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Cómo realizar Instalaciones eléctricas seguras en los paneles solares

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Los paneles solares están llegando cada vez más a las viviendas y propiedades comerciales existentes. Estos paneles solares generalmente están conectados a la instalación eléctrica de su hogar . En este artículo  le enseñaremos Cómo realizar Instalaciones eléctricas seguras en los paneles solares

Los estándares de las instalaciones eléctricas van cambiando regularmente en los últimos años , no siempre es fácil conectar los paneles solares de manera eficiente y lograr conexiones  que le garantice seguridad para usted y su familia.

Lograr instalaciones seguras para su hogar, es una tarea que se debe realizar con materiales de calidad que puede conseguir en casa de venta materiales eléctricos reconocidas,

Debido a la creciente demanda de paneles solares, estamos trabajando duro en los estándares europeos para la correcta conexión de los paneles solares.

Tamaño del sistema

El tamaño del sistema, o el número de paneles solares, determina las condiciones técnicas previas. Con una instalación pequeña (doméstica), a menudo es suficiente tener un inversor y un pequeño ajuste de la caja de grupo que puede conseguir en una casa de venta materiales electricos . Una instalación más grande incluye varios inversores y ajustes más extensos a la instalación eléctrica.

La instalación y el acceso a cualquier sistema de gestión también requieren atención. Ciertamente, con respecto a la conexión a la red de una empresa, es necesario algún trabajo preparatorio.

La conexión principal

Una de las primeras verificaciones es determinar el valor de la conexión principal. Si hay varias conexiones principales, es importante determinar qué conexiones principales se utilizarán para la instalación de los paneles solares.

La gravedad de la conexión principal determina el tamaño máximo de la instalación del panel solar. Si lo desea, puede hacer una solicitud al operador de la red, este proceso generalmente se ejecuta a través de su proveedor de electricidad, para instalar una conexión principal más pesada.

En una casa estándar, la conexión principal es normalmente de 25 amperios (A), 35A, 40A o 3 x 25A. Esta última conexión es una llamada conexión trifásica. Desde 2011, la conexión 3 x 25A ha sido la conexión estándar para casas nuevas.

Conexión monofásica o trifásica

Una conexión principal puede ser una conexión monofásica o trifásica . Una conexión principal trifásica ha sido la conexión estándar para casas de nueva construcción desde 2011. Como regla, una conexión trifásica es estándar para edificios comerciales. El voltaje trifásico también se conoce como corriente trifásica o trifásica.

Con un voltaje trifásico, la energía eléctrica se suministra en forma de tres voltajes alternos generados simultáneamente que difieren en fase entre sí. Hay 230 V (el voltaje de fase) entre cada una de las fases y el neutro y 400 V (el voltaje de línea) entre dos fases.

El voltaje trifásico se usa para aplicaciones más pesadas que también se encuentran cada vez más en los hogares, como la cocción por inducción, bombas de calor, saunas y jacuzzis. El “mejor” aficionado ya estaba familiarizado con la fuente de alimentación trifásica para máquinas de soldar y / o compresores pesados.

Los límites de conexión de una conexión monofásica o trifásica se pueden determinar de la siguiente manera:

  • Monofásico: con un fusible principal de 40 amperios, el fusible de la caja del grupo máximo es de 25 amperios (40 / 1.6).
    La corriente (en amperios) x voltaje (en voltios) es la potencia máxima (en vatios) que se puede conectar.
    En este caso, 16 amperios x 230 voltios = 3680 vatios o 3,7 kilovatios (kW). En teoría, 3.7 kW también es la conexión máxima para alimentar 1 dispositivo.
  • Tres fases: con un fusible principal de 3 x 25 amperios, los fusibles de la caja de grupo son 3 x 16 amperios (40 / 1.6).
    La corriente (en amperios) x voltaje (en voltios) es la potencia máxima (en vatios) que se puede conectar.
    Por fase, esto es 16 amperios x 230 voltios = 3680 vatios o 3.7 kilovatios (kW). La gran diferencia con el voltaje monofásico es que cuando un dispositivo trifásico está conectado al circuito trifásico, es posible una mayor potencia del dispositivo. En este caso, se puede conectar un dispositivo con una salida de hasta 11 kW. Lo mismo se aplica a la alimentación de energía desde un inversor solar. Se puede utilizar un inversor trifásico para este propósito (en lugar de varios inversores monofásicos).

Grupos de alimentación

Una instalación de panel solar suministra energía al circuito eléctrico a través de uno o más inversores. Si una instalación de panel solar a través de un inversor suministra más de 2,25 amperios de potencia, y este puede ser el caso con una instalación de más de 2 paneles solares,  la instalación puede no estar conectada a un grupo existente  .

Puede haber grupos no utilizados en la caja del medidor actual; de lo contrario, se deben colocar grupos nuevos en la caja del medidor existente o junto a ella.

La conexión de energía y, ciertamente, la instalación de grupos adicionales y disyuntores de fuga a tierra requieren conocimiento (profesional) y experiencia. En las imágenes a continuación se incluyen los colores de los cables del cableado monofásico y trifásico para el reconocimiento. Tenga en cuenta que, para una conexión trifásica, a veces se usan múltiples cables negros en lugar de marrón y / o gris.

Tabla de referencia de fusibles y clasificaciones

Se pueden encontrar varios valores en la tabla a continuación:

  • La primera columna contiene los valores de fusibles principales más comunes.
  • La segunda columna contiene los valores máximos de fusibles de la caja de grupo, expresados ​​en amperios (A), que se pueden colocar para la instalación de un panel solar.
  • La tercera columna contiene las potencias máximas correspondientes, expresadas en vatios (W), que pueden ingresarse por fase. Cuando hay ‘3 x’ antes del número, esto significa que básicamente hay una conexión trifásica.
  • La cuarta columna contiene la potencia de entrada máxima total en vatios.

Nota: Debido a que la potencia que puede retroalimentarse puede estar limitada en el inversor, de hecho es posible realizar una planta de energía solar que sea más grande de lo ‘permitido’. Esto tiene la ventaja adicional de que la planta está mejor en sintonía con el patrón de rendimiento anual.

Fusible principalMax. fusible de caja de grupo para paneles solares fotovoltaicos ***Max. potencia de entrada permitida por faseMax. potencia total admisible para ser entrada
1 × 25A16A3680 W.3680 W.
1 × 35A25A5750 W.5750 W.
1 × 40A25A5750 W.5750 W.
3 × 25A *3 × 16A3 × 3680 W.11,040 W
 Mostrar las 13 líneas restantes

* Conexión estándar de nueva construcción.

** Limite la conexión de consumo pequeño. A partir de 3 x 100A hay una gran conexión de consumo.

*** Uno puede optar por asegurar un valor más cercano al fusible principal para la devolución

El disyuntor de fuga a tierra

Un disyuntor de fuga a tierra o un disyuntor de fuga a tierra (ALS) es un interruptor (automático) que desactiva la instalación eléctrica tan pronto como se produce una corriente de fuga de cierto tamaño.

Conectar o colocar adicionalmente uno o más RCD puede ser parte de la instalación eléctrica de un sistema solar fotovoltaico.

Un sistema solar fotovoltaico preferiblemente debe protegerse adicionalmente con un disyuntor de fuga a tierra. Sin embargo, no es obligatorio si se cumplen todas las condiciones.

Un disyuntor de fuga a tierra es en principio obligatorio para todos los grupos finales de una casa. Hay algunas excepciones Uno de estos se describe en NEN 1010 (Estándar Electrotécnico Holandés):

  • Los grupos finales que solo suministran dispositivos que están conectados permanentemente, es decir, no mediante un enchufe de pared, no necesitan estar protegidos por RCD de 30 mA.

Muchos inversores ya están equipados con una  protección de corriente de fuga interna o RCMU (Unidad de monitoreo de corriente residual). D significa que el inversor se apaga cuando es una corriente de fuga (anormal)  detectable t .

Los RCD residenciales de 30 mA normalmente se usan en hogares. En caso de que se conecte un inversor sin transformador, es importante que la protección de fuga a tierra no explote debido a la ocurrencia de corrientes de fuga capacitivas. Esto significa que la corriente de respuesta de la falla a tierra debe ser suficientemente alta. Normalmente, las instalaciones de hasta 3 kWp (3000 vatios) no generarán una falla a tierra de 30 mA (mili Ampère). Si este es el caso, se recomienda utilizar un RCD de 100 mA.

Un instalador puede y, por lo tanto, puede desviarse de esto.

Nota: Un disyuntor de fuga a tierra es un dispositivo mecánico y puede atascarse y perder su función. Muchos RCD o RCD indican que el RCD debe probarse periódicamente o mensualmente presionando el botón de prueba. Sin embargo, cuando se presiona el botón de prueba, el voltaje eléctrico del grupo (s) detrás de este RCD se apaga. En la práctica, esto tiene una serie de consecuencias.

  • Para particulares, generalmente se trata de configurar relojes sin una batería / memoria de respaldo. Un recordatorio es (por lo tanto) probar los interruptores automáticos de fuga a tierra en el cambio de horario de verano e invierno. Espere un minuto después de la prueba / apagado antes de volver a encender el RCD.
  • Como regla general, las empresas están familiarizadas con los escenarios de falla de energía y, por lo tanto, prueban estos escenarios periódicamente. Verificar los RCD puede ser parte de los procedimientos de prueba.

Toma de tierra

Los (marcos de los) paneles solares fotovoltaicos y la estructura de soporte deben estar conectados a tierra para permitir que fluya una acumulación de voltaje sin generar corrientes medibles. Los marcos de los paneles solares deben hacer contacto conductivo con el sistema de montaje. Es importante penetrar la capa anodizada en el marco de los paneles solares para una buena conductividad. Suponga una conexión a tierra (cable) de al menos 4 mm². La conexión a tierra debe realizarse directamente desde los paneles hasta el riel de ecualización (en el armario del medidor), no a través del inversor.

Cableado DC

El cableado deberá instalarse entre, entre otras cosas, los paneles solares fotovoltaicos y el inversor. Y entre el inversor y el circuito de alimentación. El voltaje en el cableado entre los paneles solares y el inversor es del tipo de voltaje de CC (CC). El inversor convierte el voltaje de CC en voltaje de CA (CA). El voltaje entre el inversor y el circuito es, por lo tanto, voltaje alterno (CC).

Se establecen requisitos para el cableado de CC y CA.

El cableado de CC a menudo se denomina cable fotovoltaico o cable solar. La sección transversal del cable más común para una instalación promedio es de 4 mm². Cuanto más grueso es el núcleo del cableado, menor es la resistencia (Ohm / Ω) y menores son las pérdidas de energía a través del cable.

Por lo tanto, un grosor suficiente del cableado de CC tiene una influencia directa en la eficiencia final de la instalación de energía solar fotovoltaica. En su algoritmo, cuanto mayor es la potencia y / o cuanto más largo es el cableado, más grueso debe ser el cableado (núcleo) para mantener las pérdidas dentro de límites aceptables. Se considera permisible una pérdida de hasta el 1%. Para cada instalación, el grosor del cable de CC debe determinarse en última instancia mediante cálculo.

Nota: La resistencia del cable de cobre con una longitud de 1 metro y una sección transversal de 1 mm2 (r) es 0.0175 Ohm. Esto se llama resistividad del cobre (sR). La resistencia (R) de un cable de cobre es proporcional a la longitud e inversamente proporcional al diámetro del cable. La fórmula es: Cable = sR * Longitud (atrás + atrás) / Espesor. Pero, por supuesto, también hay una herramienta disponible para calcular el grosor del cableado de CC .

El cable fotovoltaico debe ser resistente a las influencias climáticas (incluido el ozono) de acuerdo con IEC 60811-2-11 y resistente a los rayos UV de acuerdo con NEN-EN-ISO 4892. Además, el cableado debe tener buenas propiedades en caso de incendio:

  • Libre de halógenos de acuerdo con NEN-EN 50267 (IEC 60754);
  • Autoextinguible / ignífugo según IEC 60332-1;
  • Requisitos relativos a la densidad del humo (bajo nivel de humo) de acuerdo con NEN-EN-IEC 61034.

Con un buen cable, el núcleo de cobre también está estañado para evitar la corrosión y el cable cumple con la clase 5 (flexibilidad) de acuerdo con IEC 60228.

Se recomienda utilizar dos colores de cable, rojo (+) y negro (-) para la conexión de los paneles solares al inversor. Esto es para evitar una conexión incorrecta de las polaridades al inversor.

Muchos inversores están protegidos aquí, pero es mejor prevenir que curar. Además, el voltaje debe medirse antes de conectar el cableado de CC al inversor. Una medición evita que el inversor sufra daños, daños no cubiertos por la garantía.

Una pauta es que el voltaje a una temperatura exterior de 20 ° C debe ser aproximadamente 90% o menos que el voltaje de entrada máximo permitido por el inversor.

Cableado de CA

La resistencia interna del cableado de CA garantiza que siempre haya una diferencia de voltaje entre el principio y el final del cable. Por lo tanto, un inversor que inyecta corriente en la red eléctrica mide un voltaje en la salida de CA que es más alto que el voltaje en la caja del medidor.

Debido a un aumento en el número de sistemas de energía solar fotovoltaica, el voltaje en la red eléctrica local aumenta, especialmente con mucho sol. El inversor mide el voltaje de CA saliente y la ley exige que se desconecte de la red cuando el voltaje medido excede un cierto umbral. El inversor hace esto en los Países Bajos a un voltaje de 230 voltios + 10% (253 voltios), que dura más de 2 milisegundos (2 ms).

Para evitar un apagado temporal, es importante mantener la tensión de CA del lado del inversor lo más baja posible.

Esto significa que los cables que van desde la caja del medidor al inversor deben ser lo suficientemente gruesos. El grosor requerido depende de la longitud de los cables: si un inversor está lejos de la caja del medidor, se debe elegir un cable más grueso. Siempre que sea posible, se recomienda mantener la distancia entre el inversor y la caja del medidor lo más pequeña posible.

Otra opción para bajar (temporalmente) el voltaje es hacer que los consumidores se enciendan automáticamente en los momentos pico medidos de cg esperados, tales como lavadora (lavavajillas), congeladores (refrigeración), sistemas de aire acondicionado o cargadores de batería. Este enfoque puede ser parte de una red inteligente para edificios residenciales y comerciales.

Puntos extra de atención

Los paneles solares se colocan al aire libre en un techo plano, techo inclinado o de pie. Hay varias cosas a tener en cuenta. Estos asuntos son evaluados previamente por un buen instalador.

  • En el caso de un techo inclinado y un techo plano, se debe verificar la capacidad de carga del techo. Los paneles solares policristalinos pesan aproximadamente 12 kg por m2 sin material de montaje. Este no es un peso extra alto para un techo por m2, pero el peso se desplaza a los puntos de montaje. La carga puntual puede por lo tanto ser mayor. Existen sistemas / marcos de montaje especiales que pueden distribuir el peso de una instalación de paneles solares a distancias más largas o que pueden transmitirse a piezas de construcción con una mayor capacidad de carga, como vigas de techo y / o paredes.
  • Como regla general, a menudo se requiere lastre en un techo plano porque los marcos de fijación a menudo no están anclados al techo. Compruebe si los sujetadores elegidos también acoplan las filas juntas. Esto mejora la estabilidad y la resistencia al viento.
  • Edad del techo. La edad de la cubierta del techo sobre la piel y debajo de la piel desempeña un papel en los techos planos e inclinados. Cuando se instala en un techo plano, por ejemplo, betún, se debe tener en cuenta que los paneles solares duran hasta 40 años. Por lo tanto, existe una buena posibilidad de que los paneles tengan que retirarse una vez cuando se reemplace el techo. Solicite al instalador que tenga esto en cuenta. Recuerde evitar la corrosión de los pernos y tuercas sujetándolos con suficiente grasa. También debe ser posible desconectar de manera segura la instalación del panel solar de acuerdo con un procedimiento emitido por el instalador para el desmontaje y viceversa. La calidad de los listones y los listones en un techo inclinado también debería ser suficiente para una instalación buena y segura.
  • Muchos materiales de montaje requieren la molienda de tejas para una fijación plana de los ganchos del techo. La posibilidad de que una teja se rompa como resultado es pequeña, pero en el caso de un techo de tejas viejo, asegúrese de tener tejas de repuesto u otros tipos de piezas de repuesto.
  • Tener en cuenta (futuro) caída de sombras. Siempre es posible acortar su propio árbol, pero eso no se aplica a un árbol en la parcela vecina o los árboles del municipio. Tenga esto en cuenta o haga acuerdos por escrito al respecto.
  • Cableado. Se extraerán varios cables desde la instalación del panel solar hasta el inversor, la caja del medidor y un punto a tierra. Cuando estos atraviesan un techo o una pared, es importante que el pasaje sea hermético.
  • Toma de tierra. Puede haber una diferencia potencial entre el panel solar (carcasa) y el techo. En un techo alto, el impacto que esto produce a las personas puede ser peligroso. Por lo tanto, los paneles solares deben estar conectados a tierra.
  • Espesor del cable. Solicite al instalador que haga coincidir adecuadamente el grosor del cable con la potencia de la instalación. Los cables delgados pueden provocar pérdidas de energía adicionales.
  • Los inversores a menudo se colocan cerca de un armario para metros, pero también se pueden colocar al aire libre, preferiblemente bajo techo. Este debe ser un lugar seguro.

Medidor de electricidad adecuado

No todos los medidores de electricidad son adecuados para alimentación de energía. Los medidores analógicos sin plataforma giratoria o los medidores digitales sin registro de alimentación no son adecuados. En algunos casos, un medidor Ferrari puede no funcionar. El disco retrocederá pero los números no. En ese caso, el medidor tendrá que ser reemplazado.

Cuando se espera que la instalación de energía solar genere más kilovatios hora que el consumo anual en kWh, a menudo es necesario un medidor digital con medidor de alimentación. De lo contrario, es posible que la compañía de electricidad no pueda aplicar una red excedente adecuada.

Un medidor con un contador doble es ventajoso en combinación con la energía solar. La electricidad se retroalimenta durante el día a una tasa alta (diaria).

Por lo tanto, los siguientes medidores son, en principio, adecuados:

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