Protecciones eléctricas indispensables en un sistema fotovoltaico
Instalar paneles e inversores de buena calidad es fundamental para el desempeño de un proyecto solar. Sin embargo, existe otro componente que no debería pasar a segundo plano: las protecciones fotovoltaicas.
Un sistema solar está expuesto a diferentes condiciones eléctricas que pueden afectar sus componentes y comprometer la seguridad de la instalación. Sobrecorrientes, cortocircuitos y sobretensiones son algunos de los eventos que deben contemplarse desde el diseño.
Por esta razón, seleccionar correctamente las protecciones eléctricas es tan importante como elegir el inversor, los paneles o las baterías.
En este artículo explicamos cuáles son algunas de las protecciones fundamentales de un sistema fotovoltaico, qué función cumplen y por qué soluciones especializadas como las de ZJBENY pueden formar parte de una instalación solar correctamente diseñada.
¿Por qué son importantes las protecciones fotovoltaicas?
Los sistemas fotovoltaicos trabajan tanto con corriente continua (DC) como con corriente alterna (AC).
Los paneles generan electricidad en corriente continua, que posteriormente llega al inversor para ser convertida en corriente alterna compatible con las cargas y, dependiendo del tipo de sistema, con la red eléctrica.
Esto significa que existen diferentes puntos de la instalación que deben ser protegidos.
Las protecciones fotovoltaicas tienen como objetivo ayudar a proteger los equipos y la instalación frente a determinadas condiciones eléctricas anormales.
Una correcta selección también contribuye a facilitar labores de aislamiento y mantenimiento del sistema.
¿Qué puede ocurrir si un sistema solar no tiene las protecciones adecuadas?
Un proyecto fotovoltaico no debería diseñarse pensando únicamente en cuánta energía puede producir.
También debe analizarse cómo responderá ante posibles fallas.
Una protección incorrectamente seleccionada, mal dimensionada o inexistente puede incrementar el riesgo de daños sobre componentes como:
- Paneles solares.
- Inversores.
- Cableado.
- Conectores.
- Tableros eléctricos.
- Equipos conectados a la instalación.
Por eso, las protecciones deben contemplarse desde la etapa de ingeniería y no añadirse simplemente como un accesorio al finalizar el proyecto.
¿Cuáles son las principales protecciones fotovoltaicas?
La configuración exacta dependerá de las características de cada proyecto. Sin embargo, existen diferentes dispositivos utilizados habitualmente en instalaciones solares.
Breakers o interruptores automáticos
Los breakers son dispositivos de protección utilizados para interrumpir el circuito ante determinadas condiciones de sobrecorriente o cortocircuito.
En una instalación fotovoltaica pueden existir protecciones específicas tanto para el lado DC como para el lado AC.
Es importante comprender que no cualquier breaker puede utilizarse indistintamente en ambos lados del sistema.
El dispositivo debe seleccionarse considerando, entre otros factores:
- Tipo de corriente.
- Tensión de operación.
- Corriente nominal.
- Capacidad de interrupción.
- Características específicas del circuito.
En aplicaciones fotovoltaicas, utilizar dispositivos diseñados específicamente para corriente continua es especialmente importante debido al comportamiento del arco eléctrico en DC.
DPS: protección contra sobretensiones
Los DPS (Dispositivos de Protección contra Sobretensiones) son otro componente importante dentro de las protecciones fotovoltaicas.
Su función es limitar sobretensiones transitorias que podrían afectar los equipos eléctricos y electrónicos de la instalación.
Estas perturbaciones pueden estar asociadas, por ejemplo, a maniobras eléctricas o fenómenos atmosféricos indirectos.
Los inversores incorporan electrónica sensible, por lo que una sobretensión puede generar daños importantes.
Dependiendo del diseño del proyecto, pueden utilizarse DPS tanto en el lado DC como en el lado AC.
Seccionamiento y desconexión
Poder aislar determinadas partes del sistema resulta fundamental durante procedimientos de mantenimiento, inspección o atención de una falla.
Los dispositivos de seccionamiento permiten realizar una desconexión segura de determinados circuitos según las características de la instalación.
Esto cobra especial importancia en sistemas fotovoltaicos porque los paneles pueden continuar generando tensión mientras reciben radiación solar.
Por ello, el diseño debe contemplar correctamente los puntos necesarios para aislar los diferentes componentes del sistema.
Protección del lado DC
El tramo comprendido entre los módulos fotovoltaicos y el inversor requiere especial atención.
En este punto encontramos elementos como paneles, strings, conectores, cableado y entradas MPPT del inversor.
Las protecciones DC deben seleccionarse teniendo en cuenta variables como:
- Voltaje máximo del arreglo fotovoltaico.
- Corriente de los strings.
- Configuración serie/paralelo.
- Especificaciones eléctricas del inversor.
- Condiciones particulares del proyecto.
Uno de los errores que deben evitarse es seleccionar una protección únicamente por su corriente nominal sin verificar el resto de sus especificaciones.
Protección del lado AC
Después de que el inversor transforma la corriente continua en corriente alterna, también es necesario proteger correctamente el circuito de salida.
Las características de las protecciones AC dependerán de factores como la potencia del inversor, tensión del sistema, número de fases y características de la instalación eléctrica.
En sistemas On Grid, además, la instalación interactúa con la red eléctrica, por lo que el diseño debe cumplir con los requerimientos técnicos y normativos correspondientes.
No todas las protecciones sirven para energía solar
Este es un aspecto especialmente importante para instaladores y diseñadores.
Un dispositivo utilizado habitualmente en una instalación eléctrica convencional no necesariamente es adecuado para las condiciones de operación de un sistema fotovoltaico.
Especialmente en el lado DC, deben verificarse características como tensión máxima admisible, corriente, capacidad de interrupción y aplicación específica del producto.
La selección incorrecta puede hacer que una protección no responda como se espera ante una condición de falla.
Por eso es importante utilizar componentes diseñados y especificados para aplicaciones fotovoltaicas.
ZJBENY: protecciones especializadas para sistemas fotovoltaicos
A medida que aumenta la capacidad de los proyectos solares, también crece la necesidad de utilizar componentes especializados.
ZJBENY (BENY) desarrolla soluciones de protección eléctrica orientadas a aplicaciones fotovoltaicas, permitiendo complementar el sistema desde el lado de la seguridad y protección eléctrica.
Dentro de este tipo de soluciones se encuentran dispositivos como:
- Breakers para aplicaciones fotovoltaicas.
- Dispositivos de protección contra sobretensiones.
- Soluciones de seccionamiento.
- Componentes para protección DC y AC.
Para distribuidores e instaladores, contar con una línea especializada permite integrar las protecciones dentro del diseño general del proyecto en lugar de tratarlas como componentes secundarios.
Haz clic aquí y conoce las protecciones ZJBENY en nuestra página
¿Cómo elegir las protecciones para un sistema fotovoltaico?
No existe una configuración universal que pueda utilizarse en todos los proyectos.
La selección debe partir del diseño eléctrico y de las características de los equipos instalados.
Antes de seleccionar una protección es necesario revisar aspectos como:
1. Voltaje del sistema
La protección debe ser adecuada para la tensión máxima que puede presentarse en el circuito.
2. Corriente
Debe calcularse considerando las características eléctricas del sistema y las condiciones definidas para su diseño.
3. Corriente continua o alterna
Los dispositivos deben ser adecuados para el tipo de corriente donde serán instalados.
4. Características del inversor
La ficha técnica y el manual del fabricante son documentos fundamentales para definir correctamente la instalación.
5. Normativa aplicable
El proyecto debe diseñarse de acuerdo con los reglamentos, normas y requisitos técnicos que correspondan a la instalación.
Las protecciones también hacen parte de la calidad de un proyecto solar
Cuando se habla de calidad en energía solar, normalmente se piensa primero en paneles, inversores y baterías.
Pero un buen proyecto también depende de aquello que protege esos equipos.
Cableado correctamente dimensionado, conectores adecuados y protecciones fotovoltaicas seleccionadas de acuerdo con las características del sistema son fundamentales para desarrollar instalaciones confiables.
Ahorrar en componentes críticos de protección puede terminar generando costos mucho mayores si se presenta una falla.
Por eso, la seguridad debe considerarse desde el diseño inicial del proyecto.
Cosostenible: soluciones completas para proyectos fotovoltaicos
En Cosostenible buscamos que nuestros distribuidores e instaladores encuentren no solo los equipos principales para sus proyectos, sino también los componentes necesarios para desarrollar soluciones completas.
Nuestro portafolio incluye inversores, baterías, paneles solares, microinversores y diferentes componentes de protección para aplicaciones fotovoltaicas.
A través de soluciones especializadas de ZJBENY, nuestros aliados pueden complementar sus proyectos con dispositivos destinados a la protección eléctrica de instalaciones solares.
Además, nuestro equipo de preventa puede acompañar la selección de equipos de acuerdo con las características técnicas de cada proyecto.
