ES1072801U - Inversor de alta frecuencia (hf). - Google Patents
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Abstract
1. Inversor de alta frecuencia (HF) (1) para la conversión de la tensión continua generada por al menos un módulo solar (5) a través de al menos un convertidor DC/DC de entrada (2), un circuito intermedio (3) y un convertidor DC/AC de salida (4) en una tensión alterna para la alimentación de consumidores (7) y/o para la introducción en una red de distribución (6), uniéndose el convertidor DC/DC de entrada (2) con un dispositivo de control (8), caracterizado porque está previsto un convertidor DC/DC de acumulador (9), que, por un lado, está unido con el circuito intermedio (3) y, por otro lado, puede unirse con un acumulador de energía (10) opcional, estándo unido el convertidor DC/DC de acumulador (9) con el dispositivo de control (8) y, además está prevista una unidad de supervisión de red (11) unida con el dispositivo de control (8) para la supervisión de la red de distribución (6) y para la conmutación automática entre un funcionamiento acoplado con la red, en el que se activanal menos el convertidor DC/DC de entrada (2) y el convertidor DC/AC de salida (4), y se alimenta el circuito intermedio (3) por el convertidor DC/DC de entrada (2) y al menos el circuito intermedio (3) por el convertidor DC/AC de salida (4), de forma que la tensión alterna generada por el inversor HF (1) se introduce en la red de distribución (6), y un funcionamiento en isla, en el que se activan el convertidor DC/DC de entrada (2) y/o un convertidor DC/DC de acumulador (9) adicional, así como el convertidor DC/AC de salida (4), y el circuito intermedio (3) se alimenta en función de la potencia proporcionada por al menos un módulo solar (5) por el convertidor DC/DC de entrada (2) y/o por el convertidor DC/DC de acumulador (9) y el convertidor DC/AC de salida (4) por el circuito intermedio (3), de forma que se alimenta los consumidores (7) con la tensión alterna generada por el inversor HF (1) en función de la red de distribución (6) supervisada y que está previsto un dispositivopara determinar el estado de carga del acumulador de energía (10). 2. Inversor HF (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el acumulador de energía (10) está dispuesto externamente de forma ventajosa y puede unirse con el convertidor DC/DC de acumulador (9) a través de una caja de conexiones (14). 3. Inversor HF (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque está previsto un dispositivo para reconocer la unión del acumulador de energía (10) con el convertidor DC/DC de acumulador (9). 4. Inversor HF (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque está previsto un interruptor (13) controlado por la unidad de supervisión de red (11) para deshacer la unión a la red de distribución (6), de forma que en caso del reconocimiento de una caída de la red de distribución (6), ésta es separable del inversor HF. 5. Inversor HF (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque está previsto un bus de datos (12), el cual está unido con el convertidor DC/DC de entrada (2), con el convertidor DC/AC de salida (4), con el convertidor DC/DC de acumulador (9) y, en caso necesario, con el dispositivo de control (8) y la unidad de supervisión de red (11).
Description
Inversor de alta frecuencia (HF).
La invención se refiere a un inversor de alta
frecuencia (HF) para la conversión de la tensión continua generada
por al menos un módulo solar a través de al menos un convertidor
DC/DC de entrada, un circuito intermedio y un convertidor DC/AC de
salida en una tensión alterna para la alimentación de consumidores
y/o para la introducción en una red de distribución, uniéndose el
convertidor DC/DC de entrada con un dispositivo de control.
El documento US 2005/0006958 A1 se refiere a un
sistema de inversor que convierte la tensión continua generada por
un módulo fotovotaico en una tensión alterna y abastece a una red de
distribución, cuando la red de distribución alimenta los
consumidores con energía eléctrica. La unión a la red de
distribución se rompe cuando la red de distribución no está en
situación de alimentar los consumidores con energía eléctrica. Se
garantiza por ello que se alimenta con energía eléctrica al menos
una parte de los consumidores también en caso de una caída de la red
de distribución. Existe adicionalmente una batería de seguridad que
se carga por el módulo fotovoltaico a través de un convertidor DC/DC
bidireccional. Cuando la fuente de energía primaria formada por el
módulo fotovoltaico no proporciona suficiente energía para la
alimentación de los consumidores, se introduce energía adicional por
la batería de seguridad.
El documento JP 10 031525 A se refiere a una
instalación fotovoltaica. convirtiéndose la tensión continua
proporcionada por un módulo fotovoltaico por un inversor en una
tensión alterna que puede introducirse en una red de distribución o
utilizarse para alimentar los consumidores. Paralelamente a ello se
carga una batería a través de un convertidor DC/DC bidireccional
que, en caso de radiación solar más reducida, también proporciona a
los consumidores o a la red de distribución el déficit en energía
eléctrica.
El documento JP 2005-137124 A
muestra una instalación solar con un acumulador de energía dispuesto
en paralelo, que se regula correspondientemente por una conmutación
de ahorro de energía para un rendimiento óptimo, de forma que los
consumidores pueden alimentarse de forma óptima y sin fallos con
energía eléctrica.
El documento JP 20-117871 A
describe un cargador de baterías que reconoce la conexión de una
batería a cargar y por ello regula correspondientemente un generador
de impulsos de carga.
El documento US 6,239,579 B1 se refiere a un
dispositivo para la administración de un paquete de baterías, en el
que un dispositivo de control comanda correspondientemente
interruptores para probar los módulos individuales de baterías bajo
carga sin poner en peligro la capacidad de carga de todo el paquete
de baterías.
El documento JP 2006-320099 A
muestra un sistema para la acumulación de energía eléctrica que
garantiza, al reconocer una interrupción de la tensión de la red de
distribución, una alimentación al menos de los consumidores más
importantes con energía eléctrica a través de una batería.
El documento JP 08-223816 A
describe un sistema de inversor con una batería, cuyo estado de
carga se supervisa para hacer posible un funcionamiento óptimo del
inversor.
El documento JP 10-031525 A
muestra un sistema de generación de energía solar con una batería de
acumulación, mediante la que se compensan los cambios de la
radiación solar.
El documento US 6,081,104 A describe un sistema
para la alimentación de una batería y al mismo tiempo de un sistema
de iluminación con energía eléctrica. En este caso la carga se hace
funcionar de forma óptima mientras que la batería se mantiene en un
estado de carga lo más elevado posible.
Finalmente el documento JP
2001-095179 A describe un dispositivo para la
alimentación de una carga con energía eléctrica a través de una
batería también en el caso de una caída de la red.
El objetivo de la invención consiste en ampliar
un inversor HF acoplado a la red de manera que, en caso de una caída
de la red, pueda alimentarse los consumidores en adelante con
energía.
El objetivo de acuerdo con la invención se
resuelve dado que está previsto un convertidor DC/DC de acumulador,
que, por un lado, está unido con el circuito intermedio y, por otro
lado, puede unirse con un acumulador de energía opcional, estándo
unido el convertidor DC/DC de acumulador con el dispositivo de
control y, además está prevista una unidad de supervisión de red
unida con el dispositivo de control para la supervisión de la red de
distribución y para la conmutación automática entre un
funcionamiento acoplado con la red, en el que se activan al menos el
convertidor DC/DC de entrada y el convertidor DC/AC de salida, y se
alimenta el circuito intermedio por el convertidor DC/DC de entrada
y al menos el circuito intermedio por el convertidor DC/AC de
salida, de forma que la tensión alterna generada por el inversor HF
se introduce en la red de distribución, y un funcionamiento en isla,
en el que se activan el convertidor DC/DC de entrada y/o un
convertidor DC/DC de acumulador adicional, así como el convertidor
DC/AC de salida, y el circuito intermedio se alimenta en función de
la potencia proporcionada por al menos un módulo solar por el
convertidor DC/DC de entrada y/o por el convertidor DC/DC de
acumulador y el convertidor DC/AC de salida por el circuito
intermedio, de forma que se alimenta a los consumidores con la
tensión alterna generada por el inversor HF en función de la red de
distribución supervisada y que está previsto un dispositivo para
determinar el estado de carga del acumulador de energía. En este
caso es ventajoso que el inversor pueda hacerse funcionar tanto en
el funcionamiento acoplado con la red, como también en el
funcionamiento en isla, no menoscabando los componentes necesarios
adicionalmente para el funcionamiento en isla en particular el
rendimiento elevado del inversor en el funcionamiento acoplado con
la red. Igualmente es ventajoso que se mantenga el gran intervalo de
tensión de entrada según un inversor acoplado con la red. Además, es
ventajoso que por la conmutación al funcionamiento en isla pueda
alimentarse ulteriormente al menos una parte de los consumidores si
cae la red de distribución. También es ventajoso que en el
funcionamiento acoplado con la red, la alimentación es posible
también sin el acumulador de energía opcional. Por consiguiente el
caro acumulador de energía puede equiparse posteriormente también
sólo en caso de necesidad. Finalmente el acumulador de energía puede
cambiarse o ampliarse de forma ventajosa en funcionamiento, mientras
que el circuito intermedio no se alimenta por el acumulador de
energía. Mediante la supervisión de la red de distribución por una
unidad de supervisión de red puede conseguirse que en todo momento
pueda disponerse del estado de si está disponible o no una red de
distribución. La determinación del estado de carga del acumulador de
energía puede realizarse mediante consulta continua o cíclica. En
función del estado de carga determinado del acumulador de energía,
el acumulador de energía se carga por la fuente de energía o por la
red de distribución. Mediante la consulta del estado de carga y,
dado el caso, recarga del acumulador de energía se garantiza siempre
un acumulador de energía cargado para el funcionamiento en isla. En
función del estado de carga del acumulador de energía, el
convertidor DC/DC de acumulador se activa ventajosamente para la
carga del acumulador de energía, de forma que el acumulador de
energía se carga a través del circuito intermedio y el convertidor
DC/DC de acumulador. Dado que el convertidor DC/DC de acumulador se
activa sólo en función del estado de carga del acumulador de
energía, es decir, sólo temporalmente, para compensar la
autodescarga del acumulador, el circuito intermedio del inversor
sólo se carga mínimamente. Por consiguiente no se menoscaba
esencialmente el elevado rendimiento del inversor HF en el
funcionamiento acoplado con la red. En particular también por tanto,
puesto que el convertidor DC/AC de salida se alimenta sin
interrupción en adelante por el circuito intermedio. Con el
acumulador de energía completamente cargado se desactiva de nuevo
ventajosamente el convertidor DC/DC de acumulador.
En el funcionamiento en isla del inversor, el
circuito intermedio se alimenta ventajosamente en función de la
potencia proporcionada por la fuente de energía por el convertidor
DC/DC de entrada y/o por el convertidor DC/DC de acumulador, y el
convertidor DC/AC de salida por el circuito intermedio. Por ello
también se garantiza luego la alimentación de los consumidores, si
la fuente de energía, por ejemplo, un módulo solar durante las horas
nocturnas, no proporciona energía o no suficiente. Así el acumulador
de energía opcional también puede alimentar a los consumidores a
través del convertidor DC/DC de acumulador y el convertidor DC/AC de
salida.
El convertidor DC/DC de acumulador también se
desactiva de nuevo ventajosamente en función de la potencia
proporcionada por la fuente de energía.
Finalmente el convertidor DC/DC de acumulador
puede activarse completamente en función del estado de carga del
acumulador de energía y de la potencia proporcionada por la fuente
de energía, y se carga el acumulador de energía. Por ello se cuida
el acumulador de energía y dado el caso puede recargarse de nuevo.
Por consiguiente se aumenta la durabilidad del acumulador de energía
y el tiempo de alimentación de los consumidores a partir del
acumulador de energía. Además, también se garantiza siempre una
tensión estable de salida.
La conmutación del inversor del funcionamiento
acoplado con la red al funcionamiento en isla se realiza de forma
automática, si se reconoce una caída de la red de distribución. Por
ello se garantiza esencialmente un suministro de corriente sin
interrupciones al menos durante un tiempo limitado.
Según otra característica de la invención está
previsto que el inversor se separe de la red de distribución si se
reconoce una caída de la red de distribución. Gracias a esta medida
se consigue que toda la energía se ponga a disposición de los
consumidores y no se consuma energía por la red de distribución.
La conmutación del inversor del funcionamiento
en isla al funcionamiento acoplado con la red se realiza de forma
automática si se reconoce de nuevo una red de distribución
disponible. Tan pronto como puede disponerse de nuevo de una red de
distribución se introduce la energía generada por el inversor de
nuevo en ésta. Habitualmente se bonifica económicamente la energía
introducida por los operadores de la red de distribución, por lo que
se vuelve más rentable el funcionamiento del inversor para el
usuario.
Si el inversor se une con la red de
distribución, cuando se reconoce una red de distribución disponible,
la red de distribución y el consumidor pueden alimentarse
correspondientemente con energía.
El acumulador de energía está dispuesto
externamente de forma ventajosa y puede unirse con el convertidor
DC/DC de acumulador a través de una caja de conexiones.
\newpage
Se reconoce ventajosamente de forma automática
el acumulador de energía que puede unirse opcionalmente con el
convertidor DC/DC de acumulador, por ejemplo a través de una tensión
de entrada acoplada al convertidor DC/DC de acumulador. Por ello no
representa para el usuario ningún desembolso adicional tras conexión
con el acumulador de energía.
Si está previsto un interruptor controlado por
la unidad de supervisión de red para deshacer la unión a la red de
distribución, en caso del reconocimiento de una caída de la red de
distribución, ésta es separable del inversor HF.
Está previsto ventajosamente un bus de datos, el
cual está unido con el convertidor DC/DC de entrada, con el
convertidor DC/AC de salida, con el convertidor DC/DC de acumulador
y, en caso necesario, con el dispositivo de control y la unidad de
supervisión de red. Dado que se efectúa una comunicación a través de
un bus de datos entre los componentes del inversor puede lograrse
una optimización de la gestión de energía o del flujo de energía en
ambos modos de funcionamiento, el funcionamiento acoplado con la red
y el funcionamiento en isla. Dado que la información sobre el
acumulador de energía disponible se transmite a través de un bus de
datos, puede hacerse posible la conmutación al funcionamiento en
isla y la carga del acumulador de energía.
La presente invención se explica detalladamente
mediante los dibujos esquemáticos adjuntos. Aquí muestran:
Fig. 1 una representación resumen esquemática de
un inversor habitual; y
Fig. 2 una representación resumen esquemática
del inversor según la invención.
Ateniéndose como introducción a que las mismas
piezas del ejemplo de realización se proveen con las mismas
referencias.
En la fig. 1 está representada de forma
esquemática una estructura habitual de un inversor 1. Puesto que los
componentes individuales o grupos constructivos y funciones del
inversor 1 ya se conocen del estado de la técnica, a continuación no
nos ocupamos en detalle de éstos.
El inversor 1, que se forma preferiblemente por
un inversor HF 1, presenta al menos un convertidor DC/DC de entrada,
un circuito intermedio 3 y un convertidor DC/AC de salida 4. Con el
convertidor DC/DC de entrada 2 está conectada una fuente de energía
5 o un generador de energía, que se forma preferiblemente por uno o
varios módulos solares conectados entre sí en paralelo y/o en serie.
La salida del inversor 1 o bien del convertidor DC/AC de salida 4
está unida con una red de distribución 6, como una red de tensión
alterna pública o privada o una red polifásica, o con uno o varios
consumidores 7 eléctricos que representan una carga. Por ejemplo,
los consumidores 7 se forman por un motor, un frigorífico, un
aparato de radio, etc. Igualmente el consumidor 7 puede representar
también un suministro doméstico. Además, los componentes
individuales del inversor 1, como el convertidor DC/DC de entrada 2,
etc. se unen a través de un bus de datos 12 con un dispositivo de
control 8.
El control de energía de un inversor 1 semejante
así mencionado acoplado con la red se optimiza ya que se introduce
la mayor cantidad de energía posible en la red de distribución 6.
Según se conoce del estado de la técnica, los consumidores 7 se
alimentan con energía eléctrica a través de la red de distribución
6. Naturalmente pueden conectarse, por ejemplo, también varios
inversores 1 en paralelo. Por ello puede aprontarse más energía para
el funcionamiento de los consumidores 7.
El dispositivo de control 8 o el regulador del
inversor 1 está conformado, por ejemplo, por un microprocesador, un
microcontrolador o un ordenador. Mediante el dispositivo de control
8 puede realizarse un control correspondiente de los componentes
individuales, como el convertidor DC/DC de entrada 2 o el
convertidor DC/AC de salida 4, en particular de los elementos de
conexión allí dispuestos. En el dispositivo de control 8 están
memorizados para ello los procesos individuales de regulación o de
control mediante programas de software y/o datos o curvas
características correspondientes.
En la fig. 2 está representado un inversor 1
según la invención que está ampliado con un convertidor DC/DC de
acumulador 9, con el que se conecta de forma opcional un acumulador
de energía 10. De ello resulta que el inversor 1 cumple, junto a la
funcionalidad de un inversor 1 acoplado con la red, también la
funcionalidad de un así nombrado inversor en isla.
Un inversor 1 con estas funcionalidades se
designa generalmente como inversor híbrido. Además, en el inversor 1
según la invención es esencial que estén completamente acopladas las
funcionalidades. Es decir, que éstas puedan trabajar
independientemente una de otra, por lo que el rendimiento de cada
funcionalidad individual puede utilizarse de forma óptima, así como
el flujo de energía puede adaptarse de forma óptima a cada
funcionalidad.
Esto se consigue en particular mediante el
convertidor DC/DC de acumulador 9, que está unido con el circuito
intermedio 3. Por consiguiente el convertidor DC/DC de entrada 2 y/o
el convertidor DC/DC de acumulador 9 pueden alimentar al circuito
intermedio 3, obteniendo el convertidor DC/DC de acumulador 9 la
energía necesaria para ello del acumulador de energía 10. El
convertidor DC/DC de acumulador 9 está unido preferiblemente con una
caja de conexiones 14 integrada en la carcasa del convertidor 1 para
la conexión del acumulador de energía 10 externo. En caso de
necesidad del usuario puede conectarse por ello opcionalmente el
acumulador de energía 10. Por ejemplo, el acumulador de energía 10
se forma por una batería o similares. El inversor 1 puede explotarse
en funcionamiento acoplado con la red y, dado el caso, también en
funcionamiento en isla sin acumulador de energía 10. De ello se
deducen diferentes posibilidades para la alimentación de los
consumidores 7 en el funcionamiento en isla, y para la carga del
acumulador de energía 10 en el funcionamiento acoplado con la red o
en el funcionamiento en isla.
El inversor 1 según la invención trabaja
básicamente en funcionamiento acoplado con la red. En este caso la
tensión suministrada por la fuente de energía 5, por ejemplo, los
módulos solares, se transforma por el convertidor DC/DC de salida 2
en una mayor tensión constante del circuito intermedio, de forma que
el convertidor DC/AC de salida 4 proporciona una tensión conforme a
la red en la red de distribución 6 o puede ponerse a disposición de
los consumidores 7. Además, los consumidores 7 se alimentan
preferiblemente de la red de distribución 6. Debido a ello este modo
de funcionamiento es independiente de si con el convertidor DC/DC de
acumulador 9 está conectado un acumulador de energía 10.
Además, en el inversor 1 puede estar integrada
una unidad de supervisión de red 11, que supervisa la disponibilidad
de la red de distribución 6 durante el funcionamiento del
convertidor 1. Si la red de distribución 7 se cayese y por
consiguiente se suprimiese la alimentación de los consumidores 7,
esto se comunica por la unidad e control de la red 11 a través del
bus de datos 12 al dispositivo de control 8, de forma que el
inversor 1 puede conmutarse al funcionamiento en isla. Por
consiguiente los mismos consumidores 7 se alimenta como si fuese el
caso de funcionamiento acoplado con la red.
Además, para un funcionamiento en isla estable
deben cumplirse requisitos consabidos. Por un lado, esto puede
garantizarse, sí la fuente de energía 5 pone a disposición
suficiente potencia para poder alimentar a los consumidores 7. Si se
garantiza un suministro suficiente no es necesaria la activación del
convertidor DC/DC de acumulador 9, puesto que el inversor 1 se
comporta como en el funcionamiento acoplado con la red. No obstante,
si la fuente de energía 5 no pudiese poner a disposición energía o
suficiente energía para un funcionamiento en isla estable, esto debe
compensarse por el convertidor DC/DC de acumulador 9, de forma que
los consumidores se alimenten suficientemente con energía eléctrica.
Debido a ello se supone en este caso que el acumulador de energía 10
opcional está conectado con el convertidor DC/DC de acumulador
9.
El reconocimiento de si un acumulador de energía
10 está conectado con el convertidor DC/DC de acumulador 9 se
realiza preferiblemente de forma automática. Por ejemplo, de forma
que la tensión acoplada por la conexión del acumulador de energía 10
con la entrada del convertidor DC/DC de acumulador 9 activa éste al
menos hasta que puede transmitir la existencia del acumulador de
energía 10 al dispositivo de control 8. En este caso, es decir, si
en el funcionamiento en isla se necesita energía adicionalmente a la
energía de la fuente de energía 5, el convertidor DC/DC de
acumulador 9 toma energía del acumulador de energía 10, que
naturalmente debería estar completamente cargado, para que la caída
de la red de distribución 6 pueda cubrirse durante el máximo tiempo
posible.
La carga del acumulador de energía 10 se realiza
básicamente a través del convertidor DC/DC de acumulador 9, que está
unido con el acumulador de energía 10 dispuesto fuera del inversor
1. El acumulador de energía 10 puede cargarse en el funcionamiento
acoplado con la red. En este modo de funcionamiento no está activo
el convertidor DC/DC de acumulador 9. Por ello el convertidor DC/DC
de acumulador 9 se controla correspondientemente por el dispositivo
de control 8 a través del bus de datos 12, midiéndose
preferiblemente de forma cíclica el estado de carga del acumulador
de energía 10 o midiéndose su tensión de entrada que se corresponde
a la tensión del acumulador de energía 10. Si es necesario cargar el
acumulador de energía 10, el convertidor DC/DC de acumulador 9 se
activa completamente y recibe la corriente para la carga del
acumulador de energía 10 del circuito intermedio 3, que se alimenta
de la fuente de energía 5, por ejemplo, los módulos solares o del
convertidor DC/DC de entrada 2. Por ello se carga mínimamente el
circuito intermedio 3, no obstante, no teniendo esto una influencia
apreciable sobre el rendimiento en el funcionamiento acoplado con la
red. Si el acumulador de energía 10 está completamente cargado, el
convertidor DC/DC de acumulador 9 se desactiva de nuevo
completamente. Pero en este caso el acumulador de energía 10 se
supervisa además continuamente o cíclicamente y, dado el caso, se
carga.
Casi de la misma manera el acumulador de energía
10 puede cargarse también en el funcionamiento en isla, si la fuente
de energía 5 o los módulos solares pueden alimentar a los
consumidores 7 y adicionalmente se dispone todavía de suficiente
potencia en el circuito intermedio 3 para cargar el acumulador de
energía 10 a través del convertidor DC/DC de acumulador 9. Este
control de energía lo asume el dispositivo de control 8 que recibe
los datos necesarios para ello de los componentes individuales del
inversor 1 a través del bus de datos 12.
Otra posibilidad para cargar el acumulador de
energía 10 consiste en obtener la comente de la red de distribución
6. En este caso el circuito intermedio se alimenta a través del
convertidor DC/AC de salida 4, de forma que el convertidor DC/DC de
acumulador 9 puede cargar de nuevo el acumulador de energía 10. Esta
posibilidad se emplea en particular si la fuente de energía 5 o los
módulos solares, por ejemplo, durante un periodo de tiempo más
largo, no han suministrado energía o sólo muy poca para recargar el
acumulador de energía 10.
Por consiguiente se garantiza siempre un
acumulador de energía 10 cargado, de forma que en todo momento, si
cae la red de distribución 6, es posible una conmutación del
inversor 1 al funcionamiento en isla.
Si la unidad de supervisión de red 11 reconoce
una caída de la red de distribución 6, se interrumpe la unión entre
la red de distribución 6 y el convertidor DC/AC de salida 4 a través
del interruptor 13. Por consiguiente se garantiza que los
consumidores 7 se alimenten siempre sólo por una fuente, en este
caso la fuente de energía 5 o los módulos solares. Igualmente se
cumplen los requisitos de seguridad de forma que, por ejemplo,
pueden realizarse sin peligro trabajos de mantenimiento en la red de
distribución 6. Además, la unidad de supervisión de red 11 provoca
que el inversor 1 no se cargue en el funcionamiento en isla por la
red de distribución 6 y por consiguiente no se menoscabe el
rendimiento.
En el caso de la realización de la fuente de
energía 5 mediante módulos solares, la energía necesaria puede
retirarse durante días de los módulos solares. Si hay suficiente
energía no es necesaria la activación del convertidor DC/DC de
acumulador 9. Si los módulos solares a través del convertidor DC/DC
de entrada 2, el circuito intermedio 3 y el convertidor DC/AC de
salida 4 sólo pueden poner a disposición una parte de la energía
necesaria para los consumidores 7, la energía restante se añade del
acumulador de energía 10. Para ello se activa el convertidor DC/DC
de acumulador 9 y suministra la energía adicional necesaria al
circuito intermedio 3, de forma que el convertidor DC/AC de salida 4
puede alimentar con la energía correspondiente a los consumidores 7.
Si se desconecta un consumidor 7 o se proporciona más energía por
los módulos solares, el convertidor DC/DC de acumulador 9 puede
desactivarse de nuevo. En este caso los módulos solares alimentan a
los consumidores 7 completamente con energía eléctrica. Por
consiguiente el acumulador de energía 10 se cuida, por lo que se
alarga su durabilidad y puede cubrirse durante más tiempo una caída
de la red. Si, por ejemplo, se conecta adicionalmente un consumidor
7 puede retirarse de nuevo energía del acumulador de energía 10.
Si la red de distribución 6 cae durante las
horas nocturnas, los consumidores 7 deben ser alimentados
completamente a partir del acumulador de energía 10. En este caso el
convertidor DC/DC de entrada 2 se desactiva y el convertidor DC/DC
de acumulador 9 alimenta al circuito intermedio 3, y por
consiguiente el convertidor DC/AC de salida 4 a los consumidores
7.
El estado de carga del acumulador de energía 10
puede supervisarse también luego si se retira energía de éste. Por
ello se garantiza que el acumulador de energía 10 no se descarga
completamente y es posible una recarga. Por ello se cuida el
acumulador de energía 10 y se alarga su durabilidad.
Si la unidad de supervisión de red 11 reconoce
de nuevo la disponibilidad de la red de distribución 6, el
interruptor 13 se cierra de nuevo, de forma que los consumidores se
alimentan por la red de distribución 6. El inversor 1 se conmuta por
el dispositivo de control 8 del funcionamiento en isla al
funcionamiento acoplado con la red. El acumulador de energía 10
puede recargarse de nuevo, de forma que éste pueda disponerse de
nuevo completamente cargado en la conmutación siguiente a
funcionamiento en isla. Por un mantenimiento semejante del estado de
carga del acumulador de energía 10 se alarga su vida útil.
Según puede deducirse de la descripción
superior, el convertidor DC/DC de acumulador 9 está construido en
particular bidireccional, es decir, el convertidor DC/DC de
acumulador 9 hace posible un flujo de corriente del circuito
intermedio 3 al acumulador de energía 10 y del acumulador de energía
10 al circuito intermedio 3.
Igualmente también el convertidor DC/AC de
salida 4 puede presentar esta función para alimentar con energía,
dado el caso, el circuito intermedio 3 de la red de distribución 6,
para así poder cargar el acumulador de energía 10 a través del
convertidor DC/DC de acumulador 9.
También pueden disponerse varios inversores 1
según la invención con conexión en paralelo y puede realizarse una
conmutación entre el funcionamiento acoplado con la red y el
funcionamiento en isla.
Claims (5)
1. Inversor de alta frecuencia (HF) (1) para la
conversión de la tensión continua generada por al menos un módulo
solar (5) a través de al menos un convertidor DC/DC de entrada (2),
un circuito intermedio (3) y un convertidor DC/AC de salida (4) en
una tensión alterna para la alimentación de consumidores (7) y/o
para la introducción en una red de distribución (6), uniéndose el
convertidor DC/DC de entrada (2) con un dispositivo de control (8),
caracterizado porque está previsto un convertidor DC/DC de
acumulador (9), que, por un lado, está unido con el circuito
intermedio (3) y, por otro lado, puede unirse con un acumulador de
energía (10) opcional, estándo unido el convertidor DC/DC de
acumulador (9) con el dispositivo de control (8) y, además está
prevista una unidad de supervisión de red (11) unida con el
dispositivo de control (8) para la supervisión de la red de
distribución (6) y para la conmutación automática entre un
funcionamiento acoplado con la red, en el que se activan al menos el
convertidor DC/DC de entrada (2) y el convertidor DC/AC de salida
(4), y se alimenta el circuito intermedio (3) por el convertidor
DC/DC de entrada (2) y al menos el circuito intermedio (3) por el
convertidor DC/AC de salida (4), de forma que la tensión alterna
generada por el inversor HF (1) se introduce en la red de
distribución (6), y un funcionamiento en isla, en el que se activan
el convertidor DC/DC de entrada (2) y/o un convertidor DC/DC de
acumulador (9) adicional, así como el convertidor DC/AC de salida
(4), y el circuito intermedio (3) se alimenta en función de la
potencia proporcionada por al menos un módulo solar (5) por el
convertidor DC/DC de entrada (2) y/o por el convertidor DC/DC de
acumulador (9) y el convertidor DC/AC de salida (4) por el circuito
intermedio (3), de forma que se alimenta los consumidores (7) con la
tensión alterna generada por el inversor HF (1) en función de la red
de distribución (6) supervisada y que está previsto un dispositivo
para determinar el estado de carga del acumulador de energía
(10).
2. Inversor HF (1) según la reivindicación 1,
caracterizado porque el acumulador de energía (10) está
dispuesto externamente de forma ventajosa y puede unirse con el
convertidor DC/DC de acumulador (9) a través de una caja de
conexiones (14).
3. Inversor HF (1) según la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque está previsto un dispositivo para
reconocer la unión del acumulador de energía (10) con el convertidor
DC/DC de acumulador (9).
4. Inversor HF (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque está previsto un
interruptor (13) controlado por la unidad de supervisión de red (11)
para deshacer la unión a la red de distribución (6), de forma que en
caso del reconocimiento de una caída de la red de distribución (6),
ésta es separable del inversor HF.
5. Inversor HF (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque está previsto un
bus de datos (12), el cual está unido con el convertidor DC/DC de
entrada (2), con el convertidor DC/AC de salida (4), con el
convertidor DC/DC de acumulador (9) y, en caso necesario, con el
dispositivo de control (8) y la unidad de supervisión de red
(11).
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