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Cables para sistemas fotovoltaicos

Los sistemas de generación de energía eléctrica con tecnología solar fotovoltaica tienen condiciones muy especiales debido a que están expuestos a la rigurosidad del medio ambiente, los cambios de temperatura, la radiación solar directa, la humedad, los roedores y la abrasión, entre otros.

Como respuesta a esta necesidad, Procables, una compañía Prysmian Group, ha desarrollado los Cables FV Wire Solar, los cuales abordan los requisitos más exigentes de las aplicaciones de Sistemas Fotovoltaicos basados en una larga trayectoria de experiencia en el área técnica, de producción y en un programa de desarrollo e investigación exhaustivo.

Marco regulatorio

El anexo general del reglamento técnico de instalaciones eléctricas “RETIE” establece lo siguiente:

• La instalación eléctrica y el montaje de los paneles, los reguladores de tensión, cargadores e inversores, deben hacerse conforme a la Sección 690 de la NTC 2050, por un profesional competente, quien debe declarar el cumplimiento del RETIE.
• Los paneles solares fotovoltaicos para proveer energía eléctrica a instalaciones domiciliarias o similares y establecimientos públicos deben cumplir los requisitos de una norma técnica internacional o de reconocimiento internacional y demostrarlo mediante el Certificado de Conformidad de Producto, expedido por un organismo de certificación acreditado.
• En unidades de vivienda o similares no se permite la conexión de sistemas solares a más de 220 V. Cuando la carga de acumulación en las baterías supere los 1000 A/h, se deben instalar en un cuarto aireado, independiente al lugar donde se alojen los demás equipos del sistema solar.

La sección 690 de NTC 2050 establece, entre otros, lo siguiente:

• La capacidad de corriente de los conductores y la corriente nominal o ajuste de disparo de los dispositivos de protección contra sobrecorriente en un circuito de un sistema solar fotovoltaico no debe ser menor al 125 % de la corriente calculada.
• Se permite utilizar todos los métodos de alambrado con canalizaciones y cables incluidos en este Código y otros métodos y accesorios destinados específicamente e identificados para su uso en conjuntos fotovoltaicos. Cuando se utilicen cables con encerramientos integrales, se debe dejar la suficiente longitud del cable para que se pueda cambiar fácilmente

Para garantizar que los conductores eléctricos soporten las condiciones de operación de los sistemas fotovoltaicos, se han creado normas como la UL 4703 “PHOTOVOLTAIC WIRE”, la norma TÜV 2-PfG-1940/12.11 y la norma EN 50618.

La norma UL 4703 indica lo siguiente en su alcance:

“Esta norma cubre lo relacionado con cable fotovoltaico conductor sencillo, aislado y recubierto de forma integral o no integral, resistente a la luz solar y clasificado 90 °C, 105 °C, 125 °C, o 150 °C seco y 90 °C húmedo, 600, 1000, o 2.000 V para cableado de interconexión de sistemas fotovoltaicos de energía conectados a tierra y no conectados a tierra, según lo descrito en el Artículo 690, Parte IV, Métodos de Cableado, y otras secciones aplicables del Código Eléctrico Nacional (National Electrical Code - NEC), NFPA 70.”

Descripción de un sistema fotovoltaico

1. Circuito de fuente fotovoltaica
Se compone de módulos, los cuales son Integrados por celdas y conductores. Los conductores conectan los módulos entre sí para componer un panel solar, o conectan los módulos y el punto o puntos de conexión del sistema de corriente continua.
Cables: Fotovoltaico PV Wire Solar 6 mm² o 4mm².

2. Circuito de salida fotovoltaica
Conductores que conectan el circuito o circuitos de fuente fotovoltaica y la unidad de acondicionamiento de energía o conecta el equipo de utilización de corriente continua.
Cables: Fotovoltaico PV Wire Solar 6 mm² o 4mm².

3. Circuito de entrada del inversor
Conductores que conectan el inversor y la batería en los sistemas autónomos o conductores entre el inversor y los circuitos de salida fotovoltaicos, para sistemas conectados en malla.
Cables: Termoflex Multipropósito 4 AWG.

4 Circuito de salida del inversor
Conductores que conectan el inversor y el centro de carga de AC en los sistemas autónomos o conductores que conectan el inversor hasta el equipo de acometida u otra fuente de generación de energía eléctrica para sistemas conectados a la malla.
Cables: THHN/THWN-2 CT 12 AWG, XHHW-2 8 AWG, ExZhellent BW 12 AWG ó THHW CT Aluminio 6 AWG.

5. Salida de la red de distribución
Cables: Media Tensión 2/0 AWG, ACSR 4/0.

Cable fotovoltaico PV Wire solar

Son cables específicos para instalaciones solares fotovoltaicas (PV), en los circuitos de fuente y salida. Son capaces de soportar las extremas condiciones ambientales que se producen en este tipo de instalaciones. El cable Fotovoltaico PV WIRE está construido con conductor de cobre flexible cableado (opcional en cobre flexible estañado), disponible en calibres 4 mm² hasta 16 mm². Aislamiento en polietileno reticulado 90 ºC en sitios secos y mojados. Chaqueta en polímero termoplástico, apta para 90 ºC en lugares secos y mojados, y para una tensión de 1.8 kV DC. Diseñado y probado bajo la norma UL 4703 (Photovoltaic Wire).

Características:
• Tensión máxima de operación 0.6/1 kV AC, 1.8 kV DC.
• Temperatura 90°C
• Aplicaciones móviles
• Resistente a las temperaturas extremas y a rayos solares
• Retardante a la llama
• Opcional, apto para bandeja porta cable
• Resistente a los rayos UV
• Resistente a la humedad, al calor, a la abrasión, a elementos químicos, ácidos y aceites.

Certificado: NYCE 17E5-0020-10

Comparación de pérdidas de energía de los cables para paneles solares entre calibres equivalentes AWG y mm² para la misma corriente transportada

Si se utilizan cables con calibres en AWG a cambio de mm², se incurre en una gran pérdida de eficiencia por cuanto la resistencia de los conductores equivalentes AWG con mm2 son mayores en promedio en un 13%, es decir usando calibres en AWG “equivalentes” se incurre en pérdidas por efecto “Joule” del orden de 13% más que usando calibres en mm2.


Es evidente que los cables en mm², tienen una mejor eficiencia en cuanto a pérdidas (16% menos en promedio) que los equivalentes en AWG, por cuanto la resistencia a la corriente en sustancialmente mayor para estos últimos.


Tabla de equivalencias


Nota: Para la construcción de esta tabla se tuvo en cuenta que la corriente es proporcional a la raíz cuadrada del área.


¿Qué pasa si no se instalan los cables correctos?

• Excesivas pérdidas en el conductor (se pierde el concepto de ahorro energético).
• Sobrecargas, lo que afectaría la vida de las personas y vida útil del conductor.
• Sobrecalentamiento del conductor, lo cual genera mayor consumo por la pérdida de energía en calor y mal aprovechamiento de la energía solar.
• Envejecimiento acelerado del aislamiento del conductor.
• Ruptura del aislamiento lo cual puede generar corrientes de fuga y cortocircuitos.
• Si no se instalan cables certificados, puede existir diferencias en la sección real del cobre, aparentemente de ser conductores del mismo calibre y sección nominal.
• Daños mecánicos en la instalación o posterior a esta.

Procables S.A.S:
una compañía Prysmian Group
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Modificado por última vez en Viernes, 21 Agosto 2020 19:00

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