25 Ago La sección del cable solar y su importancia en Instalaciones Fotovoltaicas
Uno de los puntos críticos de una instalación fotovoltaica es la sección del cable solar, que desempeña un papel fundamental en el transporte eficiente y seguro de la energía generada por los paneles solares hacia los inversores fotovoltaicos. La elección de los conductores y los cálculos eléctricos en un proyecto fotovoltaico son fundamentales para garantizar el correcto diseño, dimensionamiento y funcionamiento eficiente del sistema. Estos cálculos permiten asegurar que la instalación sea segura, confiable y cumpla con los requisitos técnicos y normativos establecidos.
Recordemos que el cable solar estandarizado es el H1Z2Z2-K, unipolar de tensión asignada 0,6/1kV, flexibles de clase 5 según UNE EN 60228; no propagador de la llama y libre de halógenos.
En esta entrada de blog, exploraremos en profundidad la importancia de la sección del cable solar en las instalaciones fotovoltaicas.
Tabla de contenidos
¿Qué es la sección del cable solar y cómo se calcula?
La sección del cable solar se refiere al área transversal del conductor, sin contar los posibles aislantes y recubrimientos de los que disponga. La elección de la sección adecuada es esencial para garantizar que la energía fluya sin pérdidas significativas de voltaje y con una mínima generación de calor.
Para calcular la sección adecuada, lo haremos por dos vías, y la más restrictiva será la sección resultante.
Por intensidad máxima admisible:
La intensidad máxima que circulará por un string, siempre y cuando no conectemos varios en paralelo, será la intensidad de cortocircuito de los paneles. Este valor nos lo da la ficha técnica, y es ligeramente superior a la intensidad de trabajo del módulo (con los paneles de hoy, alrededor de 13 o 14A).
El cable deberá soportar el 125% de dicha intensidad en régimen continuo. Para ello, los fabricantes de cable solar nos dan el valor en la ficha técnica. En el ejemplo, Prysmian:
Vemos como todas las secciones normalizadas permiten el paso de esa intensidad, por lo que la sección crítica nos la dará la caída de tensión.
Por caída de tensión:
En el lado de corriente continua no se especifica ni en el REBT ni en la norma UNE-HD el valor máximo de caída de tensión, pero el PCT del IDAE indica que se debe mantener siempre inferior al 1,5%.
La caída de tensión entre dos puntos se expresa como :
Donde: R = resistencia del conductor (en Ohms)
I = intensidad que circula (en Amperios)
Para calcular la caída máxima de tensión deberemos saber le tensión del string, que no es más que la tensión de un módulo multiplicada por el número de módulos en el string:
La resistencia del conductor es a su vez:
Donde: c = constante, para instalaciones de baja tensión c = 1,02
po = resistividad del conductor a temperatura (Ωmm2/m)
L = longitud del conductor (en m)
S = sección del conductor (en mm2)
Por tanto, para calcular la sección que garantice la caída de tensión establecida, podemos deducir la ecuación:
De esta fórmula ya podemos deducir lo siguiente sobre la sección:
- Es directamente proporcional a la intensidad de trabajo.
- Es directamente proporcional a la longitud del conductor.
- Es indirectamente proporcional a la caída de tensión.
Las secciones más comunes, resultado de estos cálculos, son 4mm2, 6mm2, o 10mm2 en tiradas muy largas de cable.
Eficiencia y rendimiento óptimos
La elección adecuada de la sección del cable solar en una instalación fotovoltaica tiene un impacto directo en la eficiencia y el rendimiento general del sistema. Un cable con una sección inadecuada puede ocasionar pérdidas significativas de energía debido a la resistencia inherente en el cable y una caída excesiva de tensión. Esto se traduce en una menor cantidad de energía disponible para su uso, lo que afecta negativamente la eficiencia y rentabilidad del sistema fotovoltaico.
Además, un cable con una sección insuficiente puede experimentar un calentamiento excesivo debido a la sobrecarga de corriente, lo que puede dañar el cableado y aumentar el riesgo de incendios. Por otro lado, un cable con una sección excesiva puede resultar costoso y ocupar más espacio del necesario.
Seleccionar la sección adecuada del cable solar no solo garantiza una transmisión eficiente de la electricidad generada, sino que también ayuda a maximizar la vida útil de los componentes del sistema y a reducir los riesgos de seguridad asociados con el sobrecalentamiento.
Normativas y estándares
En el ámbito de las instalaciones fotovoltaicas, existen normativas y estándares específicos que regulan la selección y uso de la sección del cable solar. Estas regulaciones tienen como objetivo asegurar la seguridad, la eficiencia y la durabilidad del sistema.
Al ser instalación interior en baja tensión se tendrán en cuenta para el dimensionamiento de los cables la ITC-BT-19 y la ITC-BT-40, considerando también la aplicación de las siguientes normas cuando sean necesarias: ITC-BT-28 al ser lugar de pública concurrencia, ITC-BT-25,26 y 27 si es en el interior de una vivienda, ITC-BT-29 si es un local con riesgo de incendio o explosión y la ITC-BT-30 para locales húmedos, mojados, con riesgo de corrosión, con temperaturas elevadas o bajas, etc.
Las intensidades máximas admisibles se regirán en su totalidad por lo indicado en la Norma UNE 20.460-5-523 y su Anexo Nacional. Para la parte de caída de tensión en corriente continua, no tenemos especificado un valor ni en el REBT ni en la norma UNE-HD 60364-5-52. No obstante, el Pliego de Condiciones Técnicas del IDAE recomienda para el cableado de corriente continua que los conductores sean de cobre y tengan la sección adecuada para evitar caídas de tensión y calentamientos. Concretamente, para cualquier condición de trabajo, los conductores deberán tener la sección suficiente para que la caída de tensión sea inferior al 1,5%.
Es importante tener en cuenta que las regulaciones y estándares pueden variar según la región y es fundamental consultar las normativas locales y trabajar con profesionales capacitados en la instalación de sistemas fotovoltaicos para asegurarse de cumplir con los requisitos específicos de cada lugar.
Conclusión
En resumen, la sección del cable solar es un factor crítico en las instalaciones fotovoltaicas. Elegir la sección adecuada del cable garantiza una transmisión eficiente y segura de la energía generada por los paneles solares. Esto contribuye a optimizar la eficiencia y el rendimiento general del sistema, minimizando las pérdidas de energía y reduciendo los riesgos de sobrecalentamiento y daños. Además, cumplir con las normativas y estándares pertinentes es esencial para garantizar la seguridad y el cumplimiento de los requisitos legales. Al considerar la sección del cable solar como parte integral del diseño de una instalación fotovoltaica, se puede maximizar el aprovechamiento de la energía solar y contribuir a un futuro más sostenible.
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