Basado en el efecto fotovoltaico, la función de los paneles solares es convertir la energía de la radiación solar en energía eléctrica, es decir, las instalaciones fotovoltaicas (FV) se instalan en el exterior y están expuestas a los riesgos que suponen los rayos. Las descargas de rayos causan altas sobretensiones transitorias que son potencialmente destructivas para los módulos fotovoltaicos, inversores, equipos de monitoreo y otros componentes electrónicos que consisten en un sistema fotovoltaico.
En situaciones en las que la energía fotovoltaica producida se autoconsume, lo que significa que la instalación fotovoltaica está conectada físicamente a la instalación eléctrica del edificio, estas sobretensiones pueden dañar no solo el equipo de instalación fotovoltaica, sino también los dispositivos sensibles dentro del edificio.
La implementación de medidas preventivas y de protección puede mantener seguros los equipos eléctricos.
Asegure la conexión equipotencial entre todas las partes conductoras
Su primera protección debe ser garantizar la conexión equipotencial entre todas las partes conductoras de la instalación eléctrica, incluido el sistema fotovoltaico. El objetivo es conectar todos los conductores conectados a tierra y las piezas metálicas para crear el mismo potencial en todos los puntos. Esta medida incluye las líneas eléctricas, incluido el lado CC de la instalación fotovoltaica, así como las líneas de datos.
Protéjase contra sobretensiones transitorias con dispositivos de protección contra sobretensiones
En un edificio sin un sistema externo de protección contra rayos, se requieren dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) en tres áreas:
• En el lado de CC de la instalación fotovoltaica
• En el lado de CA de la instalación fotovoltaica
• En las líneas de comunicación por cable
Incluso en presencia de un sistema de protección contra rayos, es posible que también se requieran SPD a menos que un análisis de riesgo demuestre que esto no es necesario.
Protección en el lado DC
El SPD en el lado de CC debe diseñarse especialmente para instalaciones fotovoltaicas debido a la configuración eléctrica muy específica de tales instalaciones. Generalmente, la Comisión Electrotécnica Internacional recomienda en IEC 60364-7-712.534, su estándar para sistemas de suministro de energía solar fotovoltaica, que estos deben ser dispositivos de clase 2.
El SPD en el lado de CC debe instalarse lo más cerca posible del inversor. Si la distancia entre el SPD y los módulos fotovoltaicos es superior a 10 m, se debe instalar un SPD adicional más cerca de los módulos. Como se muestra en la siguiente figura, SPD 2 es el dispositivo requerido en el lado de CC. SPD 1 es el dispositivo que debe agregarse si la distancia entre el generador fotovoltaico y el SPD supera los 10 m.
Los SPD deben instalarse en un panel eléctrico dentro del edificio. Si el panel está al aire libre, debe ser impermeable. El uso de dispositivos de protección contra sobretensiones extraíbles de iPRD-DC permite el reemplazo rápido de cartuchos dañados y alerta al personal a través de informes remotos de información, como enviando el mensaje "cartucho para ser cambiado".
Protección en el lado AC
Los requisitos para el dispositivo de protección contra sobretensiones en el lado de CA están definidos por IEC 60364-5-53 e IEC 60364-4-44-443.
El dispositivo de protección contra sobretensiones en el lado de CA puede ser de clase 1 o clase 2 dependiendo de si hay un pararrayos en el edificio o en las proximidades, y el valor de la densidad del rayo.
El SPD debe instalarse en el cuadro de distribución de BT al que está conectado el sistema fotovoltaico, que suele ser el panel principal. Si la longitud del cable entre el cuadro de distribución principal de BT y el inversor es superior a 10 m, se debe instalar un SPD adicional en la salida de CA del inversor.
Como se muestra en la figura, SPD 4 es el dispositivo requerido en el lado de CA. SPD 3 es el dispositivo que debe agregarse si la distancia entre el cuadro principal de BT y el inversor supera los 10 m.
Protección de las líneas de comunicación por cable
Los dispositivos de protección contra sobretensiones son necesarios no solo en las líneas de suministro de energía. También se recomienda su instalación en líneas de comunicación cableadas, como RS485 y ethernet. Los requisitos para la selección de dispositivos de protección contra sobretensiones conectados a redes de telecomunicaciones y señalización están cubiertos por IEC 61643-22.Schneider Electric ofrece una variedad dedispositivos de protección contra sobretensionespara redes digitales.
Cómo construir un plan de protección en instalaciones con autoconsumo solar
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Protección contra pérdida de red
Reglas para la colocación de protección contra sobrecorriente en el lado de CA
Aislamiento y conmutación del sistema de suministro fotovoltaico.
También puede consultar la página web Protección contra sobretensiones para aplicaciones fotovoltaicas en el Wiki de instalación de Schneider Electric para obtener más información sobre la protección contra sobretensiones transitorias.