Cuando uno adquiere un inversor autónomo con una batería o un generador de gasolina lo más simple para alimentar los electrodomésticos de la casa es bajar el breaker de entrada de la red industrial y alimentar el circuito interno de la casa con un cable que sale del inversor (o del generador) y entra a un tomacorriente cualquiera de la casa. Esto es como jugar a la ruleta rusa, es solo cuestión de tiempo para que te pegues el disparo en la sien. He visto el caso muchas veces, uno siempre se cree infalible y que nunca se equivocará hasta el día fatal en que el breaker se quedó conectado y cuando «viene la luz»…pum, vuela el inversor (o la planta). Eso le ha pasado a muchos, hasta el más «pinto de la paloma». Equivocarse es de humanos. Hay soluciones seguras … para todos los bolsillos. Hágame caso, no espere al estropicio, créame, a Usted también le va a suceder. Y eso no es todo, cuando bajan el breaker y ponen la electricidad del inversor (o de un generador de gasolina), no se enteran de cuando se restablece el servicio eléctrico externo. Lo primero es peligroso, lo segundo es incómodo.
Para solucionar estos inconvenientes existen los circuitos denominados Conmutadores de Transferencia y pueden ser manuales o automáticos. Comencemos por los manuales.
Lo más simple (y barato) es usar una cuchilla (conmutador) de doble tiro. A ella se le conecta por un extremo la red industrial pública, por el otro extremo la salida del inversor (o generador) y por el punto medio se saca la línea que alimentará a la casa o instalación.
El único problema es que cuando se restablece el servicio en la red pública uno no se entera porque la casa está desconectada. Hay que guiarse por los vecinos o instalar un timbre que esté conectado directo a la red pública; pero hay que ponerlo a través de un interruptor para que no esté sonando todo el tiempo.
Las cuchillas no son una solución elegante, porque al conmutar con carga (y eso es inevitable, cuando se restablece el servicio uno no se va a poner a apagar todos los equipos) chispean, hacen un arco, que con la carga de una casa no es gran cosa; pero con una carga grande puede ser catastrófico. Yo recuerdo el cuento que hacía Dimitri, un técnico con quien tuve el gusto de trabajar en mis primeros años. Dimitri narraba que cuando salió del Servicio Militar fue a la antigua Planta Eléctrica de Camagüey (hoy Recinto Ferial) a pasar un curso para trabajar allí. El instructor, una persona que llevaba muchos años trabajando allí les dijo –esto que yo voy a hacer ustedes nunca deben hacerlo, es peligroso y con la misma accionó un interruptor que desconectaba gran parte de los circuitos de la ciudad de Camagüey. El arco eléctrico fue tan potente que el señor se electrocutó sin remedio delante de los alumnos. Dimitri de inmediato se fue a buscar trabajo a Meteorología y decidió nunca trabajar en ese lugar, el impacto fue muy grande.
Aquí en LADETEC usamos un circuito de conmutación manual con una cuchilla de doble tiro, es suficientemente bueno para nosotros. Claro, noten que le tenemos conectado un analizador de red al cual podemos acceder desde un SCADA por MODBUS y leer el voltaje, la corriente, la potencia, el factor de potencia y llevar las estadísticas. Una vez hicimos una demostración remota desde una reunión de azucareros en el Centro de Convenciones Santa Cecilia, aquí en Camagüey.
Existe una solución para la conmutación manual más segura y elegante y es usando contactores (también llamados arrancadores magnéticos) y botoneras. Cada contactor se energiza/desenergiza por medio de una botonera con un botón de encendido y uno de apagado que gobierna la bobina del contactor, uno para la red industrial y otro para el inversor (o generador). Las botoneras se conectan de forma tal que cuando un contactor entra, el otro no puede entrar y viceversa.
Si bien en las casas no es muy útil que el inversor se encienda solo y se conecte automáticamente a la instalación (porque puede ser que el corte de la electricidad ocurra en un horario que usted no está en la casa), imagine el siguiente escenario: «se va la luz» a las 11 pm, usted enciende el inversor y conmuta manualmente de la red al inversor. Siga imaginando que el servicio eléctrico público se restablece a las 2 am ¿No sería bueno que el inversor se apagara y la casa se conmutara automáticamente hacia la red industrial?
Bueno, hay instalaciones donde esto es imprescindible que ocurra automáticamente, por ejemplo en los hospitales, en los aeropuertos y en otros lugares donde el servicio eléctrico no puede fallar ni un minuto. Eso ha dado lugar al surgimiento de los dispositivos de Conmutadores de Transferencia Automáticos (comúnmente conocidos como ATS por las siglas en inglés de Automatic Transfer Switch). Veamos algunos elementos sobre ellos.
Un conmutador de transferencia automática (ATS) es el dispositivo que detecta un corte de energía en la red principal y cambia automáticamente la conexión de los equipos eléctricos de la casa a una fuente de respaldo, como un generador o la salida de un inversor. Luego, cuando la red se restablece, vuelve a conmutar de forma automática. Su función principal es proporcionar energía continua sin intervención manual para instalaciones donde los apagones no son aceptables.
¿Cómo funciona?
El proceso es una secuencia automática: 1) Monitorización: El controlador del ATS monitorea constantemente la tensión y frecuencia de la red eléctrica principal. 2) Detección de fallo: Al detectar una anomalía (corte total, subtensión, etc.), envía una señal para arrancar la fuente de respaldo (generador o activa el inversor). 3) Transferencia: Una vez que la fuente de respaldo está lista y estable, el ATS abre sus contactos con la red y los cierra con la fuente de respaldo, transfiriendo la carga. Re-transferencia: Cuando la red vuelve de forma estable, el ATS revierte el proceso, devolviendo la carga a la red y ordenando el apagado del respaldo.
Comparación clave: ATS vs. Conmutador Manual
La principal diferencia es la automatización. Un ATS completa todo el proceso sin intervención humana en segundos, ideal para cargas críticas. Un conmutador manual requiere que alguien opere físicamente una palanca o manivela, lo que introduce un retraso y depende de la presencia de una persona.
Tipos de transición y componentes principales
Un aspecto técnico crucial es cómo se realiza el cambio eléctrico, que se resume en esta tabla:
El mecanismo de conmutación físico puede ser de tipo contactor (el más común y económico), de caja moldeada o de bastidor de alimentación (para corrientes muy altas).
ATS en sistemas solares vs. Integración en inversores híbridos
En este punto es importante diferenciar dos arquitecturas:
ATS Externo para Sistemas Solares: Es un dispositivo independiente. En un sistema solar con baterías, puede conmutar entre la red eléctrica y la salida de un inversor autónomo que alimenta la casa desde las baterías. Algunos ATS pueden programarse para priorizar el consumo de la energía solar.
Función Integrada en Inversores Híbridos: Aquí, el «cerebro» del inversor híbrido realiza la función de un ATS de forma interna y optimizada. Gestiona de manera inteligente y priorizada entre tres fuentes: paneles solares, baterías y la red eléctrica, cambiando entre ellas sin necesidad de un dispositivo externo dedicado. Esta es una ventaja clave de los inversores híbridos.
Consideraciones prácticas de instalación y seguridad
¿Cómo elegir uno?: Debes considerar la corriente máxima que debe soportar (amperaje de la instalación), si el sistema es monofásico o trifásico, y decidir el tipo de transición según la sensibilidad de tus equipos.
Instalación Profesional Obligatoria: La instalación de un ATS implica trabajar con el cuadro eléctrico principal y altos voltajes. Debe ser realizada siempre por un electricista calificado para garantizar la seguridad, cumplir la normativa y evitar riesgos de incendio o electrocución.
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En LADETEC también nos dedicamos al diseño y la instalación de sistemas de ATS para instalaciones industriales o de servicios en las empresas estatales cubanas. Recientemente culminamos la instalación de tres sistemas de ATS en radiobases de ETECSA en el territorio.
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