducibles.