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Investigación y tecnología

Te s t d e inv ers ores

Un rival serio

Romana Brentgens / photon-pictures.com (2)

El Solar River SR4K4TLA1 de Samil Power sometido a prueba

Sencilla estructura interior y exterior. La termografía del Samil Power Solar River SR4K4TLA1 revela un aumento ligero, pero poco crítico de la temperatura en sólo dos puntos.

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ara no perderse con la gran variedad didato es muy ordenada y de fabricación sus colegas europeos habían ideado en de inversores ya examinados por el sencilla. La carcasa es compacta y parece sus departamentos de desarrollo. Tamlaboratorio de PHOTON puede ayudar de calidad. El circuito de la etapa de pobién la dirección de la compañía china clasificarlos – al menos mentalmente – tencia ocupa toda la superficie interior y tiene grandes planes. La producción del en diferentes categorías. Criterios como se ha utilizado mucho pegamento para año pasado fue de 32 megavatios, según potencia DC nominal, rango de tensiones fijar grandes componentes con masa. Deindica la propia empresa, aunque la preMPP o número de seguidores son obvios. bajo del circuito de la etapa de potencia, visión es ampliarla en 2011 a 400 meOtra idea sería repartir los productores los discretos transistores y diodos de pogavatios. La competencia hará bien en según sus países de origen. Visto así, se tencia están enclavados sobre el disipatener puestos cien ojos en Samil Power. podría definir directamente un nuevo lídor mediante elementos moldeados de Estructura der: se levanta el telón y aparece el Solar plástico y soldados por debajo en el cirSamil Power Co Ltd ofrece equipos de River SR4K4TLA1, nuevo campeón en eficuito. El circuito del display y de control todo el espectro de inversores fotovoltaiciencia entre todos los inversores de raíse encuentra montado sobre un ángulo cos, con un rango de potencias desde algo ces asiáticas analizados por el laboratorio de fijación por encima de la etapa de pomás de un kilovatio hasta estaciones de de PHOTON. Este título sin duda merece tencia, la conexión se realiza con varios varios megavatios. El presente inversor atención, ya que hasta ahora se estimacables planos. Las reactancias del filtro forma parte de la familia Solar River a la ba que los inversores de producción no sinusoidal y del convertidor DC/DC eleque pertenecen pequeños aparatos moeuropea, aunque disponibles y a precio vador se sitúan por debajo del circuito. nofásicos sin separación galvánica, así atractivo, solían quedarse atrás en la caUn bloque de aluminio fundido a precomo una potencia AC que oscila entre tegoría más importante, la eficiencia. El sión hace las veces de disipador en un 1,5 y 4,6 kilovatios. La estructura del canequipo de la empresa china Samil Power lado, en el otro forma la parte posterior Co Ltd de Wuxi, con la denominación del inversor. Está envuelto por un martrabalenguas de SR4K4Tco de chapa de acero, y también LA1, y que fue facilitado la cubierta está hecha LA R EVI al laboratorio de PHOTON de este material. En el S TA O LT A I C A DE D E FOTOV FOT en el marco del habitual lado del equipo se ha Solar L A R E V I S TA O VOL River 4TLA1 TA I SR4K CA Solar River SR4K 4TLA acuerdo para test, no obsincorporado un ventila1 96,5 p tante está por encima de dor de refrigeración que or cie nto p ara ir 011 6/2 cualquier duda y juega en es difícil de desmontar y ra diació n alta n me para irradiació dia 96,8 por ciento www la liga de los grandes como sustituir en caso de fallo. .p hoton 6/201 om.es 1 .com www.photon.c .es SMA Solar Technology AG, Dado que está expuesto a Kaco New Energy y Refusol las condiciones ambientaEl Solar River SR4K4TLA1 releva al Sungrow SG4KTL como el mejor inversor GmbH. Entre otras cosas porles, se recomienda no utilizar asiático sometido a prueba por el laboratorio de PHOTON. Con una eficiencia del 96,8 que los ingenieros chinos obel inversor en ambientes excepor ciento para irradiación alta, el equipo de Samil Power juega en la primera liga. servaron muy de cerca lo que sivamente contaminados.

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» Eficiencia de conversión En el rango de potencias entre el 25 y el 90 por ciento se forma una meseta bien pronunciada a partir de una tensión MPP de 279 voltios, el área de la eficiencia máxima. El valor óptimo se sitúa en el 45 por ciento de potencia nominal y a 345 voltios de tensión MPP.

× Eficiencia de adaptación MPPT Una imagen como sacada de manual: la eficiencia de adaptación se mantiene en un modélico 99 por ciento a lo largo de todo el rango de potencias.

= Eficiencia total Por consiguiente, la eficiencia total también es buena. El inversor vuelve a conseguir el mayor valor a una potencia nominal del 45 por ciento y a una tensión MPP media de 345 voltios.

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Eficiencia de conversión ponderada También aquí todo sale redondo, las mayores eficiencias se sitúan en la misma tensión MPP de 358 voltios. Según ponderación europea, la eficiencia de conversión asciende al 97,1 por ciento, según la californiana al 97,3 por ciento.

Eficiencias totales a diferentes tensiones MPP En cuanto se pone a trabajar, el Solar River 4K4TLA1 ya alcanza eficiencias notables, que suben rápidamente a su valor máximo al aumentar la potencia. El inversor flojea ligeramente a una reducida tensión MPP de 200 voltios, así como a muy pequeñas y muy elevadas potencias.

Exactitud del aviso del inversor El display del inversor indica demasiada potencia hasta una potencia nominal del 10 por ciento, después trabaja con mucha precisión

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» Existe un dispositivo de desconexión automática, que verifica la correcta tensión y frecuencia de la red. Además, se realiza una comprobación de la corriente de fuga y de la resistencia de aislamiento del generador respecto a tierra. El display y los dos LED informan sobre el estado de funcionamiento del inversor. Los condensadores electrolíticos utilizados en la etapa de potencia y también en la electrónica de control pertenecen a la clase de temperatura de 105 grados centígrados, estando bien dimensionados respecto a la temperatura ambiente. El equipo dispone de un seguidor MPP con dos entradas DC, la conexión al generador solar se efectúa mediante conectores PV de la firma Amphenol. El inversor se conecta a la red con un conector tripolar de la empresa Wieland. Los conectores DC y AC, así como el filtro supresor de interferencias se encuentran en un compartimento de plástico debajo del equipo, que no dispone de su propio separador DC. Para la comunicación se cuenta con puertos RS232 y RS485.

sobre el SR4K4TLA1, explicaciones acerca de la puesta en servicio, el display, las interfaces de comunicación, la instalación y los datos técnicos. El completo menú del display LCD se representa como imagen, también se ilustra el montaje y existe un esquema sinóptico de conexión. Por otra parte, los datos técnicos pueden descargarse de la página web del fabricante.

Estructura de conexión

El equipo se entrega al usuario perfectamente embalado y protegido. Un soporte suministrado sirve para montar el inversor en la pared, que con sus 19,2 kilos es relativamente ligero respecto a su potencia DC nominal. Si el generador está bien diseñado y se ha acoplado un interruptor DC externo, el inversor puede empezar a trabajar. Necesita unos 42 segundos para realizar los diferentes tests. El display de dos líneas se aloja en el nivel de la cubierta frontal, tiene una retroiluminación amarilla y es fácil de leer en estado encendido. A través del menú se pueden escoger los idiomas español, alemán, inglés, italiano, francés y chino. El display se activa cuando se aplica la tensión de red y DC. La retroiluminación se apaga cuando el equipo lleva 30 segundos sin ser manejado. Mediante una tecla se pueden realizar varias configuraciones. Junto con los diferentes mensajes de estado y error se visualizan los valores de medición más importantes.

El inversor tiene un diseño de dos etapas. La energía de la planta fotovoltaica llega a través de un filtro supresor de interferencias a un convertidor DC/DC elevador, que eleva la tensión de entrada a una tensión de circuito intermedio. El condensador alisa la tensión de entrada, y el puente inversor de salida conectado a continuación trocea la tensión continua de entrada en pulsos de anchura variable siguiendo una modulación PWM de tipo sinusoidal (SPWM o senoidal pulse width modulation). Entre el puente de salida y las reactancias sinusoidales se encuentran dos circuitos de libre circulación que impiden que la corriente reactiva de las reactancias pueda retornar al condensador de circuito intermedio. Con ello se reducen las pérdidas de conmutación del puente de salida y las pérdidas por histéresis magnética de las reactancias de salida, y aumenta la eficiencia. El uso del convertidor DC/DC elevador permite un rango de tensiones MPP de 200 a 450 voltios. El nivel de tensión en el circuito intermedio está seleccionado para que el inversor pueda verter siempre a la red. El filtro sinusoidal, compuesto por las reactancias y otros condensadores, alisa los bloques de tensión arriba mencionados, adaptándolos a una curva con forma sinusoidal y a la frecuencia de red de 50 Hz. Un dispositivo de conmutación automático desconecta el inversor de la red tan pronto como la tensión, la frecuencia o la corriente de alimentación difieren de los valores límite preestablecidos. Adicionalmente, se vigilan eventuales cortocircuitos a tierra sensibles a todo tipo de corrientes. Los parásitos producidos son eliminados por un filtro de salida, que se halla situado justo delante de los bornes de alimentación.

Instrucciones de uso

Mediciones

El equipo de prueba venía acompañado de un manual de instrucciones en inglés, que está disponible también en español, alemán, italiano, francés y chino. Incluye información de seguridad y general

La tensión DC máxima del SR4K4TLA1 asciende a 550 voltios, y la potencia DC nominal es de 4.200 vatios. La máxima potencia de generador que se puede conectar es de 4.580 vatios.

Manejo

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Búsqueda del MPP: en una curva característica preestablecida con potencia nominal y una tensión MPP de 342 voltios, el inversor necesita 42 segundos para conectarse a la red. Tras otros 10 segundos alcanza el MPP o punto óptimo de trabajo (punto de máxima potencia). Para cambiar de 342 a 326 voltios el equipo necesita 12 segundos, el cambio al siguiente rango MPP superior de 358 a voltios requiere unos pocos segundos. Rango MPP: con un rango MPP de 200 a 450 voltios el Solar River es un inversor de rango normal. La máxima tensión MPP de 450 voltios tiene una buena distancia hacia la máxima tensión DC de 550 voltios. Eficiencia de conversión: el inversor puede trabajar con un 105 por ciento de su potencia nominal en el rango de tensiones MPP de 200 a 450 voltios. A la tensión DC máxima de 550 voltios hay una zona estrecha de rayado en la parte superior del diagrama que indica que hay limitaciones del rango de tensiones MPP cuando se utilizan módulos cristalinos. A ello se añade una zona con rayado opuesto indicando que hay limitaciones al utilizar módulos de capa delgada, debido a una distancia demasiado corta entre la tensión MPP máxima y la tensión DC máxima. En el diagrama tridimensional de colores pueden detectarse zonas planas del mismo color y, por tanto, de la misma eficiencia. La zona de eficiencia máxima forma una cúspide plana de tamaño grande a nivel alto, que se extiende entre las tensiones MPP de 279 a 450 voltios y en el rango de potencias del 20 al 90 por ciento. La línea de intersección vertical al 45 por ciento de la potencia nominal y la línea de intersección horizontal a una tensión MPP de 345 voltios atraviesan la eficiencia máxima del 97,6 por ciento. Hacia elevadas tensiones MPP la eficiencia de conversión máxima desciende un 0,4 por ciento, hacia pequeñas tensiones MPP se pierde cerca de un punto. Durante las mediciones se alcanzó exactamente el dato del fabricante respecto a la eficiencia máxima (97,6 por ciento). En potencias pequeñas, por debajo del 15 por ciento del valor nominal, la eficiencia de este equipo cae entre un 5 y un 7 por ciento. A la potencia nominal se obtuvo un factor de potencia (FP o cos j) de aproximadamente 1. Eficiencia de conversión ponderada: la eficiencia europea alcanza su valor máximo en torno a los 358 voltios de tensión MPP, y la medición del laboratorio coincide

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también exactamente con el dato del fabricante (97,1 por ciento). La diferencia entre la eficiencia máxima de conversión y la eficiencia máxima europea se cifra en 0,5 puntos. La eficiencia californiana es casi idéntica a la europea superándola en sólo un 0,3 por ciento. Eficiencia de adaptación MPPT: la comparación entre la potencia DC preestablecida y la potencia DC del inversor proporciona información sobre el seguimiento MPP estático del equipo, es decir, sobre el porcentaje de potencia MPP preestablecida que realmente adopta el inversor. La eficiencia de adaptación MPPT destaca por su homogeneidad y alto nivel por todo el rango de trabajo, situándose constantemente en más del 99 por ciento de la potencia preestablecida. Eficiencia total: el área de la eficiencia máxima total se encuentra a tensiones y potencias medianas. La línea de intersección vertical al 45 por ciento de la potencia nominal y la línea de intersección horizontal a una tensión MPP de 345 voltios atraviesan la eficiencia máxima total del 97,6 por ciento. Formas de la eficiencia total, eficiencia total media y eficiencia PHOTON: en las curvas de eficiencias, el Solar River tampoco se permite flojear. La eficiencia PHOTON para irradiación media asciende a un 96,5 por ciento, para irradiación alta se sitúa en un 96,8 por ciento. Suministro de la potencia nominal: el inversor suministra el 100 por ciento de la potencia nominal en todo el rango de tensiones de entrada de 200 a 450 voltios y a una temperatura ambiente de 25 grados centígrados. Potencia de salida indicada: a pequeñas potencias, la potencia de salida medida e indicada por el inversor difiere en hasta más un 6,4 por ciento del valor medido por el analizador de potencia. Pero a partir de un 15 por ciento de la potencia nominal, el error se reduce a más un 0,9 al 1,8 por ciento. La precisión de indicación equivale, por tanto, al de un contador de la clase de exactitud B (anteriormente clase de exactitud 1). Funcionamiento a una temperatura ambiente superior: el inversor suministra energía a la red al cien por cien de la potencia nominal hasta una temperatura ambiente de aproximadamente 56,5 grados centígrados. Al alcanzar esta temperatura, el equipo redujo su potencia, el punto de trabajo seleccionado se situó en 4.200 vatios y en 358 voltios de tensión MPP. La eficiencia descendió en torno a un 0,5 por

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ciento. Gracias al amplio rango de temperatura, que abarca entre 20 grados bajo cero y 60 grados centígrados, y a la clase de protección IP65, el inversor puede ser instalado bajo techo o en el exterior. Comportamiento de sobrecarga: si el SR4K4TLA1 funciona con una sobrecarga de 1,3 veces su potencia nominal de entrada (5.460 vatios), a 342 voltios de tensión MPP y una temperatura ambiente de 23 grados centígrados, el equipo limitará la potencia DC a cerca de 4.462. Ello corresponde a una sobrecarga del 6,2 por ciento a una potencia DC nominal de 4.200 vatios, por lo que el equipo posee un rango de sobrecarga reducido. De este modo, el equipo desplaza el punto de trabajo hacia una tensión de entrada mayor en la curva característica, y la tensión DC se ajusta a un valor de 365 voltios. Consumo propio y nocturno: el consumo propio del equipo en estado comprobado de construcción básica asciende a aproximadamente 0,1 vatios en el lado AC; no hay ningún dato del fabricante. En el lado DC el autoconsumo oscila entre 4 y 6 vatios. Por la noche, el inversor consume cerca de 0,1 vatios de potencia activa de la red. El fabricante indica cero vatios. Termografía: la imagen termográfica muestra una vista en planta del inversor, mientras está trabajando con potencia nominal y a temperatura ambiente de 23 grados centígrados. En los circuitos se alcanzan temperaturas de hasta 89,8 grados, en concreto en resistencias SMD en la zona de los excitadores de los transistores de potencia. Los condensadores electrolíticos de la etapa de potencia presentaron valores normales en la escala de temperaturas. Por norma general, en caso de estructura multinivelar la termografía sólo tiene en cuenta los componentes visibles.

Resultado Para anticiparlo: el Samil Power Solar River SR4K4TLA1 no deja nada que desear, tanto respecto a la calidad de fabricación como en el aspecto de la potencia. La estructura del candidato es muy ordenada y de fabricación sencilla. La carcasa es compacta y parece de calidad. La eficiencia de conversión alcanza su valor máximo del 97,6 por ciento en el rango de tensiones MPP medianas, siendo la diferencia hacia tensiones superiores de sólo 0,4 puntos y hacia inferiores de un punto. La dependencia de la eficiencia de conversión con relación a la tensión y potencia es muy escasa. La curva de la

Comentario del fabricante Los resultados de las mediciones del laboratorio de PHOTON coinciden con nuestras mediciones. No tenemos ninguna objeción.

eficiencia total equivale más o menos a la curva de la eficiencia de conversión, puesto que la eficiencia de adaptación MPPT es muy homogénea y alta. El rango de tensión MPP especificado por el fabricante presenta una distancia adecuada respecto a la máxima tensión DC del inversor. Por tanto, puede ser aprovechado casi por completo con módulos cristalinos. El equipo sin transformador no funciona con módulos de capa delgada. La eficiencia PHOTON para irradiación media es muy elevada con un 96,5 por ciento, el valor para irradiación alta lo supera incluso con un 96,8 por ciento. La diferencia respecto a la eficiencia de conversión máxima de sólo 1,1 puntos es un indicio de una escasa dependencia de la potencia. Para el diseño del MPP de una planta fotovoltaica se recomienda escoger el tercio medio del rango de tensiones MPP. El inversor posee un rango de sobrecarga pequeño del 6,2 por ciento. De ahí que el generador solar deba dimensionarse con mucho cuidado para que los picos de potencia no provoquen daños en el inversor. La visualización de la potencia de salida del inversor presenta una buena precisión. El rango de temperaturas del Solar River es muy amplio. Sin embargo, si la temperatura ambiente supera los 56 grados el equipo reduce su potencia. Con 0,5 puntos, la dependencia de la eficiencia de conversión con relación a la temperatura ambiente es ínfima. En su conjunto, el Samil Power Solar River SR4K4TLA1 se gana un «muy bien» con su rendimiento. Entre los candidatos analizados por PHOTON ocupa ahora el puesto 17. Con este resultado, no solamente es el mejor inversor de producción asiática examinado hasta la fecha, sino que también es un equipo puntero en la categoría de potencias de hasta cinco kilovatios. Para que sea una verdadera alternativa a los líderes como SMA y Kaco, Samil Power ha de demostrar la larga vida útil de sus productos y ofrecer un servicio comparable. Los ingenieros han hecho bien su trabajo, ahora les toca a la Dirección y a los responsables de ventas. Heinz Neuenstein, Matthias B. Krause

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Revista photon destaca Samil inverters