Las instalaciones solares fotovoltaicas ofrecen la posibilidad de aportar una cantidad importante de energía solar para cubrir las necesidades del consumo eléctrico.
Dichas instalaciones, llamadas de autoconsumo, requieren una serie de componentes que en función de sus características implican diferencias respecto al aprovechamiento de la energía solar.
Los principales componentes de cualquier instalación de autoconsumo con baterías son: Paneles Solares, Inversor y Baterías.
El inversor es el que hace posible el aprovechamiento de la electricidad generada en las placas solares para utilizarla en los diferentes consumos. Su función básica es transformar la corriente continua en corriente alterna, a la vez que almacenar y descargar la energía en las baterías.
Actualmente existe una gran variedad de modelos y gamas de inversores, y una correcta selección puede ser clave para tener un aprovechamiento óptimo de la instalación y su amortización económica.
Vemos que muchos equipos del mercado, a simple vista “hacen lo mismo”, pero la forma en como lo hacen, los hace totalmente diferentes, hasta el punto en que podemos afirmar que son equipos distintos para un fin similar.
En el presente artículo identificaremos la diferencia entre los inversores híbridos On-Grid (AC Coupling) y los inversores – cargadores Off-Grid (DC Coupling) para aplicaciones de autoconsumo fotovoltaico con baterías.
Inversores híbridos (On-Grid)
Se caracterizan por gestionar las diferentes fuentes de energía, permitiendo alimentar los consumos eléctricos desde la energía procedente de las placas solares, desde la energía almacenada en las baterías y/o desde la red eléctrica de apoyo.
Gestionan la procedencia de la energía para optimizar el máximo aprovechamiento de la energía solar y el ahorro de la energía consumida de la red, así como la carga y descarga de la batería, sin necesidad de añadir un regulador de carga adicional.
Esquema interno Inversor híbrido On-Grid
La característica principal y diferencia con los modelos Off–Grid, es que trabajan conectados a la red eléctrica existente (Modo On-Grid), aportando energía solar en el mismo momento que la red eléctrica cuando la carga es superior a la energía generada en la instalación solar.
Además, en el caso de fallo de red eléctrica, estos inversores pueden trabajar en Isla, aportando la energía procedente de la instalación solar directamente al consumo.
Inversores – Cargadores (Off Grid)
Al igual que los inversores híbridos, gestionan el conjunto de fuentes de energía, pero la forma en cómo lo hacen, y sus limitaciones son considerables, así como el aprovechamiento de la energía solar.
En este caso el inversor no permite la posibilidad de conectarse a la red eléctrica existente, a la vez que se genera energía solar. De esta manera no pueden aportar energía simultáneamente de la instalación solar y la red eléctrica. 
Esquema interno Inversor Cargador Off-Grid
Tal y como se indica en el diagrama anterior existe un bypass interno en el inversor que selecciona la fuente de energía procedente para alimentar las cargas.
Esta característica implica que cuando el consumo eléctrico es mayor a la producción solar , no es posible aprovechar la instalación solar y toda la energía se alimenta desde la red eléctrica existente.
Por este motivo, se reduce considerablemente el aprovechamiento de la energía solar disponible y el ahorro energético de la energía consumida, siendo ésta la gran diferencia con los inversores On-Grid.
Bien es cierto que los equipos Off-Grid son notablemente más económicos, pero a medio plazo la rentabilidad económica es peor y sale más a cuenta utilizar inversores híbridos On-Grid
Diferencias Principales
Una forma clara de ver los aprovechamientos de los equipos On-Grid y las limitaciones energéticas de los Off-Grid, en ambos modelos de inversor, es analizar en detalle cómo trabajan en diferentes situaciones en relación al consumo eléctrico para comprobar el funcionamiento de ámbos equipos.
A. La energía solar es superior al consumo
Inversor Híbrido On-Grid
La energía de los paneles es aprovechada para alimentar las cargas (prioridad) y a las baterías. El excedente es posible inyectarlo a red. Si se desea se puede configurar para que no inyecte, según normativa local.
Inversor Cargador Off-Grid
La energía de los paneles es aprovechada para alimentar las cargas (prioridad) y a las baterías. El excedente no se puede inyectar a red y no se aprovecha.
B. El consumo es superior que la energía generada
Inversor Híbrido On-Grid
El inversor híbrido alimenta las cargas desde la instalación solar y desde la red. Si las cargas son superiores a la potencia solar entonces la energía restante, y sólo la restante, para cubrir el consumo es aportada por la red.
Inversor Cargador Off-Grid
El inversor Off Grid únicamente permite alimentar las cargas desde la red, desaprovechando la energía generada en los paneles solares. Esta energía únicamente se puede aprovechar si las baterías están descargadas.
C. No existe consumo y la batería está cargada
Inversor Híbrido On-Grid
El inversor Híbrido utiliza la energía generada en los paneles para inyectarla a la red eléctrica o a otros consumos.
Inversor Cargador Off-Grid
El inversor Off Grid no aprovecha la energía solar ya que no puede exportarla a la red eléctrica.
D. No existe generación en los paneles y el consumo es superior a la potencia suministrada por las baterías
Inversor Híbrido On-Grid
El inversor Híbrido utiliza la energía almacenada en las baterías para alimentar parcialmente a los consumos. La red eléctrica aporta la potencia restante para alimentar las cargas.
Inversor Cargador Off-Grid
El inversor Off Grid únicamente alimentará las cargas con la red eléctrica. No es posible aprovechar la energía almacenada en las baterías.
E. No existe generación en los paneles y el consumo es inferior a la potencia suministrada por las baterías
Inversor Hibrido On-Grid
El inversor Híbrido utiliza la energía almacenada en las baterías para alimentar totalmente a los consumos.
Inversor Cargador Off-Grid
El inversor Off Grid puede alimentar el consumo con la energía almacenada en las baterías siempre y cuando no sea mayor la potencia consumida. En ese caso todo se alimentará desde la red eléctrica.
Conclusiones
Una vez estudiado el comportamiento de las dos tipologías de inversores en casos diferentes de funcionamiento podemos concluir:
El inversor híbrido On-Grid permite un total aprovechamiento de la energía solar, rentabilizando así su inversión y provocando un ahorro mayor en la factura energética.
Con el Inversor On-Grid, al poder alimentar directamente las cargas desde las placas solares, reducimos los ciclos de carga y descarga de la batería, incrementando su vida útil.
El inversor cargador Off-Grid es una solución más económica pero a medio plazo resulta menos rentable ya que no permite optimizar el rendimiento de la instalación, ni el aprovechamiento de la energía solar.
Además, si consideramos una curva de consumo tipo y de generación solar para poder aprovechar la misma energía solar, en el caso de los inversores Off-Grid tendríamos que sobredimensionar las baterías, lo que conlleva:
Pérdidas energéticas de las mismas
Incremento de coste de las baterías
No justifica el ahorro inicial de usar un inversor Off-Grid
Inversor Cargador Off-Grid
Inversor Hibrido On-Grid
Por todo ello la solución óptima para conseguir el máximo rendimiento a una instalación solar de autoconsumo es el uso de inversores híbridos On-Grid.
