A medida que el mundo avanza hacia las energías renovables, La energía solar se ha convertido en una de las fuentes de electricidad más populares y sostenibles.. Proyectos solares, ya sea residencial o comercial, requieren una cuidadosa planificación y consideración, especialmente cuando se trata de seleccionar los componentes correctos. Entre estos componentes, Los cables desempeñan un papel fundamental a la hora de garantizar la eficiencia., seguridad, y longevidad del sistema de energía solar.
Tabla de contenido
- Proceso de generación de energía del sistema solar
- ¿Qué tipos de cables se necesitan para los sistemas de energía solar??
- ¿Qué porcentaje del coste total de construcción representan los cables en una central fotovoltaica??
- Acerca de los cables solares de CC
- Por qué utilizar cables especiales para sistemas fotovoltaicos?
- ¿Qué es la certificación TÜV para cables solares??
- ¿Qué especificaciones se deben elegir para los cables fotovoltaicos H1Z2Z2-K??
- ¿Cuáles son las diferencias entre las aplicaciones de CC y CA de los cables fotovoltaicos H1Z2Z2-K??
- ¿Cuáles son las diferencias entre los cables fotovoltaicos H1Z2Z2-K y PV1-F??
- Cómo seleccionar la especificación del cable PV1-F?
- ¿Por qué los cables solares se dividen en rojo y negro??
- ¿Puede usted mismo fabricar conectores para cables solares??
- ¿Cuáles son los conectores solares más utilizados??
- Acerca de los cables solares de CA
- Acerca de los cables para el sistema de puesta a tierra
- ¿Por qué deberían conectarse a tierra los sistemas de generación de energía solar??
- Qué conexión a tierra se requiere en los sistemas de energía solar?
- ¿Cómo se conectan a tierra los paneles solares??
- ¿Por qué deberían conectarse y ponerse a tierra los marcos de los paneles solares??
- ¿Qué material se debe utilizar para la varilla de conexión a tierra en sistemas fotovoltaicos??
- ¿Qué especificaciones de las varillas de tierra se utilizan comúnmente??
- ¿Cómo se deben instalar picas de tierra en sistemas fotovoltaicos??
- Cables aéreos, Cables de control y cables de comunicación en proyectos fotovoltaicos
- Requisitos legales y reglamentarios para el tendido de cables en proyectos solares
- Mejores prácticas para el enrutamiento de cables
- Consejos esenciales para la compra de cables
- Pensamientos finales
Seleccionar los cables adecuados para su proyecto solar puede ser una tarea desalentadora, dada la variedad de opciones disponibles y los requisitos específicos de la energía fotovoltaica (fotovoltaica) sistemas. Esta guía tiene como objetivo proporcionar una descripción general completa de todo lo que necesita saber sobre la compra de cables para su proyecto solar.. Desde comprender el proceso de generación de energía solar hasta seleccionar los tipos de cables adecuados para diferentes aplicaciones, Cubriremos todos los aspectos esenciales para ayudarle a tomar decisiones informadas..
Al final de esta guía, Tendrá una comprensión clara de los factores críticos a considerar al comprar cables para su proyecto solar., Garantizar que su sistema funcione de manera eficiente y segura durante muchos años..
Proceso de generación de energía del sistema solar
Comprender los procesos de generación de energía del sistema solar es crucial para seleccionar los cables y componentes adecuados para su proyecto fotovoltaico.. La selección adecuada del cable garantiza la transmisión eficiente y segura de electricidad en todo el sistema., ya sea una configuración conectada a la red o fuera de la red.
1. Los paneles solares capturan la luz del sol
Paneles solares, compuesto por numerosas células solares, capturar la luz del sol cuando los fotones (partículas de luz) golpear la superficie. Estos fotones transfieren su energía a los electrones dentro de las células solares., creando una corriente eléctrica.
2. Generación de electricidad
La energía de los fotones energiza a los electrones., haciendo que fluyan y produzcan una corriente continua (corriente continua). Los paneles solares suelen estar dispuestos en grandes conjuntos para generar cantidades significativas de electricidad., suficiente para alimentar casas, negocios, o comunidades enteras.
3. Conversión del inversor
La electricidad CC generada por los paneles solares no puede ser utilizada directamente por la mayoría de los electrodomésticos y equipos comerciales., que funcionan con corriente alterna (C.A.). Para cerrar esta brecha, Se utiliza un inversor para convertir la electricidad de CC en electricidad de CA., haciéndolo compatible con sistemas eléctricos estándar.
4. Transmisión y Distribución
Después de la conversión a AC, la electricidad se envía a un transformador. El transformador aumenta el voltaje de la electricidad., lo que permite transmitirlo eficientemente a largas distancias a través de líneas eléctricas. Luego, la energía CA de alto voltaje se distribuye a través de la red a varios consumidores., incluyendo hogares y negocios.
Sistemas conectados a la red
En sistemas conectados a la red, el proceso es el siguiente:
- Los paneles fotovoltaicos generan energía CC: Los paneles solares capturan la luz solar y generan energía CC.
- El inversor se convierte en alimentación de CA: La energía CC se convierte en energía CA mediante el inversor..
- El transformador aumenta el voltaje: Si es necesario, un transformador aumenta el voltaje para una transmisión eficiente.
- Transmisión a la red: La energía CA se transmite a través de líneas aéreas a la red..
en este sistema, La energía eléctrica se convierte entre CC y CA solo una vez en la etapa del inversor.. Después de la conversión, La electricidad se transmite y utiliza en forma de CA..
Sistemas fuera de la red
En sistemas fuera de la red, el proceso es ligeramente diferente:
- Los paneles fotovoltaicos generan energía CC: Los paneles solares capturan la luz solar y generan energía CC.
- El inversor se convierte en alimentación de CA: La energía CC se convierte en energía CA mediante el inversor..
- El transformador aumenta el voltaje: Si es necesario, un transformador aumenta el voltaje.
- Uso directo o almacenamiento: La alimentación de CA se puede conectar directamente a la red del usuario para uso inmediato o almacenarse en baterías para uso posterior..
Los sistemas fuera de la red dependen del almacenamiento de baterías para garantizar un suministro de energía continuo, incluso cuando la luz del sol no está disponible, como durante la noche o días nublados.
Después de conocer el proceso de generación de energía solar, Podemos determinar qué cables se necesitan para todo el sistema..
¿Qué tipos de cables se necesitan para los sistemas de energía solar??
Como componente crucial de las soluciones energéticas sostenibles, El funcionamiento seguro y eficiente de los sistemas de generación de energía solar depende de la configuración y el uso adecuados de varios cables especializados.. Los tipos de cables necesarios en un sistema de generación de energía solar incluyen los siguientes:
Cable CC solar
Estos cables están diseñados específicamente para conectar módulos fotovoltaicos. (paneles solares) y para la transmisión de energía entre módulos a la caja combinadora de CC. Dada su exposición directa a ambientes exteriores., deben poseer las siguientes características:
- Resistencia a los rayos UV: Para evitar la degradación del rendimiento debido a la exposición prolongada al sol..
- Resistencia a la intemperie: Para soportar diversas condiciones climáticas., incluyendo temperaturas extremas, humedad, y arena arrastrada por el viento.
- Resistencia a la corrosión por niebla salina: Adecuado para zonas costeras para evitar daños por sal..
- Retardante de llama: Para reducir los riesgos de incendio y mejorar la seguridad del sistema..
- Resistencia mecánica: Soportar la instalación y las presiones ambientales sin sufrir daños fácilmente..
Cable de CA
Los cables de CA se utilizan en el extremo de salida del inversor para transmitir la energía de CA convertida al tablero de distribución de CA o directamente a la red.. Estos cables deben cumplir con los estándares de conexión a la red y poseer buenas propiedades de aislamiento y resistencia al calor para garantizar una transmisión de energía segura y eficiente..
Cable de comunicación de datos
En un sistema de generación de energía solar., Los cables de comunicación de datos actúan como puente de información.. No solo transmiten los datos eléctricos generados por el conjunto fotovoltaico, sino que también transmiten información del estado en tiempo real de los inversores y otros equipos de monitoreo al sistema de monitoreo central a través de redes cableadas o inalámbricas. (incluyendo fibra óptica) para optimización del sistema y diagnóstico de fallos.
Cable de control
Los cables de control se utilizan para conectar controladores., inversores, y otros equipos auxiliares dentro del sistema, garantizar un control automatizado y un seguimiento eficaz. Estos cables deben tener una buena estabilidad de transmisión de señal y capacidades antiinterferencias para garantizar la ejecución precisa de los comandos de control..
Cable de puesta a tierra
Los cables de puesta a tierra desempeñan un papel fundamental en la protección de seguridad de todo el sistema de generación de energía solar.. Proporcionan una ruta de baja resistencia para descargar rápidamente corrientes de rayos o corrientes de falla del sistema., Prevención de descargas eléctricas y daños al equipo., garantizando así la seguridad del personal y del equipo.
Cable aéreo
En ciertos escenarios de instalación, como transmisiones de larga distancia o limitaciones del terreno, Los cables aéreos se utilizan para la conexión a la red del sistema de generación de energía solar.. Estos cables deben estar especialmente diseñados para resistir daños físicos externos y factores climáticos manteniendo al mismo tiempo una buena conductividad y resistencia mecánica..
Al seleccionar estos cables solares, Es esencial no solo considerar sus características y entornos aplicables, sino también garantizar que todos los cables y accesorios cumplan con los estándares locales de seguridad eléctrica y las regulaciones de la industria para garantizar el funcionamiento estable a largo plazo y el cumplimiento del sistema de generación de energía solar..
¿Qué porcentaje del coste total de construcción representan los cables en una central fotovoltaica??
El coste de los cables en una fotovoltaica. (fotovoltaica) La central eléctrica suele representar alrededor de 10% del coste total de construcción. Este porcentaje puede variar en función de varios factores, como la escala del proyecto., selección de equipos, diferencias regionales, y fluctuaciones del mercado. Según algunas estimaciones:
- Módulos fotovoltaicos (paneles solares) representan aproximadamente 50% del costo total del equipo.
- Los inversores y otros equipos eléctricos representan aproximadamente 10%.
- Los cables y las estructuras de montaje representan cada uno aproximadamente 10%.
Por lo tanto, Los costos del cable generalmente representan aproximadamente 10% del coste total de construcción. Sin embargo, esta es una estimación aproximada, Y la proporción real puede variar dependiendo del presupuesto específico y los precios de los materiales de un proyecto.. Además, con avances en la tecnología y cambios del mercado, este porcentaje puede estar sujeto a ajustes.
Acerca de los cables solares de CC
Por qué utilizar cables especiales para sistemas fotovoltaicos?
Los cables fotovoltaicos están diseñados específicamente para proyectos de generación de energía fotovoltaica., con características de aislamiento y revestimiento que los cables comunes no poseen.
Si se utilizan cables normales en el sistema fotovoltaico, Son propensos a fallar en ambientes exteriores hostiles., reduciendo en gran medida la vida útil de todo el sistema de energía solar. Además, puede provocar una sobrecarga de corriente, caída de voltaje severa, fallas de generación frecuentes, y baja eficiencia de generación en plantas fotovoltaicas, Incluso potencialmente provocando incendios en la planta..
Por lo tanto, Garantizar el funcionamiento estable a largo plazo de las centrales fotovoltaicas. 25 años, Es fundamental elegir cables diseñados específicamente para sistemas fotovoltaicos., como H1Z2Z2-K o PV1-F.
¿Qué es la certificación TÜV para cables solares??
La certificación TÜV Solar Cable se refiere a una serie de certificados otorgados a cables que han sido probados., inspeccionado y certificado por un tercero independiente del grupo TÜV Rheinland, con sede en alemania, de acuerdo con normas específicas.
Como tipo especial de cable., La seguridad y el rendimiento de los cables fotovoltaicos son cruciales para los sistemas de generación de energía solar., por lo tanto, se someten a rigurosas pruebas y certificaciones para garantizar su calidad y confiabilidad..
Sobre la certificación TÜV para cables fotovoltaicos, su desarrollo ha progresado desde el 2PfG 1169/08.2007 estándar según la EN 50618:2014 estándar. El estándar más reciente es IEC FDIS. 62930, pero la mayoría de las certificaciones de cables solares aún cumplen con la norma EN válida. 50618 estándar.
¿Qué especificaciones se deben elegir para los cables fotovoltaicos H1Z2Z2-K??
En sistemas fotovoltaicos típicos, las opciones más comunes son H1Z2Z2-K 1×4 y H1Z2Z2-K 1×6 cables. Generalmente, secciones de cable más grandes indican mayores capacidades de carga.
Consideraciones como el voltaje de trabajo., capacidad actual, y el rango de temperatura ambiental también debe tenerse en cuenta. Después de determinar los requisitos de voltaje y corriente., Consulte la tabla de parámetros de los cables H1Z2Z2-K para seleccionar la especificación adecuada..
Si tiene dudas al seleccionar las especificaciones del cable, Nuestro equipo técnico de ZMS está disponible para ofrecer soluciones a medida..
Más información sobre Cable solar H1Z2Z2-K
¿Cuáles son las diferencias entre las aplicaciones de CC y CA de los cables fotovoltaicos H1Z2Z2-K??
Los cables H1Z2Z2-K se pueden utilizar para ambos circuitos de CC. (1.5kV) y circuitos de CA (1.0/1.0kV). En sistemas de generación de energía fotovoltaica, sus diferencias de aplicación específicas son las siguientes:
Para aplicaciones de CC:
- Conexión en serie entre módulos fotovoltaicos
- Conexión paralela entre cadenas.
- Conexión en paralelo de strings a cajas de distribución de CC
- Conexión de cajas de distribución de CC a inversores.
Para aplicaciones de CA:
- Conexión de inversores a transformadores elevadores.
- Conexión de transformadores elevadores a dispositivos de distribución.
- Conexión desde dispositivos de distribución a la red o usuarios
¿Cuáles son las diferencias entre los cables fotovoltaicos H1Z2Z2-K y PV1-F??
El cable PV1-F es una versión anterior de cable solar que cumple con el estándar TÜV 2Pfg1169, y su certificación estándar ha dejado de actualizarse. A diferencia de, El cable fotovoltaico H1Z2Z2-K cumple con la última norma TÜV EN50618.:2014 Certificación.
Las clasificaciones de voltaje difieren entre los cables PV1-F y H1Z2Z2-K.. PV1-F tiene una tensión nominal de CC: 1.0kV y CA: Uo/U: 0.6/1.0kV, mientras que H1Z2Z2-K tiene una tensión nominal de CC: 1.5kV y CA: Uo/U: 1.0/1.0kV. H1Z2Z2-K puede proporcionar mayor eficiencia y estabilidad de transmisión.
En términos de estructura, El cable PV1-F tiene una única capa de aislamiento, mientras que el cable H1Z2Z2-K adopta una estructura de aislamiento de doble capa. Esto hace que el cable H1Z2Z2-K sea superior en durabilidad y protección., especialmente contra daños mecánicos y factores ambientales.
En resumen, El cable solar H1Z2Z2-K tiene un diseño más avanzado, ofreciendo un mayor rendimiento eléctrico y mecánico, adecuado para entornos de aplicaciones más exigentes. Por otro lado, El cable solar PV1-F destaca sobre todo por su rentabilidad, Adecuado para la mayoría de los sistemas fotovoltaicos convencionales..
Por consideraciones de rentabilidad, El cable PV1-F se puede utilizar para conexiones en serie entre módulos fotovoltaicos y conexiones en paralelo desde cadenas a cajas de distribución de CC.. Mientras tanto, El cable H1Z2Z2-K se puede utilizar para conexiones entre cajas de distribución e inversores., así como para conexiones de corriente continua en grandes inversores.
Cómo seleccionar la especificación del cable PV1-F?
Actualmente, El cable CC fotovoltaico más utilizado es el PV1-F 1.×4 cable. Sin embargo, con el aumento de las corrientes de los módulos fotovoltaicos y la potencia del inversor único, la aplicación de PV1-F 1×6 Los cables de CC también están aumentando.
Según especificaciones relevantes, Generalmente se recomienda que la pérdida de las líneas de alimentación de CC fotovoltaica no exceda 2%. En circuitos de CC, la resistencia de línea del cable PV1-F 1x4 mm² es de 4,6 mΩ/m, y la resistencia de línea del cable PV1-F 1x6mm² es 3,1mΩ/m. Suponiendo un voltaje de trabajo de 600 V para módulos de CC, a 2% La pérdida por caída de voltaje es de 12V.. Suponiendo una corriente de módulo de 13A, cuando se utiliza un cable CC de 4 mm², La distancia máxima recomendada desde el extremo más alejado del módulo hasta el inversor no debe exceder 120 metros (sola cuerda, excluyendo polos positivos y negativos). Si excede esta distancia, se recomienda elegir cable CC de 6 mm², pero la distancia máxima recomendada desde el extremo más alejado del módulo hasta el inversor no debe exceder 170 metros.
Para reducir los costos del sistema., Las plantas de energía fotovoltaica ahora rara vez configuran módulos e inversores en un 1:1 relación. En cambio, diseñan una cierta cantidad de exceso de capacidad en función de factores como las condiciones de luz solar y los requisitos del proyecto.. Por ejemplo, para un módulo de 110KW, Se selecciona un inversor de 100KW., y se calcula en base a un exceso de capacidad de 1,1 veces en el lado de CA del inversor. La corriente máxima de salida de CA es de aproximadamente 158 A.. Los cables de CA se seleccionan en función de la corriente de salida máxima del inversor.. Porque por mucho que estén sobreconfigurados los módulos, La corriente de entrada de CA del inversor nunca excederá la corriente de salida máxima del inversor..
Más información sobre Cable solar PV1-F
¿Por qué los cables solares se dividen en rojo y negro??
En la industria fotovoltaica, El uso de cables rojos y negros se ha convertido en un método de identificación ampliamente aceptado.. Su objetivo principal es distinguir entre polos positivos y negativos.. En circuitos de CC, típicamente, Los cables solares rojos indican el polo positivo de la corriente., mientras que los cables solares negros indican el polo negativo. Esta diferenciación de colores ayuda a identificar rápidamente la polaridad de las conexiones fotovoltaicas durante la instalación y mantenimiento de sistemas solares., evitando así errores de cableado.
¿Puede usted mismo fabricar conectores para cables solares??
El proceso de fabricación de conectores de cables solares incluye la comprobación de daños en los núcleos y cabezales macho y hembra., y usando pelacables, herramientas de prensado, y llaves de boca. Incluso los no profesionales pueden fabricar estos conectores siguiendo pasos específicos..
En comparación con hacer conectores usted mismo, personalizar directamente los cables de extensión de los paneles solares puede ser un poco más caro, pero puede ahorrar tiempo y mano de obra y hacer que la instalación sea más conveniente.
¿Cuáles son los conectores solares más utilizados??
El tipo de conector más utilizado en sistemas solares fotovoltaicos es el conector MC4.. Se ha convertido en uno de los estándares para conectores fotovoltaicos debido a su uso generalizado y reconocimiento en el mercado.. Los cables de extensión del conector MC4 pueden soportar alto voltaje y corriente y son adecuados para conectar paneles solares., inversores, y otros componentes del sistema.
Los conectores compatibles MC4 de ZMS son consistentes con los conectores MC4 en las especificaciones., tamaño, y tolerancia y pueden ser 100% emparejado.
Además de conectores MC4, Otros conectores solares comúnmente utilizados incluyen conectores tipo Y o paralelos.. Su estructura es un conector de uno a muchos., que puede conectar varios paneles solares en serie para aumentar el voltaje de todo el conjunto de paneles manteniendo la corriente constante.
Más información sobre Conector de cable solar
Acerca de los cables solares de CA
¿Cómo se deben seleccionar los cables AC LV para proyectos de energía solar??
Cuando una central solar está cerca del centro de carga o es en sí misma una generación distribuida, Sólo necesitas utilizar cables de baja tensión para conectarte directamente a una red de distribución de baja tensión trifásica de 400V o monofásica de 230V.. Para conectarse a una red de media o alta tensión, Primero se deben utilizar cables de bajo voltaje para conectar a un transformador..
La salida de voltaje CA del inversor generalmente viene en varios estándares.. Por ejemplo, El voltaje de salida de un inversor central puede ser de 315V., 360V, 400V, etcétera, mientras que el voltaje de salida de un inversor string puede ser de 480V, 500V, 540V, 800V, etcétera.
Por lo tanto, en sistemas fotovoltaicos, Generalmente es posible utilizar cables de baja tensión con una tensión nominal de 450/750 V., 0.6/1 kV, o 1.8/3 kV. Dependiendo de si el cable está enterrado o no, se puede agregar una capa blindada.
Más información sobre Cable solar de CA
¿Cómo se deben seleccionar los cables AC MV para proyectos de energía solar??
Si un sistema de generación de energía fotovoltaica necesita conectarse a una red de media o alta tensión, Primero se deben utilizar cables de bajo voltaje para conectar a un transformador., que luego aumentará el voltaje al nivel apropiado. Luego se utilizan cables de media tensión para llevar energía a la subestación.. El número de cables de media tensión necesarios depende del método de conexión.
Estructura de estrella tradicional
En la estructura estelar tradicional., Cada transformador tiene una única línea de salida de media tensión que se conecta a la subestación.. Esta estructura es la más simple y directa., y se utiliza comúnmente en el diseño de centrales fotovoltaicas.. Cada cable sólo transporta la potencia de un único transformador., entonces las especificaciones del cable son más pequeñas, reduciendo costos. Sin embargo, ya que cada transformador tiene solo una línea que se conecta a la subestación, la confiabilidad no es muy alta.
Estructura de anillo de salida única
La estructura en anillo de una sola salida conecta varios transformadores en un anillo mediante cables, y el transformador más cercano a la subestación se conecta a la subestación mediante cables de media tensión. En comparación con la estructura de anillo de doble salida, la estructura de anillo de salida única utiliza menos cables solares de CA de media tensión. Sin embargo, porque todo el anillo tiene una sola línea que conecta con la subestación, la confiabilidad es menor.
Estructura de anillo de doble salida
La estructura en anillo de doble salida tiene una línea adicional que conecta el anillo con la subestación en comparación con la estructura en anillo de salida única.. Si falla una línea de salida, la otra línea puede continuar permitiendo que los inversores en el anillo envíen energía a la red. Similar a la estructura de anillo de salida única, considerando la dirección del flujo durante una falla, Todos los cables deben seleccionarse para soportar la potencia de todos los transformadores., lo que resulta en costos relativamente más altos.
Estructura del puente
Antes de que se propusiera la estructura de anillo, la estructura del puente se usaba a menudo. En esta estructura, basado en la estructura estelar, cada par de transformadores adyacentes se conecta mediante cables de media tensión. Por aquí, Cada transformador tiene dos líneas que se conectan a la subestación., mejorando enormemente la confiabilidad del sistema. Sin embargo, El costo es relativamente alto debido a los cables adicionales entre cada par de transformadores..
Para centrales fotovoltaicas de diferentes tamaños, El análisis de selección de cables varía según diferentes requisitos.. Al seleccionar cables de media tensión, Es esencial considerar exhaustivamente los requisitos obligatorios., costos, y beneficios para determinar la solución y decisión más ventajosa.
¿Cuáles son los principios para seleccionar cables de CA para sistemas de energía solar??
La selección de cables de CA para proyectos solares sigue los requisitos generales para la selección de cables., que incluyen considerar los niveles de voltaje, corriente de funcionamiento continua, estabilidad térmica en cortocircuito, caída de voltaje permitida, densidad de corriente económica, y condiciones ambientales de instalación. Además, La generación de energía fotovoltaica tiene sus propias características., Requiere consideración para cables que pueden usarse en condiciones ambientales adversas, como altas temperaturas., resfriado severo, y la radiación ultravioleta. Por lo tanto, se deben tener en cuenta los siguientes factores:
- Rendimiento de aislamiento del cable.
- Resistencia al calor y retardo de llama del cable.
- Resistencia a la humedad y protección UV del cable.
- Métodos de instalación del cable.
- Tipo de conductor de cable
- Especificaciones de cables
Acerca de los cables para el sistema de puesta a tierra
¿Por qué deberían conectarse a tierra los sistemas de generación de energía solar??
La conexión a tierra en los sistemas fotovoltaicos es uno de los problemas que el personal de instalación fotovoltaica pasa por alto con mayor frecuencia., especialmente en sistemas fotovoltaicos de pequeña capacidad donde no se presta mucha atención a la conexión a tierra y a la protección contra rayos.
Sin embargo, si no se realiza la conexión a tierra, Pueden ocurrir errores debido a una baja resistencia de aislamiento a tierra o corrientes de fuga excesivas., afectando la generación de energía y potencialmente poniendo en peligro la seguridad personal. Además, Las piezas metálicas elevadas o sin blindaje son más susceptibles a los rayos.. Sin puesta a tierra, El equipo puede ser alcanzado por un rayo., causando daños importantes al sistema de generación de energía fotovoltaica.
La puesta a tierra en sistemas fotovoltaicos incluye principalmente la puesta a tierra del lado del componente solar., lado del inversor, y lado del gabinete de distribución. Una conexión a tierra adecuada no sólo mejora la seguridad del sistema solar sino que también extiende su vida útil.
Qué conexión a tierra se requiere en los sistemas de energía solar?
Conexión a tierra del lado del componente:
- Conexión a tierra del marco del módulo: El marco de aluminio del módulo en contacto con el soporte no significa una conexión a tierra efectiva. El orificio de conexión a tierra del módulo debe estar conectado al soporte para una conexión a tierra efectiva. Los orificios de conexión a tierra de los módulos se utilizan normalmente para conexiones de cadenas., con los orificios de conexión a tierra en ambos extremos conectados al soporte de metal.
- Montaje a tierra: Generalmente, acero redondo, varillas de acero galvanizado, o se utilizan varillas de acero recubiertas de cobre para la conexión a tierra., con la resistencia de conexión a tierra requerida no superior a 4Ω.
Conexión a tierra del lado del inversor:
- Puesta a tierra operativa: El terminal PE del inversor está conectado a la barra colectora PE en la caja de distribución., que está conectado a tierra a través de la caja de distribución.
- Puesta a tierra de protección: El orificio de conexión a tierra del chasis del inversor se utiliza para realizar conexiones a tierra repetidas para proteger el inversor y la seguridad de los operadores.. La conexión a tierra de protección del chasis del inversor puede utilizar un electrodo de conexión a tierra independiente o compartir uno con la caja de distribución..
Puesta a tierra del lado de la caja de distribución:
- Puesta a tierra de protección contra rayos: La protección contra rayos del lado de CA consta de fusibles o disyuntores y dispositivos de protección contra sobretensiones. (SPD). El extremo inferior del SPD está conectado a la barra colectora de tierra de la caja de distribución..
- Conexión a tierra de la caja: Según regulaciones, El marco metálico y la base de acero de la caja de distribución deben estar conectados a tierra o conectados a neutro.. La puerta del gabinete y el cuerpo del gabinete necesitan una conexión cruzada para garantizar una conexión a tierra confiable.
¿Cómo se conectan a tierra los paneles solares??
Generalmente, Los orificios de conexión a tierra en los paneles solares se utilizan para conectar cadenas de paneles.. Los paneles en ambos extremos de la cuerda están conectados al marco de metal., utilizando principalmente cables de tierra solares de color amarillo-verde.
Para poner a tierra los marcos de los paneles, Normalmente se utilizan varillas de acero unidas con cobre de φ10 o φ12., enterrado 1.5 metros bajo tierra.
La resistencia a tierra de los paneles solares no debe exceder los 4Ω. Si no se cumple el requisito de resistencia a tierra, Generalmente se añaden agentes reductores de la resistencia., o las picas de puesta a tierra están enterradas en áreas con menor resistividad del suelo.
Más información sobre Cable de puesta a tierra solar
¿Por qué deberían conectarse y ponerse a tierra los marcos de los paneles solares??
Algunas personas creen que como tanto los paneles solares como sus estructuras de soporte son metálicos, Basta con poner a tierra los soportes por sí solos..
En realidad, la mayoría de los marcos de aluminio de los paneles solares y los soportes galvanizados o de aleación de aluminio están recubiertos, que no cumple con los requisitos de conexión a tierra. Además, Los paneles solares pueden envejecer con el tiempo., potencialmente provocando corrientes de fuga excesivas o baja resistencia de aislamiento a tierra. Si los marcos de los paneles solares no están conectados a tierra, después de un período de uso, esto puede provocar fallas en el inversor, impedir que el sistema fotovoltaico genere electricidad correctamente.
Al conectar marcos de paneles solares a soportes metálicos, es necesario eliminar la capa de óxido de las superficies metálicas para reducir la impedancia de conexión a tierra, asegurando que cumple con los requisitos de conexión a tierra.
¿Qué material se debe utilizar para la varilla de conexión a tierra en sistemas fotovoltaicos??
El acero galvanizado es más barato., pero tiene muchas uniones soldadas, lo que resulta en una menor eficiencia de construcción y mayores costos de construcción. El cobre puro tiene una excelente conductividad pero es caro.. Acero aglomerado con cobre, sin embargo, solo costos 9.4% Más que el acero galvanizado y ofrece una vida útil mucho más larga.. Por lo tanto, Las picas de tierra eléctricas de acero unidas con cobre generalmente se eligen como material de conexión a tierra principal en los sistemas de energía solar..
¿Qué especificaciones de las varillas de tierra se utilizan comúnmente??
Acero aglomerado con cobre
En sistemas de energía fotovoltaica, el cuerpo de puesta a tierra horizontal de materiales de puesta a tierra de acero aglutinado con cobre comúnmente utiliza acero redondo aglutinado con cobre Φ10-Φ12, con una longitud de fabricación típicamente de 100 metros por bobina. Los electrodos de puesta a tierra utilizan varillas de acero unidas con cobre de Φ14 o Φ17,2..
Método de conexión: soldadura termita (no se necesita alimentación externa ni acetileno), Uso de cobre puro para materiales de juntas., sin necesidad de medidas anticorrosión en los puntos de soldadura.
Acero galvanizado
En rejillas de puesta a tierra tradicionales, Los cuerpos de puesta a tierra horizontales fabricados en acero galvanizado en caliente generalmente se diseñan con especificaciones de acero plano galvanizado de 50X5 o 60X6., con una longitud de fabricación de 6 metros por pieza. Los electrodos de puesta a tierra verticales utilizan tubos de acero en ángulo galvanizado en caliente de 50X5 o tubos de acero galvanizado de Φ50., con una longitud de electrodo de puesta a tierra de 2.5 metros por pieza.
Método de conexión: Soldadura eléctrica, con los puntos de soldadura que necesitan tratamiento anticorrosión, como dos manos de pintura antioxidante y una capa de pintura asfáltica.
Cobre desnudo
Para materiales de conexión a tierra de cobre puro, el cuerpo de puesta a tierra horizontal suele utilizar 25×4, 40×4, 50×5, o 60×6 tiras de cobre mm, o cables de cobre desnudos S70/S95/S120/S150/S185/S240 mm. El cuerpo de puesta a tierra vertical normalmente utiliza 16×2500 milímetros o 20×2500 varillas de cobre mm, o 50×3000 milímetros o 55×2500 mm electrodos de puesta a tierra de iones electrolíticos de cobre puro.
Método de conexión: soldadura termita, fuego, lodo, fusión, soldadura, o soldadura por fusión en caliente.
Más información sobre Varilla de tierra para sistema fotovoltaico
¿Cómo se deben instalar picas de tierra en sistemas fotovoltaicos??
Durante la construcción, La instalación de una varilla de conexión a tierra es muy flexible y se puede adaptar a las condiciones específicas del lugar.. Se pueden utilizar varios métodos., como clavar directamente las varillas de tierra eléctricas en el suelo con martillos pesados o martillos eléctricos. En condiciones de suelo complejas donde la varilla no se puede introducir, Primero se puede perforar un agujero antes de instalar la varilla de tierra..
En condiciones uniformes del suelo., si utiliza un martillo pesado para la instalación y acciona una sola varilla, es recomendable instalar una broca (perno resistente a impactos) en el extremo puntiagudo de la varilla para evitar daños a la capa de cobre cuando la varilla se introduce profundamente. Para una conexión a tierra más profunda, Se pueden conectar varias varillas mediante conectores para lograr la longitud deseada., asegurando una buena conexión eléctrica.
En los casos en los que la perforación profunda sea difícil o imposible, Se pueden utilizar herramientas de perforación para penetrar rocas.. Después de perforar, Hay dos métodos para instalar las picas de tierra.:
- Conecte las varillas a la longitud deseada utilizando conectores.. Una vez perforado a la profundidad prevista, Llene el orificio con un agente reductor de resistividad y agregue agua hasta llenar el orificio..
- Conecte las varillas a la longitud deseada utilizando conectores.. Después de perforar hasta la profundidad prevista, Mezcle el agente reductor de resistividad con agua y viértalo en el orificio para envolver completamente la varilla..
Cables aéreos, Cables de control y cables de comunicación en proyectos fotovoltaicos
¿Qué cable aéreo utilizar en sistemas de energía solar??
En sistemas de generación de energía fotovoltaica conectados a la red, una vez que el inversor convierte la energía de CC generada en energía de CA y la integra en la red de CA, La transmisión de energía se realiza a menudo a través de líneas aéreas.. Típicamente, El proceso de conexión a la red de sistemas de generación de energía fotovoltaica puede ocurrir en los siguientes escenarios.:
Conexión directa
Para pequeños sistemas de generación de energía fotovoltaica distribuida, como la energía fotovoltaica en tejados residenciales, La energía CC se puede convertir directamente en energía CA a través del inversor y luego conectarse a la red de bajo voltaje a través de líneas de distribución.. En este caso, Se pueden utilizar cables subterráneos de baja tensión y cables aéreos aislados como los cables ABC..
Conexión a través de Transformadores de Caja o Integración de Subestaciones
Las centrales fotovoltaicas de mediana o escala comercial podrán utilizar subestaciones tipo caja (transformadores de caja) para convertir la energía CC generada en energía CA adecuada para la integración en la red a través del inversor, y luego aumente el voltaje a través del transformador de caja para que coincida con el nivel de voltaje de la red aérea, antes de conectarse a líneas aéreas.
Las centrales fotovoltaicas montadas en tierra a gran escala normalmente requieren un transformador para aumentar el voltaje a un nivel más alto para una transmisión eficiente.. En este caso, La energía está conectada directamente a una subestación., que luego lo distribuye a las redes aéreas de alto o ultra alto voltaje..
En estos dos escenarios, si la distancia desde la central eléctrica hasta el punto de conexión a la red es relativamente corta y la carga no es grande, El cable AAC podría ser una opción económica. Para medias distancias o donde se requiera un mejor rendimiento físico, El cable AAAC puede ser una mejor opción. Para transmisión a larga distancia o donde se necesitan requisitos especiales de resistencia del cable, especialmente cuando las líneas aéreas necesitan cruzar terrenos complejos o soportar condiciones climáticas extremas, El conductor ACSR será la opción más adecuada..
Más información sobre Cable aéreo para sistema solar
¿Los cables de comunicación afectan la precisión del conteo del sistema de generación de energía solar??
En un sistema de generación de energía solar., La función principal de los cables de comunicación es transmitir señales de control y datos de monitoreo., como la potencia de salida, estado del sistema, alarmas de falla, y otra información. Estos cables no participan directamente en la transmisión de energía eléctrica.. Por lo tanto, Los cables de comunicación en sí no afectan directamente la precisión del conteo en un sistema de generación de energía solar..
Sin embargo, si los cables de comunicación experimentan fallos (como la atenuación de la señal, interferencia, o desconexiones), puede provocar que el sistema de monitorización no pueda recibir o transmitir datos con precisión, afectando así la precisión y puntualidad del monitoreo del sistema. Por ejemplo, Los retrasos o errores en la transmisión de datos pueden impedir que el personal de mantenimiento comprenda rápidamente el estado operativo real del sistema de generación de energía o provocar un registro de datos inexacto., impactando así las estadísticas y análisis de la generación de energía.
Por lo tanto, mientras que los cables de comunicación no afectan la producción real de energía eléctrica, Son cruciales para la gestión y el mantenimiento eficaces del sistema.. Esto se relaciona indirectamente con la evaluación general del rendimiento y la optimización de la eficiencia del sistema de generación de energía solar.. Garantizar la calidad y el mantenimiento adecuado de los cables de comunicación es esencial para mantener un monitoreo confiable y un funcionamiento eficiente del sistema de generación de energía solar..
Más información sobre Cable de comunicación y control para sistema fotovoltaico
Requisitos legales y reglamentarios para el tendido de cables en proyectos solares
Comprender el cumplimiento normativo
Al planificar y ejecutar un proyecto solar, Es esencial cumplir con varios requisitos legales y reglamentarios para garantizar la seguridad., eficiencia, y cumplimiento de las normas locales, nacional, y estándares internacionales. Los organismos y políticas reguladores rigen la instalación y operación de sistemas de energía solar., incluyendo el tendido y selección de cables. Comprender estos requisitos es crucial para completar exitosamente su proyecto solar..
Organismos reguladores y normas clave
Código Eléctrico Nacional (Comité ejecutivo nacional)
en los estados unidos, el Código Eléctrico Nacional (Comité ejecutivo nacional) establece el estándar para la instalación segura de cableado y equipos eléctricos. Artículo 690 del NEC aborda específicamente la energía solar fotovoltaica (fotovoltaica) sistemas, cubriendo aspectos como los métodos de cableado, toma de tierra, y protección contra sobrecorriente. Cumplir con las pautas de NEC garantiza que el enrutamiento de sus cables cumpla con los estándares de seguridad y rendimiento..
Comisión Electrotécnica Internacional (CEI)
La Comisión Electrotécnica Internacional (CEI) desarrolla estándares internacionales para todos los sistemas eléctricos., electrónico, y tecnologías relacionadas. CEI 62548:2016 Proporciona directrices para el diseño e instalación de paneles solares fotovoltaicos., incluyendo gestión y enrutamiento de cables. A menudo se requiere el cumplimiento de las normas IEC para proyectos internacionales..
Códigos de construcción locales
Los códigos de construcción locales pueden imponer requisitos adicionales para las instalaciones solares., incluido el tendido de cables. Estos códigos pueden variar significativamente según la región., por lo que es fundamental consultar con las autoridades locales y garantizar el cumplimiento de todas las normativas pertinentes..
Mejores prácticas para el enrutamiento de cables
Etiquetado y documentación adecuados
Asegúrese de que todos los cables estén correctamente etiquetados y de que se mantenga una documentación completa.. Esto incluye diagramas de enrutamiento de cables., especificaciones de los cables utilizados, y registros de inspecciones y aprobaciones.. La documentación adecuada facilita el cumplimiento normativo y simplifica el mantenimiento futuro..
Uso de conductos y bandejas
El uso de conductos y bandejas de cables para el enrutamiento puede proteger los cables de daños físicos., reducir el riesgo de fallos eléctricos, y mejorar la seguridad general de la instalación. Asegúrese de que los conductos y bandejas cumplan con los estándares pertinentes y estén instalados correctamente..
Conexión a tierra y unión
La conexión a tierra y la conexión adecuadas son fundamentales para la seguridad y el rendimiento de los sistemas de energía solar.. Asegúrese de que los métodos de conexión a tierra cumplan con NEC, CEI, y estándares locales. Esto incluye el uso de conductores de puesta a tierra adecuados., conectores, y varillas, y garantizar que todos los componentes metálicos estén adecuadamente unidos.
Inspecciones y mantenimiento regulares
Las inspecciones y el mantenimiento periódicos son esenciales para garantizar que el enrutamiento de cables siga cumpliendo con los requisitos reglamentarios y continúe funcionando de manera segura y eficiente.. Programe inspecciones periódicas para identificar y abordar cualquier problema., como daño físico, tener puesto, o corrosión.
Consejos esenciales para la compra de cables
Comprenda los requisitos de su sistema
Antes de comprar cables, Es vital tener una comprensión clara de los requisitos de su sistema solar.. Considere el tamaño del sistema, los tipos de componentes utilizados, y las condiciones ambientales. Asegúrese de que los cables que elija puedan soportar la carga eléctrica esperada y sean adecuados para las condiciones específicas de su sitio de instalación..
Priorizar la calidad y la certificación
Opte siempre por cables de alta calidad que estén certificados por estándares acreditados como TÜV., UL, o IEC. Los cables certificados se prueban para determinar su durabilidad., seguridad, y rendimiento, garantizar que cumplan con los estándares de la industria. El uso de cables certificados ayuda a prevenir posibles problemas, como la pérdida de energía., calentamiento excesivo, o riesgos de incendio.
Elija los tipos de cables adecuados
Seleccione cables que estén diseñados específicamente para aplicaciones solares.. Para aplicaciones de CC, Los cables fotovoltaicos como H1Z2Z2-K y PV1-F son ideales debido a su resistencia a la radiación UV., variaciones de temperatura, y estrés mecánico. Para aplicaciones de CA, asegúrese de utilizar cables de baja y media tensión adecuados.
Considere los factores ambientales
Tenga en cuenta las condiciones ambientales en el lugar de instalación.. Cables expuestos a las inclemencias del tiempo, radiación ultravioleta, o temperaturas extremas deben elegirse por su resistencia a estas condiciones. El aislamiento y las medidas de protección adecuados prolongarán la vida útil de los cables y mantendrán la eficiencia del sistema..
Garantice la instalación y el mantenimiento adecuados
La instalación adecuada es tan crucial como seleccionar los cables adecuados. Siga las mejores prácticas para el enrutamiento de cables, toma de tierra, y protección para evitar daños físicos y fallos eléctricos. El mantenimiento y las inspecciones regulares son esenciales para garantizar la seguridad y el rendimiento continuos de su sistema de energía solar..
Plan de Cumplimiento Normativo
Sea consciente de lo local, nacional, y regulaciones internacionales que se aplican a su proyecto solar. Asegúrese de que su selección e instalación de cables cumplan con estos estándares para evitar problemas legales y garantizar la seguridad y confiabilidad de su sistema..
Pensamientos finales
Invertir tiempo y recursos en seleccionar los cables adecuados para su proyecto solar vale la pena a largo plazo. Los cables de calidad garantizan una transmisión de energía eficiente, reducir los costos de mantenimiento, y mejorar la seguridad y confiabilidad general de su sistema. Siguiendo las pautas y mejores prácticas descritas en esta guía, podrá tomar decisiones informadas que contribuyan al éxito de su instalación solar.
Recordar, Un sistema de energía solar bien diseñado no se trata solo de paneles e inversores.; Los cables que conectan estos componentes son igualmente importantes.. Asegúrate de priorizar la calidad, cumplimiento, y una instalación adecuada para aprovechar todo el potencial de su sistema de energía solar.