Los elementos de protección para instalaciones fotovoltaicas son cruciales para garantizar su seguridad, su eficiencia y su durabilidad y se deberá atender a las indicaciones de las normativas reguladoras pertinentes.
La norma de referencia es la UNE-HD-60364-7-712 y la UNE-HD-61643-31, que indican los
requisitos y los métodos de ensayo de los protectores contra sobretensiones transitorias.
Es importante que los componentes de protección se seleccionen y se instalen de acuerdo con las normas y regulaciones aplicables en la zona donde se instale la instalación fotovoltaica.
Los elementos de protección en corriente continua, corriente mucho más peligrosa que la alterna, son dispositivos diseñados para garantizar la seguridad en los circuitos eléctricos y prevenir daños a equipos y personas.
Aquí los elementos de protección se deberán situar a la salida del string de los paneles fotovoltaicos y antes del inversor. Esta protección contará con un elemento seccionador (recomendable, pero no obligatorio), una base porta fusible con el propio fusible y un protector de sobretensiones transitorio.
Además, aquellas instalaciones que tengan tensiones superiores por encima de los 48 V, deben contar con una toma de tierra a la que deberá estar conectada como mínimo la estructura para placas solares y los perfiles encargados del soporte del generador.
Según la corriente generada a la salida del string de paneles fotovoltaicos, basado en el dato de la ficha técnica del módulo conocido como corriente ISC, elegiremos el fusible y el seccionador a colocar.
Según la tensión generada (acorde a la Voc —tensión circuito abierto— y el número de módulos instalados en serie), elegiremos la tensión de nuestro fusible, base, seccionador, así como del protector de sobretensiones. Este último, además, según haya pararrayos o no en la instalación, se pondrá uno de tipo 1+2 o tipo 2 – el caso más común, ya que no dispondrá la instalación de pararrayos.
De esta forma, los diferentes elementos de protección de las instalaciones solares deben seleccionarse de acuerdo a que sean capaces de soportar la máxima tensión del sistema y tendrán que estar diseñados para abrir o cerrar los circuitos cuando se supere la máxima tensión admitida.
Algunos de los elementos de protección más comunes en corriente continua son:
Los interruptores magnetotérmicos funcionan mediante un mecanismo electromagnético y un mecanismo térmico. El mecanismo electromagnético actúa cuando la corriente eléctrica supera un valor determinado, lo que provoca la apertura automática del interruptor. Por otro lado, el mecanismo térmico actúa cuando la corriente eléctrica se mantiene por encima del valor nominal durante un tiempo prolongado, lo que provoca la apertura del interruptor para evitar el sobrecalentamiento y los daños a los equipos.
Son dispositivos que se colocan en serie con el circuito y que se funden cuando la corriente supera su capacidad nominal. Su función es proteger los equipos y los conductores eléctricos de los daños causados por sobrecargas o cortocircuitos.
Al igual que los anteriores, los fusibles protegen contra las sobreintensidades que puedan darse y deben ser elegidos en función del tipo de corriente que se tenga y a la tensión del sistema.
«Los elementos de protección en corriente continua, corriente
mucho más peligrosa que la alterna, son dispositivos diseñados para
garantizar la seguridad en los circuitos eléctricos y prevenir daños a
equipos y personas»
Los seccionadores de corte son dispositivos eléctricos utilizados para interrumpir la corriente eléctrica en un circuito. Estos dispositivos se emplean comúnmente en redes de distribución de energía eléctrica para aislar secciones de la red durante mantenimiento, reparación o en caso de una falla en el sistema.
Los seccionadores nos permiten abrir el circuito de corriente continua (CC) cuando tengamos necesidad de ello para una manipulación con seguridad. Es muy importante que sean específicos para CC, no siendo necesario que sean de salto automático dado que del panel nunca llegará una intensidad mayor a su corriente de cortocircuito. De esta manera, se produce un alto grado de fiabilidad y seguridad en la instalación. Estos elementos adicionales tendrán que estar diseñados en función de la corriente y de la instalación del sistema.
Habrá tantos seccionadores de corte como Mppts se utilicen del inversor.
Los descargadores son elementos que derivan a tierra las sobretensiones derivadas por fenómenos atmosféricos, como por ejemplo el impacto de los rayos. Son aparatos encargados de la protección, tanto de los paneles solares como del inversor y su uso es muy recomendado, ya que impiden la avería de ellos.
Éstos se conectan en paralelo a la instalación eléctrica para garantizar que las descargas sean derivadas a tierra. Se seleccionarán teniendo en cuenta que la máxima tensión prevista en el sistema sea menor que la de trabajo del descargador. Estos deben ponerse en DC y uno por cada polaridad y string.
Habrá tantos descargadores de sobretensiones como Mppts se utilicen del inversor.
Centrándonos ahora ya en la parte de tensión en alterna, se ha de proteger aguas abajo del inversor, con un interruptor magnetotérmico y un interruptor diferencial.
Según la tipología de la instalación, es decir, monofásica o trifásica, elegiremos 2 o 4 polos para ambos elementos.
Según la corriente nominal de salida del inversor, elegiremos la corriente del interruptor magnetotérmico.
También hay que tener en cuenta que esta corriente debe ser menos que la corriente máxima admitida por el cable. A partir de la elección de éste, optaremos por un interruptor diferencial según la siguiente norma:
1.4*Imagnetotérmico < Idiferencial
Respecto a la sensibilidad del diferencial, si el inversor es monofásico normalmente se trabaja con 30 mA y si el inversor es trifásico, recomendamos 300 mA, siempre que el tipo de instalación y la normativa vigente en cada caso, admita esta sensibilidad.
Interruptores magnetotérmicos: estos elementos ofrecen protección contra cortocircuitos y sobreintensidades. Su diseño está pensado para soportar tensiones DC de 1000 V. Este valor viene impuesto por la cantidad de polos existentes, de tal forma que, si cada uno de ellos soporta 250 V, un interruptor de 4 polos estará diseñado para soportar un máximo de tensión de 1000 V.
Fusibles: contamos con fusibles cilíndricos hasta 63 A y 1500 Vdc y de cuchilla hasta 630 A y 1500 Vdc. Todas nuestras bases cuentan con tensiones diferenciadas de 1000 Vdc y 1500 Vdc, así como en el caso de bases cilíndricas, indicador de fusión incorporado. Un punto a destacar y que muchas veces pasa desapercibido son las protecciones justo después del inversor, donde con la mayoría de los actuales inversores, la tensión en alterna generada es de 800 Vac. Para estos casos, contamos con fusibles y bases apropiadas y corrientes hasta 500 A. Instalaremos tantos fusibles y bases como número de strings haya en la instalación.
Descargador de sobretensiones: una solución demandada en el mercado actual son las envolventes cableadas y preconfiguradas según el número de entradas y salidas. Contamos con envolventes de 1 entrada (1 string) y 1 salida (1 Mppt), así como de 2 entradas 1 salida y 2 entradas 2 salidas. Todas estas opciones cuentan con fusibles, bases, protector sobretensión y de manera adicional seccionador si se requiere. En Temper, también contamos con envolventes que disponen de interruptor magnetotérmico en vez de la opción base + fusible + seccionador, contando, por lo tanto, con un gran abanico de opciones según la demanda del usuario.
APIEM. Asociación Profesional de Empresarios de Instalaciones Eléctricas y Telecomunicaciones de Madrid.
