¿Qué tipo de protecciones se recomienda en un sistema solar?

Las instalaciones fotovoltaicas son al fin y al cabo instalaciones eléctricas, y como tal deben contar con los elementos de protección necesarios para asegurar la integridad de la instalación y la protección de las personas. Estos elementos de protección en instalaciones solares son obligatorios y cualquier instalador debe conocerlos al dedillo.

Pero si tienes curiosidad sobre qué tipos de protecciones son necesarias en una instalación solar, si es necesario poner toma de tierra en los paneles solares, si son necesarias protecciones para una batería solar, etc. en este artículo te damos respuesta.

Elementos de protección en una instalación solar.

Nunca se debe olvidar que donde hay electricidad hay riesgo. El hecho de que nuestros paneles solares no se muevan ni emitan ruido puede hacernos bajar la guardia, pero siempre hay que cumplir con toda la normativa y prácticas recomendadas al trabajar con elementos en tensión.

Por lo tanto, las instalaciones solares como el resto de los circuitos eléctricos deben contar con su correspondiente cuadro de protecciones con todos los elementos necesarios para evitar daños a personas y a la propia instalación. Eso sí, hay que tener en cuenta la naturaleza especial de las instalaciones fotovoltaicas.

Por ejemplo, si la instalación tiene tensiones superiores a los 48 V es necesario poner una toma de tierra en los paneles solares, concretamente (y como mínimo) deberá estar conectada la estructura de las placas solares y los perfiles de soporte del generador. Este valor de 48V se corresponde con el límite máximo que se considera peligroso sin este tipo de protección.

También hay que tener en cuenta si existen baterías en la instalación. Las protecciones de las baterías solares son elementos de protección frente a sobrecargas, cortocircuitos y sobretensiones (pueden venir integrados en las baterías o instalarse externamente, como fusibles).

Diferentes tipos de protecciones en una instalación solar.

Hay que tener en cuenta que en una instalación solar tenemos dos tipos de corriente. Por un lado existe una parte de la instalación que trabaja en corriente continua, que es la parte en la que están los paneles solares y que llega hasta el inversor. Por otro lado, una vez que la corriente sale del inversor para su consumo lo hace en forma de corriente alterna (que es la que necesitamos para conectar todos nuestros aparatos).

Por lo tanto, hay que calcular las protecciones necesarias para cada parte. Las protecciones de corriente continua sirven para proteger los paneles solares y toda su conexión con el inversor, incluyendo la protección de este ante sobretensiones. También se incluye aquí la toma de tierra de los paneles solares.

Las protecciones de corriente alterna protegen al inversor y a la instalación de la vivienda, normalmente mediante un magnetotérmico, un interruptor diferencial.

Protecciones de corriente continua en instalaciones fotovoltaicas.

Como decíamos, esta parte incluye la conexión entre los paneles fotovoltaicos y el inversor. La corriente que generan los paneles solares es corriente continua y no se transforma en alterna (la que usamos en casa) hasta que no pasa por el inversor, por lo que las protecciones deben adecuarse al tipo de corriente.

En este sentido, las protecciones deben proteger la línea de conexión que une los paneles con el inversor ante sobretensiones, sobrecargas y cortocircuitos, siempre adaptándose al tamaño de la instalación. Los principales elementos con los que contará el cuadro de protecciones de la instalación fotovoltaica serán:

Fusibles.

Los fusibles se emplean para proteger frente a sobreintensidades o cortocircuitos. En instalaciones en las que no hay más de 2 strings colocadas en paralelo no es necesario instalar fusibles ya que el panel no ofrecerá nunca una corriente superior a su corriente de cortocircuito, aunque es recomendable su uso.

Para el resto de los casos, la elección del fusible debe hacerse en función de la intensidad y tensión máxima del sistema. En las instalaciones fotovoltaicas, estos elementos de protección emplean una curva de disparo específica denominada gPV.

En el caso de sistemas aislados de red, también se emplean estos elementos de protección para proteger las baterías solares frente a picos de carga que puedan dañarlas o dañar al inversor o regulador de carga. Es recomendable su uso incluso aunque hablemos de baterías de litio, que cuentan con sistemas de protección propios (sistema BMS).

Seccionador de corte.

Los seccionadores de corte permiten abrir el circuito de corriente continua de forma manual para poder realizar cualquier intervención sobre él de forma segura. Es necesario que sean de corriente continua y que estén diseñados en función de los parámetros de la propia instalación.

Descargador de sobretensiones.

Estos elementos de protección derivan a tierra las sobretensiones producidas por fenómenos atmosféricos (como rayos), protegiendo de esta forma tanto los paneles solares como el inversor ante un riesgo que podría dañar los equipos.

El descargador debe seleccionarse de forma que la tensión máxima prevista en el sistema sea inferior a su tensión de trabajo.

Pueden proteger las descargas entre positivo y tierra, negativo y tierra o entre positivo y negativo.

Interruptores magnetotérmicos.

Los interruptores magnetotérmicos protegen frente a cortocircuitos y sobreintensidades. Los magnetotérmicos de corriente continua están diseñados para soportar tensiones de hasta 1500 V. En una instalación fotovoltaica, esto vendrá determinado por el número de módulos que la forman. Por ejemplo, si cada uno de ellos tiene una Voc de 49V y tenemos 20 paneles en serie soporta 250 V y tenemos 4 paneles, la tensión total que deberá soportar el magnetotérmico será de 1000 V, esto tiene que ser coherente con la tensión máxima admisible del sistema en continua.

Envolventes.

Además de todo lo anterior, las envolventes y cuadros de protección deben estar certificados para su aplicación en instalaciones fotovoltaicas y tener un grado de protección IP adecuado a las condiciones de su ubicación, ya que es habitual que estén instalados en intemperie.

Protecciones de corriente alterna en instalaciones fotovoltaicas.

Esta parte del circuito es la que se encuentra aguas abajo del inversor, es decir, una vez que éste ha transformado la corriente continua que viene de las placas solares en corriente alterna lista para su consumo.

Los principales elementos de protección a tener en cuenta son:

Interruptor magnetotérmico.

Este magnetotérmico protege la instalación frente a cortocircuitos o sobrecarga de la red eléctrica, como ocurre en cualquier instalación eléctrica convencional. En este caso, el inversor es un generador de corriente que también podría ser causante del cortocircuito.

Interruptor diferencial.

El diferencial se usa para proteger a los habitantes de la vivienda (personas y animales) frente a contactos indirectos o corrientes de fuga que pueda generar la instalación fotovoltaica, así como para proteger la instalación ante derivaciones y/o cortocircuitos.

Dónde encontrar elementos de protección para instalaciones fotovoltaicas.

Como en toda instalación eléctrica, las instalaciones fotovoltaicas necesitan de elementos de protección para reforzar la seguridad de las personas y de la propia instalación, protegiendo así la inversión realizada.

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