Fallos en instalación eléctrica.

Toda la instalación deberá estar protegida contra los defectos que pueden ocurrir en instalaciones eléctricas. Cortocircuitos, Sobreintensidades, Sobretensiones , contactos directos y contactos indirectos.

Entre el Campo Fotovoltaico y el Inversor

En el lado de continua se dispondrá de protección mediante fusibles DC 1000 V (Norma IEC 60364-7-712), colocada en los cuadros destinados a tal fin. Cada fusible protegerá un polo de cada serie de módulos.

Descargador de sobretensiones de 40 KA por cada rama o string de placas fotovoltaicas.

Entre el Inversor y la conexión a red

El ,Cuadro General de Medida y Protección CGMP, se colocará lo más cerca posible al inversor, se utilizará un armario para interior donde se alojarán los elementos de protección de corriente alterna de la instalación.
El CGMP dispondrá de los siguientes elementos:

  • Una protección general a base de un interruptor magnetotérmico general trifásico con poder de corte >30 kA.
  • Una protección diferencial a base de un interruptor diferencial de 300 mA de sensibilidad.

Cálculo del magnetotérmico.

El magnetotérmico elegido deberá tener una intensidad nominal mayor de la intensidad máxima producida por nuestro inversor y menor de la intensidad máxima soportada por el cable eléctrico elegido.

Además su poder de corte deberá soportar la intensidad máxima de cortocircuito que pudiera producirse en el circuito.

Será monofásico de dos polos en el caso de un inversor monofásico y tetrapolar (cuatro polos ) en el caso de un inversor trifásico.

Cálculo del Diferencial.

El Diferencial será del mismo número de polos que el magnetotérmico, de sensibilidad 300 ma y su calibre será igual o mayor al del magnetotérmico para garantizar su protección.

En el caso de grandes instalaciones conectadas a un sólo diferencial donde las fugas sumadas nos den un nivel superior a los 300 mA utilizaremos diferenciales que detecten los incrementos bruscos de fugas.

Sobretensiones.

Se instalarán descargador de sobretensiónes de 40 KA, que deberá estar protegido por un magnetotérmico.

Una de las perturbaciones más peligrosas en las instalaciones de paneles solares, son sin duda las sobretensiones producidas por las descargas de rayos eléctricos, que se propagan a través de las línea eléctricas y pueden provocar daños en la instalación fotovoltaica.

La descarga eléctrica de un rayo supone una intensidad enorme durante un pequeño instante de tiempo. Está intensidad como sabemos por los principios de electromagnetismo crea un campo magnético a su alrededor proporcional al nivel de intensidad del rayo.

El campo magnético creado por el rayo induce tensiones en las espiras o conductores al atravesarlos, de manera similar al fenómeno de electromagnetismo por el cual funcionan los motores.

La tensión que se genera es proporcional al diámetro de la espira que atraviesa el campo magnético, de ahí la importancia de minimizar los bucles o espiras creados con el cableado de las placas solares.

Instalación defectuosa ya que al discurrir por áreas separadas el cable positivo y el cable negativo, creamos una espira enorme que al ser atravesada por el campo magnético producido por el rayo creará sobretensiones enormes

Cableado defectuoso en campo solar

Instalación correcta , hemos juntado el cable positivo y el negativo lo antes posible de manera que el área que abraza el conductor es mínima y por consiguiente no será atravesada por mucha intensidad de campo magnético. Se produce una sobretensión muy pequeña.

Cableado correcto en campo solar

Protector de sobretensiones

Todas las instalaciones deberán contar con protector de sobretensiones tanto en el lado de corriente continua como en el lado de corriente alterna.

Si tenemos en cuenta que el 95 % de de los rayos tienen una instensidad inferior a los 20 K Amperios, la capacidad de descarga de los descargadores de sobretensiones deberá ser igual o superior a los 20 KA. Habitualmente se usan inversores de 40 KA.

Protecciones propias del inversor.

Las protecciones propias del inversor serán las siguientes:

  • Control de aislamiento y Aislamiento galvánico.
  • Control de máxima y mínima frecuencia de la red eléctrica.
  • Protección frente al funcionamiento en modo isla.

Puesta a tierra

La puesta a tierra de la instalación deberá hacerse sin alterar las condiciones de puesta a tierra de la red de la empresa distribuidora.

Las tomas de tierra en el lado de alta y el lado de baja debe ser la misma o estar interconectada para evitar que puedan crearse sobretensiones por descargas atmosféricas.

Según el Regalmento Electrotécnico de baja tensión en su instrucción IT BT-40 nos dice que cuando la instalación receptora esté acoplada a una Red de Distribución Pública que tenga el neutro puesto a tierra, el esquema de puesta a tierra será el TT y se conectarán las masas de la instalación y receptores a una tierra independiente de la del neutro de la Red de Distribución pública.

Es importante conectar toda la estructura de paneles solares a una toma de tierra y esta tierra debe estar unida a la toma de tierra del edificio. Es su caso podrá ser una única tierra.

En el caso de instalar una toma de tierra independiente de la tierra del edificio se crearán tensiones enormes cuando se produzca la descarga de un rayo en las inmediaciones de la instalación.

Efecto del rayo sobre las tomas a tierra

Como conclusión las masas de las placas solares y el inversor de una instalación de autoconsumo fotovoltaico deberán estar unidas a la misma toma de tierra, en caso de ser tierras diferentes estás deberán estar unidas formando una superficie equipotencial.

Como ejemplo vemos un plano de una instalación fotovoltaica.

Esquema eléctrico instalación solar fotovoltaica conectada a red

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