En Alemania, a medida que la aplicación de la energía solar crece rápidamente, cada vez más instaladores y usuarios finales ya no se preocupan por los temas fundamentales, sino que enfrentan desafíos más prácticos en la integración de sistemas. Uno de los problemas mencionados con frecuencia es:
¿Puede el interruptor de transferencia automática de doble alimentación (ATS) conectar simultáneamente el inversor fotovoltaico y la red y mantener el funcionamiento estable del sistema?
¿Por qué esta configuración se está volviendo más común en Alemania?
La estructura energética de Alemania está atravesando una rápida transición hacia la generación distribuida. Tanto los usuarios residenciales como comerciales están combinando cada vez más los sistemas fotovoltaicos con la red para lograr un suministro de energía estable.
En esta aplicación, el ATS se utiliza típicamente para gestionar dos fuentes de energía:
- Energía primaria: salida del inversor fotovoltaico
- Energía de respaldo: red eléctrica
Esta configuración permite el uso prioritario de la energía solar mientras cambia automáticamente a la red cuando la generación fotovoltaica es insuficiente, asegurando la continuidad del suministro de energía. Sin embargo, la forma en que opera un ATS determina que no puede conectar ambas fuentes de energía al mismo tiempo.
Problemas prácticos al conectar un Binterruptor de transferencia Power tanto a la PV como a la red simultáneamente
Protección anti-isla
El inversor fotovoltaico conectado a la red debe cumplir con los estándares de seguridad, y una de sus funciones importantes es la protección anti-isla. En términos simples, cuando la red se apaga, el inversor debe dejar de generar energía dentro de un tiempo especificado (generalmente de varios milisegundos a dos segundos). Esto se hace para evitar que el inversor continúe suministrando energía a la red y para evitar el riesgo de electrocución a los trabajadores que están reparando la red.
Si el interruptor de transferencia automática conecta simultáneamente el inversor y la red a la carga, y la red está en realidad en estado de apagado, el inversor enviará energía de vuelta al lado de la red. Esta situación hará que la protección anti-isla falle, lo que conducirá a peligros de seguridad. Incluso si el ATS intenta conectar simultáneamente las dos fuentes de energía durante el cambio normal, el inversor informará un error o se apagará debido a la detección de un voltaje anormal.
Sincronización de fase
La red suministra corriente alterna, que tiene tres parámetros clave: voltaje, frecuencia y fase. La fase de la red es fija, mientras que un inversor fotovoltaico que opera de forma independiente determina su propia fase. Si dos fuentes de energía de corriente alterna con fases diferentes se conectan directamente entre sí, la corriente forma un lazo entre ellas, generando una gran corriente de arranque. Este aumento puede dañar los componentes de potencia internos del inversor y puede hacer que los interruptores automáticos se disparen. En casos severos, puede crear arcos.
Incluso cuando el inversor opera en modo conectado a la red, rastrea activamente la fase de la red. Si el ATS conecta tanto el inversor como la red a la carga al mismo tiempo, el inversor detecta dos señales de voltaje diferentes simultáneamente, lo que puede interrumpir su lógica de control.
Propósito del Diseño de la Binterruptor de transferencia Power Interruptor de Transferencia
Se debe saber que el ATS es para seleccionar fuentes de energía, no para fusionar fuentes de energía. Su función es cambiar entre fuentes de energía, en lugar de permitir que dos fuentes de energía trabajen simultáneamente. Si se obliga al ATS a conectar simultáneamente dos entradas, se requieren circuitos adicionales de detección y control de sincronización, que no están presentes en los productos estándar.
Basado en los tres puntos anteriores, el estándar El ATS no es adecuado para conectar inversores solares y la red simultáneamente.
Aclarando conceptos erróneos comunes sobre los interruptores de transferencia y la integración de FV
Concepto erróneo 1: Cuanto más rápido cambie el ATS, mejor, sin considerar las características de carga
El cambio rápido reduce la duración de la pérdida de energía de la carga, pero no todas las cargas son adecuadas para cambios extremadamente rápidos. Ciertas cargas de tipo motor requieren un breve retraso antes de reiniciarse después de la pérdida de energía; de lo contrario, la diferencia de fase entre el voltaje residual y la fuente de energía restaurada puede causar un aumento. Además, los inversores necesitan algo de tiempo de respuesta al cambiar del modo conectado a la red al modo fuera de la red. Si el ATS cambia demasiado rápido, puede conectar la carga antes de que el inversor haya estabilizado su salida, lo que puede causar que el inversor se apague de manera protectora. Por lo tanto, la velocidad de conmutación del ATS necesita coincidir con las características tanto del inversor como de la carga, en lugar de simplemente perseguir la velocidad.
Concepto erróneo 2: El voltaje FV es inestable, y el Eléctrico Power Interruptor de Transferencia regulará automáticamente el voltaje
El interruptor de conversión no tiene capacidad de regulación de voltaje. Solo detecta si el voltaje está dentro del rango establecido y decide si cambiar la fuente de energía en consecuencia. Si la salida fotovoltaica es inestable, el ATS no “corregirá” el voltaje. La estabilización real del voltaje es responsabilidad de otros dispositivos de protección de voltaje, no del ATS.
Concepto erróneo 3: Mientras se instale un ATS, el sistema FV no experimentará pérdida de energía
Un ATS puede cambiar entre fuentes de energía, pero no garantiza una transferencia de energía ininterrumpida. Particularmente en sistemas FV, cuando la salida del inversor es inestable o se establecen retrasos de conmutación demasiado largos, todavía pueden ocurrir breves interrupciones de energía. Por lo tanto, el ATS mejora la fiabilidad del suministro de energía, pero no elimina completamente la pérdida de energía.
Concepto erróneo 4: Cualquier ATS se puede utilizar directamente en un sistema FV
No todos los ATS son adecuados para aplicaciones fotovoltaicas. Algunos ATS ordinarios fueron diseñados solo para la conmutación de red y generador y tienen poca o ninguna capacidad para reconocer la señal de salida del inversor. Por lo tanto, en el sistema fotovoltaico, se debe utilizar una solución de ATS que se ajuste a las necesidades fotovoltaicas.
Concepto erróneo 5: Un ATS puede resolver todos los problemas de compatibilidad en un sistema FV
El ATS es solo un componente de conmutación dentro del sistema. No puede resolver problemas de compatibilidad relacionados con el inversor, la red, el voltaje, la frecuencia y otros factores. Si el sistema mismo no está diseñado adecuadamente, por ejemplo, si los rangos de voltaje no coinciden o el cableado no está a la altura de los estándares, incluso utilizando un ATS no garantizará un funcionamiento estable. La verdadera estabilidad proviene del diseño general del sistema, no de un solo dispositivo.
Conclusión
Entonces, ¿puede el ATS conectar tanto el inversor fotovoltaico como la red de energía simultáneamente? La respuesta es no.
En ATS producido por YRO se centra en la conmutación de energía. Ha sido sometido a múltiples pruebas de laboratorio y puede completar de manera estable la acción de conmutación bajo la corriente nominal, sin el riesgo de soldadura de contactos o contactos defectuosos. Para sistemas que requieren una conmutación de energía de respaldo estable, el ATS vendido por YRO proporciona una garantía de base confiable.
