Como conectar el generador al inversor-cargador solar

¿Cómo conectar el generador al inversor-cargador solar?

Ya disponemos de todos los elementos necesarios y se trata de conectarlos ajustar y probar. El conjunto de baterias-Inversor-generador ya reviste cierta complejidad. La primera puesta en marcha (es un trago que hay que pasar) requiere de algunas pruebas y ajustes que recomendamos se hagan con calma y sin nervios. Al final todo funcionará perfectamente, veamos algunos consejos técnicos:

Conexión del arranque y parada a dos hilos de generador a Inversor-cargador:

Los generadores automáticos incluyen 2 bornas específicas para producir el arranque y la parada remotos. La tensión usual es la de la batería del generador de 12 V, cc. La corriente que circula al establecer el contacto es muy baja, inferior a 500 mA. Por tanto el cable suficiente para el trayecto generador Inversor-cargador puede ser de 2x1.5 mm² en distancias hasta 100 mts, utilizando cable manguera con aislamiento apropiado (750 V).

La orden remota de marcha/paro debe convivir con la que podemos realizar desde la llave de arranque del generador, ambas actúan de igual forma en el mismo destino. Para evitar confrontación si elegimos orden remota debe extraerse la llave de contacto (llave al bolsillo) y en algunos generadores habilitar además el interruptor de mando remoto. Debe consultarse el manual de instrucciones del generador.

En grupos electrógenos equipados con centralitas automáticas requerirá la selección de funcionamiento AUT, automático quedando desde ese momento a la espera de contacto exterior que bloquee el arranque o bien lo permita. En estos casos la técnica puede ser inversa: contacto abierto arranque, cerrado parada.

Muy importante el contacto del Inversor – cargador para el arranque remoto debe ser libre de tensión. Nunca debe entrar tensión inversa desde el cargador hacia el generador. Un error en las conexiones podría dañar la centralita. La polaridad de los dos cables al conectar el arranque remoto en el Inversor-cargador es indiferente, produce el mismo resultado.

Ajuste del arranque y parada del generador en el Inversor-cargador:

Los Inversores-Cargadores actuales incluyen un arrancador automático de grupo electrógeno. Este dispositivo envía la señal de arranque al grupo electrógeno de forma automática cuando detecta la necesidad de apoyo desde la red o grupo electrógeno y lo detiene una vez concluida dicha necesidad.  

El límite de descarga en las baterías para llamar al generador de apoyo debe elegirse en función del tipo de acumulador. Valores inferiores al 40% pueden ser perjudiciales para el número de ciclos de vida de las baterías. Valores superiores significan menos aprovechamiento de la reserva. Deberá consultarse al fabricante o instalador el umbral mínimo recomendado.

Conexión de potencia desde generador a Inversor-cargador:

El cableado de potencia debe realizarse con criterios técnicos similares a otras partes de la instalación eléctrica. La potencia a transportar y la longitud determinan la sección del cable apropiado. La caída de tensión máxima que establece el REBT en derivaciones individuales para instalaciones en baja tensión es del 1%.

Seguidamente indicamos algunos ejemplos para generadores MONOFASICOS:

Potencia 5.750 W corriente 25 A, sección mínima de cable 6 mm²

Potencia 9.200 W corriente 40 A, sección mínima de cable 10 mm²

Potencia 14.490 W corriente 63 A, sección mínima de cable 16 mm²

El cable a utilizar conductor de cobre con aislamiento mínimo de 750 V. Recomendado cable manguera libre de halógenos.

Tierra independiente para el generador

Las tierras que presenta en sus tomas de corriente el generador no deben conectarse eléctricamente con la tierra de la instalación. De hacerlo pueden aparecer disparos esporádicos en el diferencial del generador.

Debe conectarse siempre a una toma de tierra específica para el generador. De no existir deberá crearse utilizando una pica de tierra a ser posible con separación de 10-15 metros de la puesta a tierra de la vivienda o edificio. El cableado generador pica de tierra propia deberá realizarse con cable aislado verde-amarillo o desnudo de al menos 6 mm².

La nueva puesta a tierra del generador debería medirse con instrumento apropiado (telurómetro) utilizando picas auxiliares. La eficacia de la toma de tierra la determina especialmente la composición y humedad del terreno. Valores inferiores a 20 OHM garantizan buena calidad.

Tolerancias en Tensión y frecuencia del generador:

La tensión y frecuencia características de un generador diésel o gasolina es de 230 V, 50 Hz en los monofásicos. En unidades trifásicas tendremos 400 V entre fases y 230 entre fases y neutro.

La velocidad de giro es directamente responsable de los valores anteriores, todo cambio en la velocidad afectará en la misma medida a los valores de tensión y frecuencia. Como quiera que el generador debe atender distintas situaciones de carga dispone de una regulación muy precisa de la velocidad que solicita combustible para adaptarse al esfuerzo de cada momento, sin embargo según marcas y modelos las tolerancias pueden oscilar entre el 1 y 5 %.

En la práctica el +5% de la frecuencia significaría 52,5 Hz. En la tensión: 241,5 V

En el sentido contrario -5% de la frecuencia significaría 47,5 Hz. En la tensión: 218,5 V.

El cargador – Inversor deberá programarse para uso con generador eléctrico permitiendo servicio con tolerancias en tensión y frecuencia similares a las descritas.

Potencia demandada por el Inversor-cargador

El Inversor cargador ha llamado al generador de apoyo y ya está en marcha. En este escenario el generador deberá hacer frente a la potencia necesaria para cargar las baterías y toda la potencia requerida por la instalación.

Como intuimos las baterías cuando están cargando no pueden descargar al mismo tiempo. Por tanto el Inversor no producirá potencia alguna. Es decir mientras dure la carga de baterías toda la potencia que demande la instalación procederá del generador eléctrico.

Así ya podemos distinguir claramente dos demandas de consumo solicitadas al generador eléctrico:

1ª Potencia solicitada por el cargador de baterías:

La parte del INVERSOR-CARGADOR destinada a carga de baterías tiene de fábrica una capacidad que viene indicada en cada equipo. Son habituales cargadores de 60 – 90 – 120 Amp. Al multiplicar este valor máximo por la tensión en cada caso, sabremos la potencia que requiere del generador.

Por ejemplo un valor de 60 Amp y baterías de 48 V = 2880 W

2ª Potencia solicitada por la instalación receptora:

Todos los inversores-cargadores incluyen un BY-Pass que proyecta hacia la instalación la potencia del generador eléctrico. Es habitual capacidades de hasta el 150% de su potencia nominal. Aquí aparece el problema de cuantificar la demanda de la instalación, siempre aleatoria.

Si estimamos la demanda máxima de la instalación como igual a la del inversor-cargador, necesitaríamos un generador eléctrico de apoyo con el siguiente tamaño:

Potencia del generador= potencia carga de baterías + Potencia Inversor-cargador

Naturalmente si restringimos los consumos en la Instalación durante la carga de baterías podemos elegir un Generador de menor tamaño que permita cargar las baterías y mantener unos consumos discretos en la vivienda.  En general nunca  es recomendable generadores más pequeños que el inversor.

Limitación de potencia en el Inversor-cargador

Cuando se utiliza un generador de potencia muy justa se puede programar el inversor-cargador para que no sobrepase la potencia del generador. Como el Inversor-cargador no puede impedir que nosotros conectemos receptores en la instalación actuará reduciendo parcial o totalmente la carga de baterías.

Puede ser un buen recurso para no sobrecargar el generador con consumos puntuales en la instalación. A tener en cuenta que reducir el ritmo de carga de las baterías significa que su duración se prolongará en el tiempo aumentando las horas con el generador en marcha.

Cuánto dura la carga de las baterías con generador:

No se puede establecer una respuesta para todos los casos en la medida de que entran en juego muchos factores. En teoría cuanto más potente sea el cargador menos durará la carga completa. Sin embargo las baterías no consienten cargas a marchas forzadas. El criterio clásico del 10% de su capacidad en Ah como corriente de carga sigue teniendo vigencia a pesar de las nuevas tecnologías en la fabricación de acumuladores.  

Los generadores eléctricos mas utilizados en el mercado también condicionan la duración. Se trata de equipos a 3000 rpm, gasolina o diésel cuyo ciclo de trabajo es de 4 horas seguido de pausa hasta enfriar. Esta duración máxima de 4 horas es la habitual en instalaciones fotovoltaicas de pequeño y mediano tamaño.

Para instalaciones que exija mayores tiempos de carga  debemos utilizar generadores a 1500 rpm, se fabrican para servicio continuo S.1, sin otro límite que la duración del combustible.

Generador compartido con el Inversor-cargador y otros receptores:

En muchas instalaciones se aprovecha el arranque del generador eléctrico para conectar otros receptores además del Inversor-cargador. Esto permite aliviar de trabajo al By-pass del Inversor-cargador cuando su potencia es muy justa facilitando margen de potencia para dedicarlo a la carga de las baterías. El balance final será el mismo ya que toda la potencia en juego sale del generador.

Deberá observarse una precaución importante. No conectar los equipos antes de que arranque el generador, de otro modo se encontraría al arrancar con la carga ya establecida produciéndose averías en el sistema AVR del generador. El Inversor –cargador aun estando conectado de forma continua al generador no representa problema porque dispone de un retardo, es decir no se conecta al generador hasta pasados unos segundos comprobando que la tensión y frecuencia alcanzan el valor nominal.