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Nuevos Productos

Nuevos Productos (2)

Innovadora tecnología que reduce gastos de operación, ofrece mayor eficiencia y alarga la vida útil.

Esta tecnología, desarrollada y patentada por el fabricante líder de módulos fotovoltaicos ZN Shine Solar, está presente en Colombia desde hace dos años, a través de la compañía nacional Energía y Potencia.

Mauricio Domínguez Castro, Gerente de Energías Renovables de Energía y Potencia, y Eva Ma, gerente de ventas para Latinoamérica ZN Shine, le explicaron al equipo periodístico de Mundo Eléctrico, en qué consiste esta nueva tecnología, qué ventajas ofrece y qué aportes representa para nuestro país. Esto fue lo que nos contaron:

En qué consiste la novedad del grafeno

La novedad de estos paneles solares es que disponen de una capa de vidrio en la parte frontal, con recubrimiento en grafeno, lo cual los convierte en “paneles autolimpiantes”, pues el polvo no se adhiere y al ser sometido a la lluvia, la limpieza se hace mucho más fácil.

Beneficios:

• Exclusividad: esta tecnología de grafeno es patentada por ZN Shine, único fabricante en el mundo en utilizar hasta el momento esta aplicación.
• Protección ante los agentes climáticos: cuando llueve, los paneles normales siempre quedan expuestos a una capa de agua que al secarse conserva partículas de polvo. Los paneles con recubrimiento de grafeno, permiten que el agua se deslice, evitando que se generen esas capas de mugre.
• Protección ante el polvo: ante la adhesión de polvo o mugre, estos paneles ofrecen una gran ventaja, pues por ejemplo si se estima que la vida útil de un panel es de 20 a 25 años, al instalarlo en una carretera, por ejemplo o una zona arenosa, los agentes de la contaminación y la polución van quedando adheridos al panel, reduciendo su eficiencia. En un panel de grafeno, la adherencia del polvo es menor, lo cual lo hace más eficiente en el tiempo y reduce los costos de mantenimiento.
• Capacidad de radiación: en un panel corriente, las capas de polvo disminuyen la radiación que reciben y los hacen menos eficientes. En los paneles de grafeno, esto no ocurre, pues conservan la capacidad de aprovechar una gran cantidad de la radiación que reciben.
• Limpieza: la lluvia es suficiente para garantizar la limpieza, lo cual no ocurre con un panel normal, pues a pesar de que esté expuesto a la lluvia o se le haga una limpieza, el polvo no se desprenderá fácilmente, por lo cual requiere mayor frecuencia de limpieza y un mantenimiento más complejo.
• Las heces de las aves: las aves tienden a posarse en los paneles, depositando las heces en los módulos y evitando que pase la radiación. Esto también puede ocasionar los denominados "puntos calientes" que en el largo plazo podrían ocasionar cortocircuitos e incluso un daño total de la instalación. En los paneles de grafeno, con el tiempo se van degradando las heces de las aves de una forma más rápida que en un panel convencional.
• Todo esto que hemos mencionado, repercute en menores gastos de operación, mayor eficiencia y una mayor vida útil del panel.

Proyectos
En Colombia:
Es importante destacar que la mayoría de proyectos que se han desarrollado e instalado de esta tecnología en Colombia, responden a las necesidades del sector agrícola, fundamentalmente. Es muy frecuente encontrar estos paneles a lo largo y ancho del territorio nacional, especialmente en los Llanos orientales, Antioquia, Cundinamarca, Huila; también en la costa norte del país, donde esta tecnología ha sido de gran acogida porque los paneles se mantienen protegidos por el grafeno, a diferencia de otros que se han instalado en importantes proyectos de la región y se han visto muy afectados por la salinidad del mar.

También es importante destacar que en Colombia, la tecnología ofrece soluciones tanto para zonas interconectadas como para zonas no interconectadas. En la actualidad, en Colombia ya se han instalado alrededor de 300 kilovatios en diferentes proyectos enfocados especialmente hacia la agroindustria y algunos proyectos residenciales.

20 KWp Curumani, Cesar

30 KWp Cartagena

En el mundo:
ZNSHINE SOLAR fue fundada en 1988 y durante 32 años se ha posicionado como líder en fabricación de módulos fotovoltaicos. Apunta a convertirse en uno de los mayores desarrolladores de proyectos solares a escala para satisfacer necesidades en servicios públicos; ha dejado su huella a nivel mundial con proyectos desarrollados en Japón, India, Alemania, Italia, Suiza, Reino Unido, Estados Unidos, Canadá, Chile, Australia y África.

Proyecto Hamada fase I
Capacidad instalada: 11 MW
Fecha: 20 de Octubre, 2015
Proyecto Hamada fase II
Capacidad instalada: 23 MW
26 de abril, 2017

Costos de la tecnología

Otra de las grandes ventajas de esta tecnología es que un panel de grafeno tiene prácticamente el mismo costo que uno convencional, asequible tanto para las empresas, como para las comunidades. En promedio, el tiempo para el retorno de la inversión puede estar entre los cinco y los ocho años, para esta tecnología proyectada a tener una vida útil garantizada de 30 años. La instalación de la tecnología de grafeno es supremamente sencilla, al igual que un panel convencional. Cuando se trata de un proyecto interconectado, se deben contemplar los tiempos de los trámites que se deben adelantar con el operador de red, pero en general la instalación puede tomar de 2 a 4 días para un proyecto residencial o alrededor de 2 a tres meses para un proyecto comercial o industrial.

Aportes de la tecnología al país

En momentos en que el país le está apostando a las energías limpias y está incursionando en el proceso de transición energética, vale la pena destacar los beneficios que estas tecnologías le aportan a Colombia:

• Cuando se desarrollan proyectos en zonas aisladas, implica cambiar la vida de una comunidad que nunca ha tenido acceso a la energía; con este tipo de desarrollos pueden acceder a los servicios de electricidad, ver por primera vez encender un bombillo, iluminar las viviendas, las vías y a empezar a disfrutar una calidad de vida que nunca habían tenido.
• En lo que respecta a las empresas ubicadas en ciudades, los beneficios son concretamente económicos, pues invertir en este tipo de tecnología se traduce en una disminución de costos, lo cual en estos momentos de pandemia, es una necesidad apremiante para todas las empresas y organizaciones.
• A nivel país, tradicionalmente nuestra energía se ha generado a partir de recursos hídricos, lo que nos permite contar con una matriz eléctrica en general muy limpia. Sin embargo, esto nos hace altamente vulnerables a eventos climáticos que nos pueden poner en riesgo como lo que ocurrió en 2016 cuando estuvimos al borde de un racionamiento, porque los embalses se encontraban en niveles muy bajos. Entonces, estas tecnologías contribuyen a que tengamos un “mix” en nuestra matriz energética, pues en caso de disminución de los recursos hídricos, vamos a tener la posibilidad de disponer de energía proveniente de otras fuentes de generación, estructurando una matriz más variada, equilibrada y resiliente, ante estos impactos de cambio climático.
• Desde el Ministerio de minas y energía, se están promoviendo estos proyectos a gran escala como también a pequeña escala.

Marcela Aranguren Riaño:
Coordinadora Periodística
Revista Mundo Eléctrico Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

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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