Cableado de la instalación FV Características del cableado y la distribución eléctrica de un generador fotovoltaico. Forma parte del Contenido de aula solar fotovoltaica
Cablear instalaciones fotovoltaicas
Dediquémosle un ratito al cableado de la instalación FV. Debido a las bajas tensiones con las que se opera en la captación solar fotovoltaica, normalmente se emplea sección de cables normalizada no inferior a 4 mm2; 6 y 10 mm2 son muy frecuentes y en instalaciones en las que intervienen baterías, con mayor motivo puesto que las tensiones que se manejan son del orden de 24, 48 V, etc lo que obliga a un grosor generoso en los conductores eléctricos con el propósito de contener la caída de tensión. La planificación de este apartado en las instalaciones fotovoltaicas requiere tener en cuenta algunos aspectos de los que hablamos a continuación.
La intemperie es uno de los principales enemigos de todos los materiales eléctricos, por lo que los fabricantes se han esmerado en ofrecer productos que soportan bastante bien condiciones atmosféricas duras y prolongadas en el tiempo: calor y exposición al sol extremos, ambientes húmedos y corrosivos o fríos polares, a la vez que deben someterse a la normativa aplicable según el país en cuanto a características mecánicas, de aislamiento, etc. Generalmente del tipo RV-K, nomenclatura según el sistema de asignación de cables.
Fiabilidad del cableado y comodidad de montaje
Con objeto de que la seguridad en las instalaciones fotovoltaicas sea absoluta, igualmente se comercializan conectores, conexiones de empalme, extensiones, etc estandarizados (también incluidos en los paneles) que permiten, no solo un montaje más rápido con conexiones fiables, sino también una manipulación sin riesgos de confusión para el operario.
En relación con los conectores para cableado FV tenemos que decir que un conocido fabricante ha dado nombre genérico a estos conectores y, debemos aclarar que, sin intención de denostar o ensalzar a ninguna marca, el técnico o montador de sistemas fotovoltaicos debe cerciorarse muy bien de que el material empleado, conectores en este caso, reúna las garantías necesarias para un funcionamiento estable y de muchos años a la intemperie.
En instalaciones FV en las que el inversor necesita estar alimentado con tensiones elevadas del orden de 400 V, 500 V procedentes del campo de paneles, es necesario conectar largas cadenas ( strings ) de paneles en serie para conseguir la tensión adecuada y conectar en paralelo muchas de esas series para aumentar hasta donde necesitemos la potencia de la planta fotovoltaica. Para facilitar este conexionado existen comercializadas y estandarizadas bajo normativa de fabricación y de seguridad eléctrica, las cajas de conexión a las que podemos conectar un determinado número de cadenas con gran comodidad.
Ejemplo de distribución y cableado de un generador fotovoltaico conectado a la red de distribución eléctrica.
Estas imágenes de conectores y cables premontados o precableados nos fueron enviadas por un distribuidor asiático. Asegura que se trata de un fabricante de material eléctrico de la mayor reputación en cuanto a fotovoltaica y las incluimos aquí para una mejor comprensión del lector sobre lo que hemos comentado antes. No tenemos motivos para desconfiar pero insistimos en que la elección de estos componentes de la instalación ha de ser muy escrupulosa: material plástico de la cápsula, aleaciones de los contactos, estanqueidad, etc, tienen que quedar sobradamente garantizados, porque de otro modo, los gastos de mantenimiento y el coste de las paradas del generador pueden dar al traste con los cálculos iniciales y con el prestigio del proyectista además de contribuir al descrédito de la energía fotovoltaica en su conjunto; por eso aconsejamos atenerse a la normativa vigente en cuanto a diseño y calidades.
Los mismos fabricantes de estos sistemas de conexión comercializan las herramientas de grimpado manual específicas para la unión del material conductor con el terminal de contacto. Estas herramientas permiten realizar el empalme sin deformar el terminal que queda alojado dentro de la envoltura plástica y unido al conductor eléctrico con la presión adecuada.
Los conjuntos precableados que, en muchos casos pueden ser por encargo del instalador, quedan ampliamente justificados pues en grandes instalaciones los operarios se ven obligados a hacer miles de empalmes con el consiguiente riesgo de defecto en alguno de ellos y con la consiguiente inversión de tiempo.
Sección de cables
Desk-pv calcula el grosor o sección de los conductores de cobre en función del resto de variables incluidas en el cálculo que el usuario esté realizando como, longitud, intensidad, tensión, etc. Los resultados no pertenecen a secciones normalizadas o comerciales, por lo que el usuario deberá elegir generalmente la inmediatamente superior. Descargar el programa de cálculo de instalaciones fotovoltaicas en el apartado de Software de esta web.
Incluimos esta relación de seccion de cables de cobre normalizadas advirtiendo de que los consumos correspondiente a cada una de ellas son el máximo y en condiciones normales de ventilación. Si estos mismos conductores están encapsulados en conducciones sin renovación de aire como tubos enterrados o no, canaletas cerradas, etc habría que pensar en una sección un 20% mayor.
Secciones normalizadas de cables eléctricos
| mm2 | 1,0 | 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Amperios | 12 | 15 | 21 | 28 | 36 | 50 | 68 | 89 | 111 | 134 | 170 | 207 | 239 | 385 |
Puesta a tierra y protección eléctrica en la instalación FV
En el capítulo en el que se habla del cableado de cualquier instalación eléctrica deberíamos dedicar una buena cantidad de literatura a la puesta a tierra y seguridad eléctrica. Como sabemos, la protección de instalaciones eléctricas y por tanto la de las instalaciones fotovoltáicas conectadas a red de distribución, es algo sujeto a una estricta normativa por razones obvias de protección de las personas y de las instalaciones.
Este tema por sí solo requeriría varias páginas y por ese motivo os facilitamos este enlace, en el que podréis leer un extraordinario trabajo sobre seguridad en plantas fotovoltaicas, escrito por los profesores de la Universidad de Salamanca N. R. Melchor, F. R. Quintela, R. C. Redondo y J. M. G. Arévalo
Además, Eduardo Lorenzo de la Universidad Pontificia de Madrid ( UPM ), con sus “Retratos de la conexión fotovoltáica a red” arroja muchísima claridad sobre este tema. Merece la pena emplear un buen rato leyendo estos trabajos verdaderamente clarificadores.
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