El consumo de energía eléctrica en América Latina continua en aumento, sin embargo, solo el 1% de la energía consumida es generada por paneles solares.
La movilidad eléctrica está revolucionando el transporte, y los cargadores de autos eléctricos juegan un papel importante en esta transición. Con la creciente adopción de vehículos eléctricos, entender los tipos de cargadores es clave para usuarios y profesionales del sector.
Cargador eléctrico.
El 29 de agosto del 2024 la comisión reguladora de energía (CRE) publicó las disposiciones administrativas de cararter general (DACG) en materia de electromovilidad para infraestructura de carga de vehículos eléctricos (cargadores), dónde se busca regular la conexión ordenada de infraestructura de carga y su integración segura al sistema eléctrico nacional, se establecen también los requisitos técnicos que deben cumplir los usuarios finales que deseen conectar estos equipos.
Para comprender mejor los tipos de conexiones mencionaremos algunos de los términos más utilizados a modo de contar con una mejor comprensión de los conceptos.
Clavija: Conector que utilizamos para transferir energía de un receptáculo que proporcione energía eléctrica.
Receptáculo: Dispositivo que proporciona una conexión para acoplar una clavija y así establecer una conexión con los conductores del circuito.
Conexión tipo A
Aquí la conexión se realiza de un vehículo eléctrico mediante un cable y clavija a un receptáculo de la red del suministro eléctrico o bien desde un cargador, es importante recalcar que el cable y clavija se encuentran conectados permanentemente al vehículo.
Ilustración de conexión tipo A.
Conexión tipo B
Ilustración de conexión tipo B.
En este tipo de conexión vamos a tener de igual forma mediante un cable y una clavija a un receptáculo de la red de suministro eléctrico o desde el cargador del vehículo, la diferencia es que el conjunto de cable y clavija son desmontables en el vehículo.
Conexión tipo C
La conexión tipo C es la más común que existe en el mercado, puesto que en este tipo el cable y la clavija que cargan al vehículo están conectados permanentemente a su cargador.
Ilustración conexión tipo C.
La integración de los cargadores eléctricos al sistema eléctrico nacional y sus regulaciones nos invitan a los profesionales y técnicos en la materia a buscar nuevas formas de atender esta nueva necesidad, abriendo paso a nuevas oportunidades en el mercado eléctricos como los son, las electrolineras, acercandonos a una correcta transición en términos de electromovilidad.
La búsqueda de fuentes de energía más eficientes y sostenibles es una constante que impulsa el desarrollo de nuevas tecnologías. En este contexto, las celdas solares de perovskita emergen como una alternativa prometedora a las tradicionales celdas solares de silicio.
Pero, ¿pueden realmente las celdas de perovskita ser el futuro de la energía fotovoltaica?
¿Qué es la perovskita?
Es un material con una estructura cristalina única que ha demostrado ser extraordinariamente eficaz en la absorción de la luz solar. Su nombre proviene del mineral natural encontrado en la naturaleza, pero en la investigación solar, se refiere a una familia de compuestos con propiedades similares.
Ilustración 1. Perovskita.
Composición de las celdas solares:
Las celdas solares están hechas de un compuesto estructurado en perovskita, comúnmente un híbrido que combina componentes orgánicos e inorgánicos, como el plomo o el haluro de estaño. Su diseño permite capas de película delgada que se pueden fabricar utilizando métodos simples como la impresión.
Ventajas de las Celdas Solares de Perovskita:
Alta Eficiencia: Las células solares de perovskita han alcanzado eficiencias de conversión energética superiores al 25%, comparable a las mejores células de silicio. Su capacidad para absorber luz a través de diferentes longitudes de onda contribuye significativamente a esta alta eficiencia.
Menor Costo de Producción: La fabricación de celdas de perovskita es más sencilla y económica en comparación con las de silicio. Utilizan técnicas como la impresión y el recubrimiento, que son menos intensivas en energía y materiales.
Flexibilidad y Versatilidad: Las celdas de perovskita pueden ser ligeras y flexibles, lo que permite su integración en diversas aplicaciones, incluidas ventanas y fachadas de edificios. Esto abre nuevas posibilidades para su uso en la arquitectura y el diseño urbano.
Desafíos por Enfrentar en las Celdas de Perovskita
Estabilidad y Durabilidad:Un desafío importante para las celdas de perovskita es su durabilidad debido a que son sensibles a la humedad y otros factores ambientales que pueden acelerar su degradación. Sin embargo, los avances en las técnicas de encapsulación y estabilización están mejorando su vida útil.
Impacto Ambiental: Aunque la producción inicial de las celdas de perovskita tiene un menor impacto ambiental, hay preocupaciones sobre el uso de plomo en algunos de sus compuestos. La investigación continua se centra en desarrollar materiales de perovskita sin plomo para mitigar estos riesgos.
Innovaciones y Futuro de la Tecnología de Perovskita
El futuro de las células solares de perovskita parece brillante, con numerosos proyectos de investigación y desarrollo que buscan perfeccionar esta tecnología. Uno de los avances más emocionantes es la creación de células tándem, que combinan capas de silicio y perovskita para alcanzar eficiencias superiores al 30%.
Ilustración 2. Tándem de perovskita-silicio
Conclusión
La tecnología de perovskita está en camino de revolucionar la industria de la energía solar, ofreciendo impresionantes ventajas en términos de eficiencia y costos. A medida que se superan los desafíos relacionados con la estabilidad y durabilidad, es probable que observemos una adopción más generalizada de las celdas de perovskita.
¿Serán estas celdas el futuro de la energía fotovoltaica? Todo apunta a que sí.
A pesar de sus limitaciones actuales, las celdas de perovskita han alcanzado eficiencias comparables a las de silicio en un lapso de tiempo relativamente más corto: mientras que las investigaciones sobre celdas solares de silicio comenzaron en la década de 1950, las investigaciones sobre celdas de perovskita han mostrado avances significativos desde principios de la década de 2000.
Estamos apenas al inicio de esta emocionante evolución en la tecnología solar, y el futuro parece muy prometedor.
Uno de los elementos más controversiales dentro de cualquier sistema fotovoltaico, sin duda son los conectores, comercialmente conocidos como “conectores MC4”. En este blog encontrarás consejos prácticos para elegir e instalar correctamente estos importantes elementos.
Figura 1 – Ejemplo de par de conectores fotovoltaicos
¿Por qué MC4?
El conector MC4 debe su nombre a las siglas “MC”, que significan “Multi contact” y el 4 que corresponde a un diámetro de 4 milímetros. Sin embargo, hay que recordar que el hecho de llamarlos “Conectores MC4” es solo un término comercial. Lo correcto sería llamarlos “Conectores fotovoltaicos”
¿Dónde se utilizan?
Los conectores fotovoltaicos se utilizan principalmente para conectar dos elementos distintos de CD dentro de un sistema fotovoltaico. Por ejemplo, conectar un módulo con un cable solar, o bien una extensión de cable con un microinversor pueden ser dos ejemplos muy buenos de su uso.
Figura 2 – Herramienta adecuada para el crimpado de un conector fotovoltaico
Sin embargo es precisamente en este tipo de aplicaciones, donde se dan más usos inadecuados en los conectores MC4. Un módulo fotovoltaico y un microinversor ya poseen conectores disponibles para su conexión, pero el cable solar no. En tal caso, el instalador deberá ser capaz de crimpar adecuadamente un conector, considerando todas las recomendaciones de seguridad, pero sobre todo, eligiendo un conector compatible con el que se va a conectar.
¿Qué requerimientos normativos aplican?
La sección 690-33 del NEC 2023 establece varios requerimientos aplicables a los conectores fotovoltaicos, dentro de los que se encuentran los siguientes:
Los conectores deben ser polarizados
Ningún conector debe dejar partes vivas energizadas expuestas para un usuario o instalador.
Deben requerir una herramienta especial para desconectarse (Normalmente conocida como llave desconectadora de conectores MC4”
Deben estar etiquetados como “no desconectar bajo carga” o bien, formar parte de un equipo en el que sí se puedan utilizar como medio de desconexión, como por ejemplo un microinversor.
Figura 3 – Generalmente los conectores MC4 cuentan con una leyenda denominada “Do not disconnect under load”
De hecho a partir del NEC 2020, existe un requerimiento adicional para los conectores fotovoltaicos, en el cual se especifica que los conectores DEBEN ser compatibles cuando se usen para una conexión de CD. La compatibilidad entre conectores se debe especificar en las hojas técnicas, manuales de instrucción o en los propios certificados de los equipos. Y es que esta compatibilidad ha sido causa de numerosos accidentes tanto en Estados Unidos, México, como en el resto del mundo.
Otra medida de seguridad para combatir dicha problemática consiste en el lanzamiento de dos estándares bajo los cuales se pueden probar los conectores; UL6703 e IEC 62852. El hecho de que un conector poseea alguna de estas certificaciones no implica que sea un conector que reduzca la probabilidad de accidentes a cero.
Recomendaciones de instalación
Las instalaciones fotovoltaicas no se exentan de accidentes por el simple hecho de utilizar equipos certificados, sino que más importante de eso, se necesita instalarlos de manera adecuada. En el caso particular de los conectores fotovoltaicos, hay muchas posibilidades de cometer errores; desde el uso incorrecto de la herramienta, hasta la mala maniobra de colocar el conector dentro de la pinza crimpadora.
Figura 4 – No es necesario desarmar el conector fotovoltaico para ingresar el espadín
De la misma manera, hay que recordar que los conectores fotovoltaicos solamente se deben utilizar con cables fotovoltaicos, por dos razones, la primera, es que el aislamiento de los cables tiene un ligero estañado de aluminio, que permite hacer la conexión entre el conductor y el conector, y la segunda es que el aislamiento del cable fotovoltaico se adapta adecuadamente al cierre de la glándula del conector, impidiendo el ingreso de agua.
Por ser un elemento relativamente pequeño, no hay que bajar la guardia a la hora de instalarlo, pues históricamente se ha notado que son uno de los principales motivos de incendios en sistemas fotovoltaicos, o simplemente, razón de que el sistema se alarme o deje de generar energía por un tiempo determinado.
Los contactos en una instalación eléctrica desempeñan un papel fundamental en proporcionar puntos de conexión para dispositivos y equipos eléctricos en una vivienda o cualquier otro espacio, es por ello que deben cumplir con ciertos requisitos para garantizar la seguridad y el cumplimiento de normativas eléctricas.
El contacto o también conocido como “Receptáculo” dentro de una instalación eléctrica es uno de los equipos de mayor importancia, este hace mención a un dispositivo de conexión eléctrica instalado en una salida para la inserción de una clavija.
Ilustración 1. Receptáculo
El primer paso en el diseño de un sistema residencial, es localizar en un dibujo de planta el número mínimo de salidas eléctricas y controles, entonces, se puede agregar cualquier equipo eléctrico adicional a los requeridos por la normativa de instalaciones eléctricas.
Algunos de los requerimientos para colocar de manera adecuada los contactos se encuentran en el Art. 210-52 a) de la normativa de instalaciones eléctricas, esto para garantizar principalmente la seguridad del usuario.
Se deben preparar salidas para la instalación de contactos en muro en cada cuarto de una habitación a excepción del baño. La separación mínima entre partes, no interrumpidas de un muro debe ser de 1.80 m.
La distancia entre contactos, no debe ser interrumpida por puertas o ventanas, que es lo que se considera, como interrupciones a la continuidad de un muro, también en lugares en donde existen muebles fijos como libreros o vitrinas.
Ilustración 2. Separación mínima y máxima
Los contactos que formen parte integral de las salidas de alumbrado, de aparatos del hogar o gabinetes, no se deben cuantificar dentro de los contactos.
Como máximo, el espaciado entre contactos en zonas generales es de 3.6 m.
Un contacto de piso se cuenta como contacto de pared si se encuentra a no más de 45 cm de la pared.
Ilustración 3. Contacto en piso
Por lo que a las cocinas concierne, se deben instalar al menos dos contactos de 20 amperes ó 1500 VA. para conectar a los aparatos del hogar pequeños (licuadora, extractor, batidora, etc.).
No hay límite para el número de aparatos del hogar a conectar siempre que se instale el número apropiado de circuitos derivados.
Se deben tomar en cuenta los requisitos de salidas para contactos en lugares como; exterior, baños, áreas de lavado, sótanos/garajes, pasillos/vestíbulos, y otros más.
Para cumplir con estos y otros requerimientos de la NOM 001 SEDE VIGENTE, y así poder implementarlo en tus siguientes instalaciones eléctricas te invitamos al curso “Diseño de instalaciones eléctricas en baja tensión”.
Los sistemas fotovoltaicos han sido de los mas grandes avances en cuanto a generación de energía eléctrica se habla, puesto que se ha diversificado de tal manera que ahora está al alcance de cualquier usuario que necesite el servicio, ahora cualquier domicilio, negocio o industria puede ser su propio generador y participar en el Mercado Eléctrico Mayorista (MEM) algo que hace 20 años se veía difícil de lograr.
A la par que la tecnología va creciendo, con ella, crece la necesidad de la seguridad del mismo, siendo una de ellas el poder reconocer los circuitos y equipos del sistema. esto nos lleva al etiquetado de sistemas fotovoltaicos.
NORMATIVIDAD Y ETIQUETAS.
La Norma Oficial Mexicana 001 SEDE 2012 de instalaciones eléctricas, nos indica que no es una guía de diseño para instalaciones eléctricas, sino que promueve el uso de la energía eléctrica de forma segura. El etiquetado de los sistemas fotovoltaicos invita a que cualquier persona calificada y no calificada pueda identificar los equipos que están conectados y trabajando como un riesgo de choque eléctrico y la NOM 001 SEDE 2012 nos menciona el lugar dónde deben ir los etiquetados y las leyendas específicas que deben mencionar, las cuales hay que cumplir y que haremos mención.
Ilustración 1 Etiquetado Fotovoltaico.
El titulo especifico que habla de los sistemas fotovoltaicos es el 690 de NOM 001 SEDE 2012, en ella encontraremos varios artículos en dónde hacen mención del etiquetado.
ETIQUETADO DEL INVERSOR.
El articulo 690-5-C) Protección contra fallas a tierra – etiquetado y marcado. Nos menciona que los arreglos fotovoltaicos de corriente continua puestos a tierra deben tener protección contra fallas a tierra, y que, en el inversor interactivo con la red del suministrador debe aparecer una leyenda visible que diga:
“ADVERTENCIA PELIGRO DE DESCAGA ELÉCTRICA SI SE INDICA UNA FALLA A TIERRA, LOS CONDUCTORES NORMALMENTE PUESTOS A TIERRA PUEDEN ESTÁR ENERGÍZADOS Y NO PUESTOS A TIERRA”.
A través de estas señalizaciones cualquier usuario puede darse cuenta del riesgo que representa el estar manipulando o estar cerca del equipo.
En el artículo 690-7-E) nos habla sobre las tensiones máximas en los sistemas fotovoltaicos y en su EXCEPCIÓN dice que en los equipos de fallas a tierra o falla por arco deben decir:
“ADVERTENCIA FOTOVOLTAICO BIPOLAR LA DESCONEXIÓN DE LOS CONDUCTORES NEUTRO O PUESTOS A TIERRA PUEDE OCASIONAR UNA SOBRETENSIÓN EN EL ARREGLO O INVERSOR”
Ilustración 2 Etiquetado de inversor interactivo.
FUSIBLES Y PROTECCIONES.
En el articulo 690-16-B) habla sobre las protecciones en sistemas fotovoltaicos, en especial de los fusibles y nos hace mención que estos equipos deben de mencionar:
“LOS MEDIOS DE DESCONEXIÓN NO DEBEN ABRIRSE BAJO CARGA”
Esta leyenda debe ir ubicada en el envolvente que resguarde este método de protección, normativamente llamado Dispositivo de Combinación de Corriente Continua (DCCC) aunque el articulo 690-17 que habla de interruptores o desconectadores automáticos ocurre una curiosidad puesto que esta leyenda puede ir ubicada tanto en el inversor como en el DCCC, esto debido a que el inversor cuenta con un medio de desconexión integrado en el mismo equipo, esta leyenda debe decir:
“ADVERTENCIA PELIGRO DE DESCARGA ELÉCTRICA NO TOCAR LAS TERMINALES. LAS TERMINALES, TANTO EN EL LADO DE LÍNEA COMO EN EL DE CARGA, PUEDEN ESTÁR ENERGÍZADAS EN LA POSICIÓN DE ABIERTO”
Ilustración 3 Etiquetado de DCCC.
MÉTODOS DE ALAMBRADO.
Las tuberías en sistemas fotovoltaicos son un tema importante dentro del sector puesto que, es el que alberga todos los conductores que van dentro de todos los circuitos que encontramos dentro de la instalación, siendo el articulo 690-31-3 habla del marcado que debe de llevar la tubería que resguarda los conductores, el cuál debe ir pegada en la tuberías a una distancia no mayor a 3 metros entre ellas, y deben estar hechas del material resistentes al lugar dónde se ponen, las etiquetas deben mencionar:
“FUENTE DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA”
PUNTOS DE INTERCONEXIÓN.
En el caso de los puntos de interconexión tendremos que etiquetar el centro de carga dónde se encuentre el interruptor termomagnético de interconexión, en este caso no nos referiremos al titulo 6 de la NOM 001 SEDE 2012, sino que nos basaremos en el título 7 en específico al articulo 705-12-D-7 conexión de salida del inversor y la leyenda debe decir:
“PRECAUCIÓN CONEXIÓN DE SALIDA DEL INVERSOR NO REUBICAR ESTE DISPOSITIVO DE PROTECCIÓN CONTRA SOBRECORRIENTE”
El cumplir debidamente con la NOM 001 SEDE 2012 en las instalaciones nos facilitará los dictámenes con UVIE’s y UIIE’s, además que tendremos la certeza que nuestras instalaciones están hechas de forma segura protegiendo equipos y al usuario final.
En México, las pérdidas de energía han sido históricamente un problema que afecta la economía y la calidad de vida de la población. A pesar de los esfuerzos para reducirlas, siguen siendo un desafío importante que el gobierno, las empresas eléctricas y el sector están abordando de manera constante, las pérdidas en el suministro eléctrico pueden afectar a los usuarios de diversas maneras, y sus impactos pueden sentirse a nivel económico y en la calidad del servicio eléctrico.
En una época en la que la conciencia ambiental y la necesidad de energía sostenible están en auge, los sistemas fotovoltaicos con almacenamiento de energía se han convertido en una solución revolucionaria. Estos sistemas no solo aprovechan la energía del sol, sino que también la almacenan para su uso posterior, lo que les otorga una versatilidad y una eficiencia impresionantes. En este blog, exploraremos cómo funcionan estos sistemas y por qué representan una parte esencial del futuro dentro del sector fotovoltaico.
Imagen 1
Los sistemas fotovoltaicos con almacenamiento de energía son llamados “Sistemas multimodo”, estos tienen la función de gestionar un sistema fotovoltaico interconectado a la red y un sistema fotovoltaico autónomo, dentro de una de sus aplicaciones más importantes está el respaldo de energía, este tipo de sistemas son ideales para usuarios cuya problemática es la pérdida frecuente en el suministro eléctrico y requieren seguir manteniendo la operabilidad continua de sus equipos.
¿Cómo funcionan los sistemas multimodo?
Sistema fotovoltaico
Si el usuario ya cuenta con un sistema fotovoltaico interconectado es más facil adaptar un sistema multimodo, solamente agregando un inversor de este tipo y un sistema de almacenamiento de energía. En el caso que no se cuente con un sistema fotovoltaico interconectado, hay dos maneras de poder acoplarnos a un inversor multimodo ya sea si es un acoplamiento en CA o bien acoplarnos en CD, éste último tiene la ventaja de seguir generando energía a traves del SFV a pesar de la pérdida en el suministro eléctrico. Puede estar en conjunto con la red cargando las baterías cuando las cargas no esté demandando tanta energía.
Inversor multimodo
Es el elemento más importante de todo el sistema. Éste inversor es distinto de un inversor interactivo convencional, ya que es el encargado de gestionar toda la energía que recibe, interactuando con todos los subsistemas: el sistema fotovoltaico, el suministro eléctrico y el sistema de almacenamiento de energía. Asi mismo, tiene la responsabilidad de transferir la energía almacenada a las cargas que se desean respaldar en un promedio de 10 ms, permitiendo operar de manera continua y sin ningun tipo de interrupción las cargas. Es importante conocer los parámetros eléctricos de salida y entrada del inversor multimodo para garantizar que la selección de los demás equipos sea la adecuada, asi como la red a la cual nos vamos a conectar, además, es importante revisar la compatibilidad entre fabricantes para un correcto funcionamiento del sistema.
Sistema de almacenamiento de energía
Lo que hace que estos sistemas sean especiales es la inclusión de baterías. La energía generada por el sistema fotovoltiaco se utiliza para cargar estas baterías. Cuando la producción de energía es baja, como durante la noche o en días nublados, puedes aprovechar la energía almacenada en las baterías en lugar de depender completamente de la red eléctrica convencional. El sistema de almacenamiento de energía tendrá que ser diseñado para suministrar la energía que demanden las cargas que se deseen respaldar en el caso que ocurra un fallo en el suministro eléctrico.
Suministro eléctrico
El suministro eléctrico hará la función de otorgar energía a las cargas y cargando el sistema de almacenamiento de energía en el caso donde el sistema fotovoltaico no esté generando lo suficiente. Se puede acoplar este tipo de sistemas a cualquier configuracion de red, ya sea monofasica o incluso trifásica. Para poder tener un sistema multimodo operando de la mejor manera es necesario configurar el inversor multimodo adecuadamente con la red en la que se acoplará.
Los sistemas multimodo se posicionan como una de las soluciones más prometedoras para abordar los desafíos energéticos del futuro. Estos sistemas, que combinan múltiples fuentes de energía y modos de operación, representan una respuesta innovadora a la creciente demanda de energía del sector fotovoltaico, por lo cual, cada día hay mas fabricantes dedicados a implementar equipos que cubran esta necesidad dentro del sector.
El diagrama unifilar es uno de los documentos mas requeridos y utilizados dentro del sector eléctrico en cualquiera de sus ramas, ya que representa, a través de una linea, todos lo conductores que forman un circuito eléctrico. Además es un requisito obligatorio para llevar a cabo el trámite de interconexión ante CFE.
No existe una reglamentación que nos estipule como realizar el diagrama unifilar, solamente se recomienda lo más completo y lógico posible, teniendo en cuenta la simbología adecuada y el contenido técnico correcto. A continuación, te dejamos una estructura que puedes seguir para poder hacer correctamente tus diagramas unifilares al momento de realizar tu trámite de interconexión.
La estructura de un diagrama unifilar se compone de lo siguiente:
Simbología adecuada de acuerdo a la NMX-J-136-ANCE-VIGENTE.
Ubicación del lugar donde se ejecutará el proyecto.
Descripción de los equipos de manera adecuada.
Descripción de los circuitos en corriente directa y corriente alterna.
Informacion del responsable de diseño de la central FV y del delineante del diagrama unifilar.
Área de trabajo, se recomienda aprovecharla en su totalidad.
Imagen 1.
Se debe tomar en cuenta los comentarios del suministrador de servicios básicos, debido a que hay zonas en las cuales la estructura del diagrama unifilar es distinta y no permiten ciertos críterios, por ejemplo; la secuencia de módulos no es permitida y se debe dibujar el total de número de módulos.
Imagen 2.
Por último, es necesario corroborar que en efecto sea unilifar nuestro diagrama, es decir, que sea atraves de un solo hilo las conexiones de los equipos.
Imagen 3
Como pudimos conocer, es importante seguir la estructura adecuada al momento de diseñar un diagrama unifilar, debido a que en el momento de realizar nuestro trámite de interconexión podemos evitar que nos regresen este tipo de documentación y prolongar más el trámite.
Los fusibles para sistemas fotovoltaicos son elementos de protección contra corrientes de retorno, y suelen tener un procedimiento definido para su cálculo, así como ciertas restricciones referentes a su uso como medios de desconexión. En este blog hablaremos acerca de algunas características que normalmente no son tomadas en cuenta a la hora de seleccionar e instalar fusibles.
Relación con la temperatura.
Como todo equipo eléctrico, los fusibles de aplicación fotovoltaica ven su rendimiento modificado por las variaciones de temperatura. Y es que cuando la temperatura aumenta, la capacidad de circulación de corriente disminuye en una proporción considerable. De hecho, lo normal es que el fabricante entregue una gráfica en donde se vea la reducción de la capacidad de un fusible en función del aumento de temperatura en el ambiente. A continuación se muestra un ejemplo.
Imagen 1 – Reducción de capacidad de los fusibles en función de la temperatura. Fuente: Eaton.
Como se puede observar en la imagen 1, en el caso del fusible de 15 A (PV15A10#), su capacidad de conducción de corriente empezará a reducirse a partir de los 30˚C, pudiendo llegar hasta los 13 A cuando opere a una temperatura de 64˚C aproximadamente. El escenario de los 64˚C no es muy descabellado, pues si los fusibles están expuestos al sol, es verano y se contabiliza la corriente que por ellos circula, la temperatura sí puede llegar a esos valores.
Certificación para fusibles
Como casi cualquier equipo eléctrico utilizado en instalaciones eléctricas, los fusibles de aplicación fotovoltaica deben ser aprobados para dicho uso. Anteriormente solo se contaba con el estándar UL 248, para fusibles de instalaciones con bajo voltaje. Sin embargo este estándar no cubría las necesidades específicas con las que debe cumplir un fusible de aplicación fotovoltaica, pues se limitaba a 600 V, sin importar si se habla de CD o de CA.
Imagen 2 – Etiqueta de un fusible aprobado bajo UL 248
Afortunadamente, al día de hoy se cuenta con el estándar UL 2579, el cual es un estándar específico para fusibles de aplicación fotovoltaica, y que dentro de sus particularidades, destacan tres grandes pruebas.
1 – Aumento de voltaje.
Las pruebas que implica un equipo certificado en UL 2579, ya engloban los tres posibles voltajes a los cuales normalmente funciona un arreglo fotovoltaico; 600, 1000 y 1500 V. También es importante aclarar que el estándar UL 2579 aprueba equipos solamente de CD.
2 – Capacidad interruptiva.
A diferencia de los fusibles de CA, que dependiendo del tipo de lugar donde se instalen, pueden llegar a tener una capacidad interruptiva de hasta 200 kA, los fusibles de tipo fotovoltaico basta con que marquen su capacidad interruptiva, la cual normalmente es de 10 kA, o incluso pudiese llegar a ser de 5 kA, pues los módulos fotovoltaicos son una fuente de corriente limitada.
3 – Sin requerimientos adicionales
No se necesitan requerimientos adicionales para aprobar un fusible bajo UL2579, pues como ya se ha mencionado, los fusibles de aplicación fotovoltaica no implican corrientes de arranque bruscas, capacidades interruptivas grandes o desfasse de tiempo, pues su aplicación y operación es más sencilla que con cargas grandes de CA.
Imagen 3 – Los fusibles identificados como de aplicación fotovoltaica pueden tener la indicación “gPV” o bien, la leyenda “Solar PV” o un sello del laboratorio apropiado.
Finalmente, hay que destacar que la UL 2579 no es la única certificación aplicable a fusibles de sistemas fotovoltaicos, sino que también se puede contar con fusibles certificados bajo IEC 60269-6, en cuyo caso tendrán la identificación “gPV”.
En conclusión, tanto para los sistemas fotovoltaicos como para otro tipo de instalaciones eléctricas, siempre se necesita saber si una protección se debe poner o no es necesaria. No solo se trata del aspecto económico, sino que agregar protecciones de más implica puntos de conexión adicional, y por ende, más posibles puntos de falla.
Una parte fundamental de todo circuito eléctrico son los conductores, ya que son los encargados de transportar el flujo de corriente hasta la carga y una vez que se haya realizado en ella el trabajo retornarla a la fuente. Durante el funcionamiento habitual del circuito el transporte de estas cargas eléctricas inevitablemente generará calor a lo largo del conductor y en sus extremos, por lo que existe una estrecha relación entre la capacidad de conducción de la corriente eléctrica o también conocida como ampacidad y la temperatura nominal de operación del aislante del conductor.
Imagen 1. Fragmento de la Tabla 310-15 b) 16)
Por ejemplo, con el uso de la Tabla 310-15 b) 16) la cual nos indica las ampacidades para conductores en una canalización, podemos interpretar que el conductor señalado (10 AWG) de cobre y con aislamiento THHW a 75°C tiene una capacidad de conducción de corriente de 35 A; o, dicho de otra forma, cuando por este conductor circule una corriente de 35 A su temperatura será de 75 °C.
Una vez comprendida esta condición de relación entre ampacidad y temperatura podemos deducir que a mayor sea la demanda de corriente del equipo que queremos alimentar, mayor será también el calibre de conductor que debemos usar. Sin embargo, los conductores eléctricos entre mayor sea su calibre se hacen más caros y son más complicados de trabajar y maniobrar, por lo que, en estos escenarios se puede optar por el uso de los conductores en paralelo, en los que recordando la ley de corrientes de Kirchhoff la corriente total demandada por la carga se dividirá en el número de conductores que hemos utilizado.
Tal y como lo permite la sección 310-10 h) de la NOM-001-SEDE-2012 y que aplica generalmente para conductores mayores a 53.5 mm2 (1/0 AWG) siempre y cuando se cumplan en su totalidad las siguientes condiciones:
Ser del mismo material conductor: Esto quiere decir que todos los conductores en paralelo de un mismo conjunto, por ejemplo, de la misma fase deben ser del mismo material, generalmente cobre o aluminio.
Tener la misma longitud y ser del mismo tamaño en mm2: El área del material conductor o calibre de todos los conductores del mismo conjunto debe ser igual, esto con la finalidad que todos tengan la misma resistencia y la corriente se distribuya equitativamente en estos.
Tener el mismo tipo de aislamiento: Debido a que operarán bajo las mismas condiciones ambientales y que conducirán la misma corriente coordinar la temperatura de operación de su aislamiento, garantizará que no se sobrecalentará ningún conductor del conjunto.
¿Cómo y por qué utilizar conductores en paralelo?
Terminar de la misma manera: La zapata, terminal o barra a la que se conectarán los extremos de cada uno de los conductores debe garantizar la misma resistencia mecánica y eficiencia de conexión para todos con la finalidad de evitar el sobrecalentamiento de los extremos y el desbalance de la corriente.
Por último, si los conductores estarán tendidos en tuberías en paralelo, cada conjunto debe ir acompañado de sus conductores de puesta a tierra y puestos a tierra (conductor neutro). Ver figura:
Figura 2. Ejemplo de conductores en paralelo
El correcto cálculo e instalación de los conductores en paralelo permite ahorrar costos en los materiales de construcción de la instalación a la vez que reducen significativamente el tiempo de instalación al usar conductores más maleables.
