Noticias

Cómo encontrar el mejor dispositivo de protección ante sobretensiones y descargas para sistemas fotovoltaicos.

Este artículo tiene el objetivo de mostrar la idoneidad de los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) en sistemas fotovoltaicos (PV) a la hora de cumplir con la normativa UTE C61-740-51. Este estándar se basa en el Iscwpv: la corriente máxima de cortocircuito que el SPD, sólo o junto con un dispositivo de desconexión, es capaz de resistir.
En función de este estándar, el valor mínimo de corriente Iscwpv queda definido como 1,25 x Iscstc (corriente de cortocircuito de un sistema fotovoltaico). Si aceptamos que la corriente máxima de cortocircuito en un panel es de 10 A (paneles con una conexión en serie formando filas), entonces el valor Iscwpv se situaría en 12,5 A. En este caso, el SPD solo se puede instalar en una determina fila o hilera, pero antes del lugar en que los paneles se unen, ya que en ese punto el Iscwpv es igual a la suma de las corrientes de cortocircuito de cada fila.

El valor de Iscwpv está condicionado por la cantidad de hileras. De media, el número de filas de pequeños sistemas fotovoltaicos no suele superar las cuatro, mientras que esta cifra puede llegar a las ocho en huertos solares de mayor tamaño.

Queda claro que el objetivo de los fabricantes de protectores DSP es alcanzar un Iscwpv lo más elevado posible. Los únicos modelos que podrán instalarse tras el ?punto de unión? de las filas serán aquellos que superen los requerimientos de corriente de cortocircuito de los sistemas fotovoltaicos.

Clientes desorientados

Por el momento, el estado del mercado es bastante caótico. Existe una ?lucha? entre los fabricantes de SPD por mostrar un Iscwpv lo más alto posible y, en consecuencia, los clientes se enfrentan a valores que no suelen ser muy reales. Estas cifras de Iscwpv deberían ser certificadas mediante pruebas realizadas en laboratorios independientes.

Tras analizar productos PV SPD de la mayoría de empresas del sector, hemos comprobado que sus sistemas de desconexión no efectúan su trabajo de forma rápida, ya que tienen fallos en el MOV.

Ante un problema térmico en el MOV, un dispositivo de desconexión no tiene tiempo suficiente para reaccionar y evitar un incendio. La probabilidad de fuego y sus consecuencias también se incrementan por los elevados valores de la corriente de cortocircuito en entornos fotovoltaicos. Con estas soluciones de desconexión, no parece muy conveniente trabajar con valores altos de Iscwpv (algunos fabricantes lo estiman entre 70 y 100 A o incluso más). Además, las distancias entre las partes desconectadas y otros componentes tampoco son las adecuadas. Todo esto contribuye a facilitar el inicio del fuego.

Una magnífica alternativa

La construcción de la gama SAFETEC por Iskra Zasčite, ha sido diseñada de manera que el dispositivo de desconexión se acopla directamente con la superficie del elemento protector MOV. De este modo, se posibilita una transmisión rápida de temperatura y, por lo tanto, una operación segura.

El laboratorio CTI de Viena (Austria) ha testado los productos SAFETEC y confirmado que su Iscwpv es de 50 A. El resto de fabricantes poseen un mayor ?path? de transmisión de temperatura porque el dispositivo de desconexión no se ubica directamente sobre la superficie del MOV.

Existe una explicación lógica por la que la mayoría de soluciones tienen mejor Iscwpv que la solución de Iskra Zascite con contacto directo. La respuesta es que se utilizan MOV con una tensión DC superior (más elevada que Ucpv). También hay más resistencia ante problemas térmicos, ya que se cuenta con tiempo más que suficiente para la desconexión, pero el Up es excesivo y las distancias son demasiado cortas.

SAFETEC es una solución novedosa que ofrece nuevas prestaciones de control térmico y difiere de los requerimientos del estándar UTE. Concretamente, la sección ?test de comportamiento ante sobrecarga de SPD? describe la preparación de muestras para estas pruebas y define que los GDT y algunos MOV son propensos al cortocircuito (la tensión nominal MOV a 1 mV se puede reducir un cincuenta por ciento, dependiendo del tipo de SPD).

La gama SAFETEC posee una unidad de control térmico conectada en paralelo con GDT. Cuando los GDT quedan cortados, la unidad de control térmico sufre un parón en su funcionamiento. En realidad, cuando los sistemas fotovoltaicos y los SPD están instalados en el campo, no se producen cortes de elementos. Los SPD no se ?rehacen? como las muestras del estándar UTE. Esta situación real permite que la tecnología SAFETEC sea totalmente diferente a la del resto de muestras que cumplen los requerimientos del estándar. En las circunstancias existentes, los GDT y los MOV resisten un cortocircuito y su unidad de control está operativa.

Al instalar un protector SAFETEC en sistemas fotovoltaicos no hay límite para Iscwpv si el Ucpv se incrementa en un cincuenta por ciento. En este rango, se elimina la posibilidad de fallo de aislamiento y otras sobrecargas de SPD, ya que una unidad de control reduce el MOV al nivel de seguridad que puede soportar.

Cuando el fallo o la anomalía del sistema se eliminan, el SPD opera normalmente (sin necesidad de cambiarlo, como ocurriría con otros fabricantes). No se produce la desconexión ni riesgo de arco fotovoltaico. En situaciones extremas, si el Ucpv sube más de un cincuenta por ciento o la tensión nominal de MOV a 1 mA ha caído en caso de sobretensión, el dispositivo de desconexión reacciona rápidamente y separa el MOV de la fuente de alimentación DC. Además, el disco añadido gira entre el dispositivo de desconexión y otros componentes conductores para separarlos con una material aislante.

Los modelos SAFETEC se distinguen por tener un dispositivo que alarga la vida útil de la protección, disponer de un control térmico (TC) de última generación, un fusible térmico interno que impide la formación de arco fotovoltaico en caso de actuación y poseer un mecanismo que elimina la necesidad de fusible previo en la instalación.

El TC es un sistema limitador de la corriente que empieza a actuar cuando el varistor (MOV) comienza a conducir. Además, en algunas situaciones específicas, puede ajustarse para evitar daños en el propio varistor MOV, incluso con sobretensiones temporales (TOV).

Por lo tanto, las unidades SAFETEC son las que mejor se adaptan a las condiciones reales de sistemas fotovoltaicos, sin que haya en el mercado una solución similar.