Inversores: ¿Qué son?

Un inversor es un dispositivo electrónico que transforma una corriente continua en corriente alterna a un voltaje determinado. Por ejemplo, nos hemos ido de camping y a la noche, queremos ver una película en el ordenador portátil que hemos llevado que, además, no tiene la batería cargada.

El ordenador debemos conectarlo a los 230V en alterna del inversor y el inversor a la batería del vehículo, cuya tensión son 12V / 24V en continua. De esta manera, a la salida del inversor obtenemos los 230V en alterna necesarios para que funcione el ordenador…

Los dos tipos de inversores más comunes son: onda senoidal pura y onda senoidal modificada.

Los inversores de onda senoidal pura forman una onda “perfecta” similar a la que se obtiene en la red de suministro que tenemos en nuestras casas. Se pueden utilizar para cualquier tipo de carga y para equipos más exigentes, como lavadoras, frigoríficos, etc. Por este motivo, son más caros que los de onda senoidal modificada y su potencia suele ser mayor. En Fullwat se dispone de aparatos desde 500W hasta 2000W.

Los inversores de onda senoidal modificada generan una onda que intenta parecerse a la onda de la red eléctrica mediante pequeños rectángulos. Se utilizan especialmente para cargas resistivas, para aparatos que no tengan motores, como, por ejemplo: televisores, equipos de música, etc. Ya vimos la diferencia entre las diferentes cargas en nuestro artículo “Factor de potencia”. Tienen un precio más asequible que los de onda senoidal pura y el abanico de potencias que disponemos en Fullwat oscila entre 300W-2500W.

 

Funcionamiento de un inversor

En el artículo de nuestro blog “Nociones sobre fuentes de alimentación” ya explicamos cómo se comporta un transformador. A grandes rasgos, podemos resumir en que un transformador está compuesto por una bobina primara y una secundaria. Cuando la corriente alterna atraviesa cada bobina, se produce un campo magnético que variará la polaridad en función de la dirección de la corriente (si la dirección de corriente cambia, la polaridad del campo magnético cambia). Dependiendo del tamaño de las bobinas, podemos producir la tensión que queramos. Por ejemplo, si la bobina secundaria está compuesta de un doble bobinado con respecto a la primaria (la secundaria tiene dos veces el número de giros que la primaria), la tensión del secundario será el doble que la primaria.

Cuando utilizamos una batería, en la bobina primaria fluye corriente continua. En corriente continua, la corriente “viaja” en un solo sentido y sin variaciones. ¿Cómo podemos crear entonces un campo magnético para obtener corriente alterna?

En el caso del inversor de onda senoidal modificada, esto se consigue cambiando la dirección de la corriente rápidamente. Para transformarla en corriente alterna, deberíamos hacer estos cambios a una velocidad de 50 cambios por segundo (50Hz en Europa) o 60 cambios por segundo (60Hz en América). Para estos cambios se utilizan transistores o tiristores.

En el inversor de onda senoidal pura, se utiliza un oscilador (circuito capaz de convertir la energía de la corriente continua en corriente alterna de una determinada frecuencia). Normalmente, la corriente de salida del oscilador es demasiado baja para la bobina primaria, por lo que se suele utilizar un amplificador.

 

Elección de un inversor

Tal y como sucede con las fuentes de alimentación, a la hora de elegir un inversor se debe dejar un margen ya que los rendimientos de estos equipos no son ideales, sino que se producen pérdidas. Desde Fullwat se aconseja elegir un dispositivo un 30% superior en potencia a la carga que se va a conectar.

Por ejemplo: nos vamos de fin de semana con nuestra auto-caravana. La batería de la auto-caravana es de 12V en continua. Queremos llevarnos un inversor para conectar estos dispositivos (las potencias son elegidas al azar):

  • 20 metros de tira de led de 12w/m: 240W
  • Cargador para el móvil: 10W
  • Cargador linternas: 15W
  • Ordenador portátil: 70W

Total = 335W

Deberíamos utilizar un inversor de al menos 436W: Por ejemplo, uno de 600W es una buena elección y para este caso, se podría utilizar un inversor de onda senoidal modificada.

Pero, si queremos conectar también un calentador de agua (imaginemos 200W) y un microondas (imaginemos 1000W), al llevar motor (carga inductiva), deberíamos utilizar un inversor de onda senoidal pura. En este ejemplo, el total serían 1535W + 30% = 1995,5W. Deberíamos utilizar entonces, un inversor de onda pura de 2000W.

¿Qué sucedería si, para conectar un microondas, utilizamos un inversor de onda senoidal modificada? El microondas podría funcionar, pero, a la larga, se dañaría alguno de los componentes del sistema electrónico del microondas.

La potencia que hemos utilizado en el ejemplo es la potencia nominal (la que usa el aparato). Pero, para elegir el inversor es muy importante saber la potencia de pico (la potencia máxima que se entrega en el momento del arranque). Generalmente, la potencia de pico que el inversor suele soportar es el doble de la potencia nominal (hay que confirmar este dato en la hoja de característica del modelo en cuestión). ¿Qué es la potencia de pico y la potencia nominal? La potencia nominal es la potencia que puede proporcionar el inversor en un funcionamiento y uso normal (es la que viene indicada en el dispositivo). La potencia de pico es la potencia que es capaz de suministrar en un momento muy puntual (unos segundos) cuando, por ejemplo, se pone en marca un motor.

¿Onda senoidal pura o modificada?

Hace tiempo explicamos la diferencia entre cargas resistivas, capacitivas e inductivas (Artículo: Factor de potencia). Los inversores de onda modificada solo sirven para aparatos sin motor (cargas resistivas), como, por ejemplo: televisores, iluminación, reproductores de música, etc. En cambio, los inversores de onda senoidal pura son adecuados para cargas resistivas (radiadores), y capacitivas e inductivas, como neveras, batidoras, taladros, lavadoras.

Un ejemplo de aparatos que podemos conectar son:

Inversores de onda senoidal modificada: televisores, iluminación, equipos de música, reproductores de DVD, cargador de móviles, iluminación, máquina de afeitar, tostadora…

Inversores de onda senoidal pura: lavadoras, frigoríficos, lavavajillas, microondas, neveras, congeladores, batidoras, taladros, compresores, secadores, aire acondicionado, batidoras, aspiradores…

Se recomienda no dejar el inversor conectado si no se está utilizando. Los inversores encendidos, aunque no tengan carga, consumen energía. El consumo es muy pequeño, pero de forma continuada, consume energía de la batería y, con el tiempo, podría descargarla. Por ejemplo, en un inversor de 2000W, la corriente en reposo puede llegar hasta 1,1A.

Cuando hablamos del uso de inversores en autocaravanas, generalmente se dispone de una segunda batería auxiliar que se carga con un panel solar. El uso de una segunda batería se debe a que los inversores requieren un gran consumo de energía de la batería del coche. Por tanto, su uso es “limitado”. Por este motivo, lo más habitual es utilizar una batería secundaria para conectar los aparatos electrónicos. En otro artículo hablaremos de la instalación y tipo de la batería secundaria.

 

Regulador de carga

Un regulador de carga es un dispositivo que se encarga de controlar constantemente el estado de carga de las baterías y regular su intensidad de carga.

Un ejemplo típico del uso de un regulador de carga es de cargar la batería secundaria de nuestra autocaravana, la cual podremos utilizar para alimentar nuestros dispositivos gracias a un inversor.

¿Cómo funciona? El panel solar depende del sol, por lo que no tiene una tensión constante, sino que varía dentro de unos parámetros (desde unos 6V en continua hasta unos 32-36V en continua con un panel solar de 24V en continua). Como ya vimos en un artículo anterior (tipos de cargadores), las baterías de plomo se cargan a tensión constante. Esta fluctuación de tensión del panel solar no nos serviría para cargar la batería secundaria.

El regulador de carga se encarga de limitar la tensión y corriente que le proporciona los paneles solares. Si detecta que la batería está siendo sobrecargada, desconecta el panel y cuando detecta que la batería está siendo sobredescargada, desconecta los consumos.

Existen dos tipos de reguladores de carga: PWM y MPPT. La diferencia entre ellos es el rendimiento. El MPPT aprovecha aproximadamente un 30% más de la energía proveniente de los paneles solares. Generalmente, el regulador PWM cuesta menos pero el regulador MPPT es capaz de aprovechar al máximo un panel fotovoltaico de tensión muy superior al de las baterías, y, por tanto, producir más energía.

Por ejemplo, tenemos un panel solar conectado a nuestro regulador de carga RCS-10-2412 y una batería de 12V en continua. El regulador de carga ajusta automáticamente el voltaje del sistema (12V / 24V en continua dependiendo de la tensión de la batería).

En este caso, como este modelo de regulador es PWM, si la tensión del panel solar es superior a 14V en continua (por ejemplo, 20V en continua), el regulador desconecta el panel solar y la carga se alimenta a través de la batería (perdiendo la energía correspondiente a la corriente que generan esos 6V en continua).

En cambio, si el regulador fuese MPPT, en estas condiciones, el regulador de carga no desactiva el panel, sino que la batería está siendo constantemente cargada aprovechando toda la energía que viene de los paneles.

 

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