Instalaciones fotovoltaicas y la importancia del material eléctrico
Las buenas prácticas en el cableado, protecciones y conexiones son las que realmente diferencian una instalación profesional de una deficiente. José Ortiz, nuestro TSS para la zona de levante e islas, nos explica las claves que le permitirán al usuario final disfrutar del ahorro energético sin preocupaciones.
Instalaciones fotovoltaicas y la importancia del material eléctrico; Más allá de los componentes principales
Cuando hablamos de instalaciones fotovoltaicas, habitualmente nos centramos en los componentes principales que las conforman: los módulos fotovoltaicos, seleccionados en función de las necesidades del proyecto, la eficiencia deseada y la relación calidad-precio; el inversor, encargado de transformar la corriente continua en corriente alterna; y, en ciertos casos y cada vez cobrando mayor relevancia, el sistema de acumulación mediante baterías, que permite incrementar el ahorro energético e incluso mantener el funcionamiento del sistema ante fallos de red y posibles apagones.
No obstante, cobran una importancia vital los elementos que interconectan todos estos componentes, ya que permiten que la instalación funcione como un conjunto. Estos elementos deben seguir los mismos principios y normas que cualquier instalación eléctrica convencional, por lo que deben ser seleccionados y dimensionados al detalle.
En este artículo, vamos a analizar en detalle todos los materiales eléctricos, tanto específicos como comunes, que deben estar presentes en cualquier instalación de autoconsumo fotovoltaico. El objetivo es entender que una instalación solar no es más que una instalación eléctrica que, en lugar de consumir energía, la produce para abastecer los consumos eléctricos de una vivienda, comercio o industria.
Inicio de la Instalación: Campo Solar y Cableado en DC
Los módulos fotovoltaicos se conectan entre sí en serie, haciendo uso del cableado integrado en sus cajas de conexión. Hasta este punto, no se requiere material adicional.
Una vez se completa la conexión en serie de los módulos, se utiliza cable solar de 1000 VDC, siendo las secciones más habituales 4 mm² y 6 mm², de cobre estañado, adecuado para exteriores con las siguientes características principales
• Cable solar 1000 VDC
• Secciones habituales: 4 mm² o 6 mm²
• Cobre estañado y resistente a condiciones climáticas extremas
Cable 1000 VDC 4 o 6 mm Cobre estañado
Caja de Protecciones en Corriente Continua (DC)
El primer punto de interconexión real es la caja de protecciones en DC, que agrupa componentes clave de seguridad del circuito eléctrico
• Bases portafusibles junto con fusibles, generalmente de 16 A y 1000 VDC
• Protector de sobretensiones transitorias y permanentes Tipo 1 y Tipo 2, que protege la electrónica del inversor ante descargas eléctricas causadas por inclemencias meteorológicas o fluctuaciones de la propia red.
Se debe instalar un protector de sobretensión por cada MPPT que tenga el inversor cuya conexión es paralela generalmente a la borna de entrada de los portafusibles.
Esquema Unifilar cuadro DC para dos strings con Fusibles y Protector de Sobretensiones. Fuente: Toscano
Aunque muchos de los inversores actuales ya incorporan estas protecciones internamente, en la mayoría de los casos están soldadas a la placa electrónica y no son reemplazables. Si actúan, será necesario sustituir el inversor completo, lo cual implica costes adicionales de mano de obra, puesta en marcha, y tiempo de inactividad del sistema
Además, en las inspecciones OCA (Organismo de Control Autorizado) generalmente se exige que las protecciones de DC sean visibles y accesibles, colocadas en un cuadro previo a la entrada del inversor.
Conexión al Inversor
Una vez el cable solar llega al inversor, el tipo de conexión dependerá del fabricante. Aquí algunos ejemplos:
• Conectores MC4: Huawei, Sigenergy, Enphase
• Conectores Sunclix: SMA, Kostal
• Cableado desnudo a bornas: Fronius Snap Inverter y Gen 24
Independientemente del tipo de conexión, este punto es uno de los más críticos de la instalación fotovoltaica.
Es fundamental que los conectores, ya sean MC4 o Sunclix, se crimpen correctamente. Una mala conexión puede generar:
• Puntos calientes
• Derretimiento del conector
• Incendios
Por ello, es imprescindible trabajar con marcas reconocidas tanto en conectores como en cableado, y utilizar herramientas profesionales, como la crimpadora MC4 específica.
Un conector MC4 mal crimpado puede llegar a derretirse, provocando riesgo eléctrico y peligro de incendio.
Cableado en Corriente Alterna
Desde la salida del inversor se debe realizar el cableado en corriente alterna hasta el punto de conexión a la red de consumo en el cuadro general.
Es fundamental dimensionar adecuadamente la sección del cable según:
• Criterios de caída de tensión
• Intensidad máxima admisible
Adicionalmente, Se recomienda siempre revisar las especificaciones del manual del inversor fotovoltaico, ya que este puede tener requisitos específicos de secciones admitidas para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente.
El tipo de cable empleado suele ser el ECOCLASS H07Z1-K con sección correspondiente a los criterios de intensidad y caída de tensión marcado por UNE y REBT. También es muy importante cumplir con el código de colores para una correcta identificación de los mismos en cualquier punto de la instalación eléctrica.
Protecciones en AC: Diferenciales y Magnetotérmicos
De acuerdo con la normativa del REBT (Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión), es obligatorio incluir:
• Interruptor diferencial con sensibilidad:
• 30 mA en instalaciones residenciales
• 100 mA en instalaciones comerciales o industriales
• Magnetotérmico según la intensidad máxima
• Protector de sobretensiones AC (opcional pero muy recomendable)
Cálculo diferencial
El diferencial cumple la función de detectar corrientes de fuga a tierra por fallos de aislamiento. Cuando estas fugas superan los valores establecidos, el dispositivo se dispara para evitar daños a personas y equipos.
Cuadro AC tetrapolar con Diferencial, magnetotérmico y protector de sobretensiones. Fuente: Toscano
Diferenciales Superinmunizados: ¿Cuándo y por qué?
En ocasiones, especialmente con inversores que generan componentes de corriente continua residuales, es recomendable usar diferenciales superinmunizados o selectivos, pero es importante no confundir los disparos por ruido eléctrico con los provocados por fugas reales por mala aislación del sistema, especialmente en condiciones de humedad a primeras horas del día o lluvias
Simbología diferencial superinmunizado en la parte inferior
Recomendaciones adicionales
En instalaciones fotovoltaicas, es aconsejable separar las tomas de tierra de CC y CA, para evitar interferencias y derivaciones entre elementos que trabajan en diferentes estados de corriente.
Recomendación separación de tierras dependiendo del tramo de la instalación.
Cableado de Comunicación y Monitorización
Además del sistema de producción y protección, muchas instalaciones fotovoltaicas cuentan con:
• Medidores inteligentes
• Baterías de litio
• Sistemas de monitorización y gestión de energía
Estos dispositivos se comunican mediante protocolos como Modbus/RTU o Modbus/TCP, y requieren de un cable apantallado de ocho hilos, CAT 5 o superior.
Composición del cable CAT 5:)
Usar cableado no apantallado puede causar interferencias y pérdida de comunicación entre dispositivos o errores en la lectura de datos.
• Cuatro pares trenzados
• Apantallamiento para evitar interferencias por ruido eléctrico
• Capacidad para transportar señal a larga distancia con integridad
Desglose cable CAT 5 con cuatro pares trenzados
Conclusiones
La interconexión de los distintos elementos que forman una instalación de autoconsumo fotovoltaico es un aspecto fundamental para garantizar el correcto funcionamiento, la seguridad y la durabilidad del sistema.
Una instalación bien ejecutada debe tener una vida útil superior a 30 años, lo cual es esencial para alcanzar los periodos de amortización y rentabilidad esperados.
Las buenas prácticas en el cableado, protecciones y conexiones son las que realmente diferencian una instalación profesional de una deficiente. Estas prácticas no solo aportan valor técnico, sino que también son una carta de presentación para integradores e instaladores, permitiendo destacarse en un mercado cada vez más competitivo y en el que se prima el servicio y la calidad.
Una instalación correctamente diseñada e implementada debe ser segura, autónoma y confiable, permitiendo al usuario disfrutar del ahorro energético sin preocupaciones, con mantenimientos enfocados principalmente en la prevención y no en la corrección de errores.
José Ortiz, TSS zona levante e islas
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