Energía Fotovoltaica

Los sistemas de generación de energía fotovoltaica por medio de radiación solar cuentan con componentes principales tales como paneles solares, inversores, y baterías, pero además tienen una serie de accesorios que desempeñan un papel tan importante como el de los componentes. En esta entrada al blog, enumeraremos y explicaremos brevemente algunos accesorios que posee un sistema de generación fotovoltaico.

Cableado

El cableado utilizado para conectar los distintos componentes del sistema se manufactura a partir de cobre trenzado o sólido. Su diámetro se delimita por los números AWG (American Wire Gauge) y posee un valor estandarizado el cual varía según el tipo de cable.  La selección del calibre apropiado para los sistemas se realiza a partir de una serie de criterios técnicos de selección, los cuales incluyen la máxima caída de voltaje permitida, la ampacidad mínima que debe poseer el conductor, la capacidad de acople con los terminales MC4 y el máximo voltaje al cual deberá someterse el cableado, dependiendo de la radiación que perciban los paneles solares. (Dunlop, 2012)

No solo el calibre es importante al momento de seleccionar el conductor más apropiado al sistema, también lo es el tipo de recubrimiento que el cable posee, ya que de este dependerá la vida útil del sistema solar.  Existen muchos tipos de recubrimientos, los cuales se deben ajustar a los requerimientos ambientales y corrosivos del sitio de instalación y dependiendo del recubrimiento, es necesario evaluar la implementación de tuberías como medida adicional de protección ambiental. El recubrimiento más común en el mercado local es el THWN, el cual ofrece protección contra altas temperaturas, humedad y corrosión. Sin embargo, el cableado recomendado para instalar en la interconexión de los paneles de energía fotovoltaica  se conoce como ‘cable solar’ el cual ofrece protección anti abrasiva y contra rayos ultravioleta por lo que no requiere de conductos adicionales para su instalación. (Brooks & Dunlop, 2012)

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Ilustración 1 Cable solar (PN Tech New Energy, 2014)

Tubería / Conduit

Como se mencionó anteriormente, el cableado que no ofrezca protección contra la abrasión y el detrimento por rayos UV deberá insertarse al interior de la tubería especializada para instalaciones eléctricas. Existen dos tipos de tuberías que cumplen con la norma para instalaciones eléctricas conocido como ‘RETIE’ y que se usan comúnmente en el ámbito nacional. El primer tipo de conducto se conoce como EMT (Electrical Metal Tubing) y es el más común que se instala en los sistemas eléctricos. Es capaz de ofrecer protección en instalaciones en lugares con baja abrasión como zonas urbanas y rurales en el interior del país.  En caso de que el sistema se encuentre en una zona árida o cercana al mar, es necesario instalar conductos de tipo IMC (Intermediate Metal Conduit) los cuales ofrecen una mayor protección a estos fenómenos, debido a su recubrimiento galvanizado. El diámetro de la tubería se debe seleccionar a partir del diámetro del cable que se está implementando.

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Ilustración 2  Tubería metálica IMC (ITCC, 2015)

Terminales MC4

Los terminales de referencia MC4 o terminal solar son utilizados para realizar las conexiones entre paneles de energía fotovoltaica que dispongan en serie. Estos terminales a pesar de ser más costosos que los terminales utilizados comúnmente en las instalaciones eléctricas, tienen la ventaja de ofrecerle al instalador y al usuario un dispositivo de acople que evita el contacto con la terminación eléctrica protegiéndolo así de peligros como la electrocución. Los terminales MC4 también se ofrecen en el mercado, para generar conexiones en paralelo de dos a seis racks de paneles solares en serie.

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Ilustración 3 Terminales MC4 (Solar Power Solutions, 2016)        

Sistemas de protección / Breakers / Fusibles

Todo sistema fotovoltaico debe tener dispositivos de protección contra sobrecargas de corriente que puedan estropear los paneles, baterías o inversores. Estos dispositivos deben instalarse entre la conexión de los paneles solares y el inversor y la conexión entre el inversor y el tablero de distribución eléctrica para mayor seguridad. A continuación, presentamos los dos tipos de sistemas de protección que existen:

Los Breakers o interruptores pueden encontrarse en el mercado para corriente directa o corriente alterna y se seleccionan dependiendo de la cantidad de polos a conectar, el nivel de tensión y la corriente del circuito.  Este tipo posee la ventaja de que son reajustables en caso de presentarse una sobrecarga y pueden utilizarse para desconectar los subsistemas, en caso de requerirse mantenimiento puntual.

El segundo tipo se conoce como fusibles de protección y se componen de un circuito sensible al calor que, en el momento de presentarse una sobrecarga de corriente, este circuito se derrite y  se desconecta. Los fusibles se instalan principalmente en la conexión de los paneles y las baterías al inversor, ya que operan con mayor confiabilidad en circuitos de corriente directa. (Dunlop, 2012)

 

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Ilustración 4 Mini Breakers ABB de corriente alterna (ABB, 2014)

Sistemas de monitoreo

Dependiendo del inversor que se instale, es posible implementar un sistema de monitoreo que le facilite al usuario evaluar el desempeño de su sistema. Cada marca de inversores tiene su propio software y hardware, los cuales pueden enviar reportes de potencia, generación energética, voltajes y corrientes asociadas a cada uno de los racks de paneles instalados. Si el usuario quiere, también es posible instalar una estación climatológica, la cual monitorea la radiación, la temperatura y la velocidad del viento, a la que los paneles se están viendo sometidos. Estos accesorios son de suma importancia para aquellos usuarios que deban o quieran generar reportes de desempeño y estado de funcionamiento del sistema.

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