En una planta solar de gran escala hay tres arquitecturas de inversor. Con inversor central, un solo equipo de varios megavoltamperios va dentro de la estación de transformación y recibe la corriente continua de las cajas de conexión del campo. Con inversores string, decenas de inversores repartidos en el campo entregan corriente alterna en baja tensión a una estación sin inversor. La modular reúne varios módulos de inversor en un contenedor con el transformador y la celda. La elección cambia la protección de baja tensión, el cableado y la puesta en servicio, no la función de la estación.
Tres arquitecturas, una misma estación
Toda planta solar de gran escala hace lo mismo en cada bloque de potencia: convierte la corriente continua de los módulos en alterna, la eleva a media tensión y la entrega a la red colectora. Lo que cambia entre proyectos es dónde está el inversor. Los fabricantes publican tres arquitecturas, y cada una define qué trae la estación de transformación del bloque:
- Inversor central dentro de la estación.
- Inversores string en el campo y estación sin inversor.
- Modular: varios módulos de inversor en el mismo contenedor que el transformador.
Esta guía describe cada una tal como la presentan las fichas técnicas, sin compararlas por marca ni por costo: la elección depende del terreno, del tamaño del bloque, de la logística y del esquema de mantenimiento de cada proyecto.
Inversor central dentro de la estación
El inversor es un solo equipo de varios megavoltamperios, instalado en la estación junto al transformador. Las cadenas de módulos llegan en corriente continua a cajas de conexión del campo, que las agrupan con sus fusibles, y de ahí cables de corriente continua de mayor sección van hasta el inversor.
Ejemplos publicados:
- SMA MV Power Station S2: un Sunny Central UP de 1500 V c. c. dentro de la estación, de 2667 a 3067 kVA hasta 35 °C según el modelo, con transformador de éster KNAN y salida de 10 a 35 kV. La ficha indica en el inversor un seccionador bajo carga de corriente continua como punto de desconexión de entrada.
- Gamesa Electric Proteus PV Station: uno o dos inversores Proteus PV, con salida de baja tensión entre 600 y 690 V según el modelo, transformador Dy11y11 KNAN y celda de media tensión hasta 38 kV.
- Power Electronics MV Skid Compact con inversor HEMK e Ingeteam INGECON SUN FSK con uno o dos inversores de su serie C.
Cuando la estación tiene dos inversores, el transformador suele tener dos devanados de baja tensión, uno por inversor. Lo explica la guía del transformador elevador de planta solar.
Inversores string y estación sin inversor
Aquí los inversores son equipos de algunos cientos de kilovatios, repartidos en el campo cerca de los módulos. Cada uno convierte a corriente alterna y la envía en baja tensión, por cable, al cuadro de la estación. La estación solo trae ese cuadro, el transformador elevador y la celda de media tensión.
Ejemplos publicados:
- Huawei Smart Transformer Station (STS, JUPITER): recibe inversores string en 800 V; según el modelo, hasta 44 entradas de baja tensión con interruptor de caja moldeada de 250 A. Transformador en aceite con conservador, ONAN, grupo Dy11-y11 o Dy11, y RMU en SF6 con celda de interruptor de vacío y relé 50/51, 50N/51N. Los inversores que la alimentan se describen en Huawei SUN2000.
- Sungrow MVS6400-LV: diseñada para los inversores string SG350HX, 6400 kVA a 40 °C, 0,8 kV a 10–35 kV, grupo Dy11y11, entradas de baja tensión con fusible y seccionador, transformador ONAN con Buchholz y celda en SF6 de 24 a 40,5 kV con relé 50/51, 50N/51N. Vea inversor Sungrow.
En esta arquitectura, el inversor ya no tiene que ir en la estación, y la corriente continua recorre tramos cortos. A cambio, aparece una red de baja tensión en corriente alterna entre los inversores y la estación.
Arquitectura modular
Es un punto intermedio: varios módulos de inversor de unos cientos de kilovatios cada uno, instalados en un mismo contenedor con el transformador y la celda de media tensión. Sungrow la publica como 1+X: el SG6600UD-MV reúne seis módulos y 6600 kVA a 45 °C en un contenedor de 40 pies, con transformador Dy11y11 ONAN y un interruptor de corriente alterna como protección de la salida de media tensión. Desde fuera se ve como una estación con inversor central; por dentro, cada módulo trabaja de forma independiente.
Qué cambia en la estación y en la protección
| Aspecto | Inversor central | Inversores string |
|---|---|---|
| Qué hay en la estación | Inversor, transformador, celda, auxiliares | Cuadro de baja tensión, transformador, celda, auxiliares |
| Corriente continua | Cajas de conexión en el campo y cables hasta la estación | Tramos cortos de cada cadena al inversor |
| Baja tensión alterna | Barras o cables cortos del inversor al transformador | Red de cables desde cada inversor hasta el cuadro de la estación |
| Protección dentro del bloque | Fusibles en las cajas de conexión y seccionador de corriente continua en el inversor | Protecciones del inversor y un interruptor o fusible por entrada en el cuadro |
| Protección del transformador | Interruptor de vacío y relé 50/51, 50N/51N en las fichas revisadas | Igual |
| Supervisión | Inversor y concentrador de datos en la estación | Muchos inversores comunicando con un concentrador en la estación |
La protección del transformador de la estación no depende de la arquitectura: en las fichas de SMA, Huawei, Sungrow y Gamesa, la celda del transformador tiene un interruptor y un relé de sobrecorriente de fases y de tierra. Tampoco cambian las protecciones del punto de conexión ni el anti-isla, que el operador de red exige para la planta completa; vea protecciones de una planta solar.
Qué cambia en la puesta en servicio
- ¿El inversor está dentro de la estación de transformación?
- Sí, central o modularPruebas de cajas de conexión y cables de corriente continua, y puesta en marcha del inversor en la estación junto con el transformador
- No, inversores stringPruebas de cada cadena y de cada inversor en el campo, y aislamiento y protecciones de la red de baja tensión hasta el cuadro de la estación
En las tres arquitecturas se repite la parte de media tensión: transformador, celda y relé, cables de la red colectora, puesta a tierra y comunicaciones. La energización también sigue el mismo orden: la red colectora energiza la celda y el transformador, y después los inversores se conectan y exportan. Las pruebas del campo fotovoltaico según IEC 62446-1 y las de las protecciones de conexión están en pruebas para energizar una planta solar.
Con inversores string, la integración de comunicaciones pesa más: cada inversor debe aparecer con su dirección y sus señales en el concentrador y en el controlador de planta, y un inversor mal configurado puede quedar fuera del control de potencia de la planta.
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Referencias
- SMA, ficha técnica MV Power Station 2660-S2 / 2800-S2 / 2930-S2 / 3060-S2.
- Huawei, especificaciones técnicas JUPITER-9000K-H0 / STS-6000K/3000K-H1 Smart Transformer Station.
- Sungrow, ficha técnica MVS6400-LV, MV Turnkey Solution for 1500 Vdc String Inverter y ficha SG6600UD-MV / SG8800UD-MV.
- Gamesa Electric, ficha técnica Proteus PV Stations.
- Ingeteam, página de producto INGECON SUN FSK C Series.
- Power Electronics, página de producto MV Skid Compact.
- IEC 62446-1: sistemas fotovoltaicos, requisitos de pruebas, documentación y mantenimiento.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre un inversor central y un inversor string en una planta solar?
El inversor central es un solo equipo de gran potencia, instalado en la estación de transformación, que recibe la corriente continua de muchas cadenas a través de cajas de conexión. Los inversores string son equipos de menor potencia repartidos en el campo, cerca de los módulos, que convierten a corriente alterna allí mismo y la llevan en baja tensión a la estación.
¿Qué es una estación de transformación sin inversor?
Es la estación que solo tiene el cuadro de baja tensión, el transformador elevador y la celda de media tensión. Recibe las salidas de corriente alterna de los inversores string, cada una con su propio interruptor o fusible. La Smart Transformer Station de Huawei y la MVS-LV de Sungrow son ejemplos publicados por sus fabricantes.
¿La arquitectura de inversor cambia las protecciones del punto de conexión?
No. Las funciones de tensión, frecuencia y anti-isla del punto de conexión las exige el operador de red para la planta completa, sin importar cómo estén repartidos los inversores. Lo que cambia es la protección dentro del bloque: cajas de conexión y seccionadores de corriente continua con inversor central, o un interruptor o fusible por inversor en el cuadro de baja tensión con inversores string.