En este blog, el compañero Juan Manuel Martín, muestra los distintos tipos de cables que se emplean en USA y explica cómo escoger de manera adecuada el cable correcto para nuestro proyecto fotovoltaico.

Tipos de cables utilizados en proyectos fotovoltaicos en USA

Al igual que en otros países, en Estados Unidos todos los cables empleados en aplicaciones eléctricas están designados por una serie de letras y números que los distinguen en función de su material, aislante, uso, propiedades, etc.

El número es de estos es muy elevado pudiéndonos encontrar más de 40 variantes distintas que han sido específicamente diseñadas para instalaciones muy concretas: instalaciones interiores, circuitos de fuerza, alimentación de bombas, instalaciones en sitios de pública concurrencia, instalaciones expuestas a la intemperie, ambientes explosivos…).

Exigencias mercado fotovoltaico

Dentro del ámbito fotovoltaico, el sector del cableado ha experimentado una notable especialización a lo largo de los años, mejorando la calidad de los mismos y adaptándose a las nuevas exigencias del mercado, tales como:

• Mejoras en los niveles de aislamiento, llegando hasta los 2kV en cable diseñado específicamente para aplicaciones solares.
• Aumento de la resistencia física del cable a las inclemencias meteorológicas, mediante la clasificación PV cable (UL 4703) que mejora la exposición prolongada a rayos ultravioleta, temperaturas extremas, lluvia…
• Cubiertas más resistentes en caso de incendio, haciendo que estos no goteen ni propaguen la llama.

Ilustración 1. Ensayo de propagación de la llama en cables del fabricante Prysmian

¿Cuáles son los cables más empleados en aplicaciones fotovoltaicas?

• RHW y RHW-2: Usados en aplicaciones eléctricas en general y pequeñas instalaciones fotovoltaicas.
  • R: Rubber insulation
  • H: Heat resistance of 75ºC
  • W: Water resistant
  • -2: Heat resistance of 90ºC
• USE-2: Empleado cuando se requiere enterrar el tendido eléctrico bajo tierra
  • U: Underground
  • S: Service
  • E: Entrance
  • -2: Heat resistance of 90ºC
• RHH: Se emplea en sitios donde la irradiación solar es muy elevada, sin embargo, a diferencia del RHW, no posee resistencia al agua.
  • R: Rubber insulation
  • HH: High heat resistance of 90ºC

Es muy importante exigir al fabricante los certificados de pruebas y ensayos que haya superado este cable para asegurarnos de que estamos adquiriendo un cable resistente que vaya a durar en el tiempo y ofrezca la calidad que se espera de él.

Ilustración 2. Certificados del cable SunGuard UL Type PV, 2kV Aluminum del fabricante BuyAWG

En el siguiente vídeo, Juan Manuel aporta todos los detalles:

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La topografía aborda la importancia en la planificación, diseño e instalación de sistemas fotovoltaicos. Esta desempeña un papel crucial en la producción, seguridad y rentabilidad de los proyectos solares, ya que afecta directamente la orientación de los paneles, la eficiencia de la captación solar y la gestión del agua.

¿Qué es la topografía?

La topografía se refiere al estudio de las características físicas y naturales de la superficie de la Tierra, incluyendo la elevación, pendientes, y la distribución de elementos como cuerpos de agua y vegetación. En el contexto de sistemas fotovoltaicos, la topografía del terreno tiene un impacto significativo en la viabilidad y el rendimiento del proyecto.

¿Para qué utilizamos la topografía en las instalaciones fotovoltaicas?

Orientación de los paneles solares

Esta característica es importante para así intentar obtener la máxima captación de energía solar.

Eficiencia energética

También se utiliza para evitar en lo máximo de lo posible la proyección de sombras en nuestros paneles fotovoltaicos.

Drenaje y gestión del agua

Es importante evitar el paso de agua por la zona de nuestra instalación para evitar que esta pueda desplazarse.

Evaluación del terreno a instalar

Realizaremos un levantamiento topográfico preciso del área del proyecto mediante aparatos de medición como GPS, drones, etc. Además de utilizar tecnologías como estaciones totales, drones y software de modelado 3D.

Con este levantamiento obtendremos:

• Un plano de pendientes.
• Plano de desniveles.
• Discriminación de áreas.

Esta última la utilizaremos para saber las zonas más adecuadas para nuestra instalación y cuales no lo son, para evitar así problemas posteriores debidas al terreno.

También podremos ahorrar costes intentando amoldarnos lo máximo al terreno que tenemos a la hora de instalar nuestros paneles, pudiendo tener un gran ahorro en nuestro movimiento de tierras.

La conclusión de nuestro compañero Pablo es que la topografía del terreno desempeña un papel fundamental en la eficiencia y viabilidad de los proyectos de sistemas fotovoltaicos. Un buen estudio topográfico es esencial para garantizar una buena ejecución de nuestra instalación.

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Para tener claro este concepto de Factor de escala en el sistema fotovoltaico, lo primero es dejar bien definido lo que es la potencia pico y la potencia nominal del sistema.

Un conjunto de módulos fotovoltaicos forma el generador fotovoltaico del sistema. Éste quedará definido por la suma de las potencias pico de cada uno de los módulos que lo forman. Normalmente se mide en vatios pico (Wp) o Kilovatios Pico (kWp).

La suma de la potencia nominal de los inversores que haya será la potencia nominal del sistema. Comúnmente se mide en vatios nominales (Wn) o Kilovatios Nominales (kWn).

Potencias pico

Respecto a la potencia pico de un módulo, es importante recordar que ese valor que nos indica la ficha del fabricante hace referencia a unas condiciones muy concretas de laboratorio, las condiciones STC, o Condiciones Estándar de Medida. Que son las siguientes:

• Irradiancia de 1000 W/m²,
• Temperatura de la célula fotovoltaica 25°C,
• Valor espectral = 1,5 AM.

Estas condiciones de laboratorio son muy favorables, ya que la irrandiancia no suele llegar a 1000 W/m² y la temperatura de la celda suele estar por encima de los 25 °C.

Por lo tanto, aunque vemos que en unas condiciones de laboratorio un módulo es capaz de dar el máximo de potencia pico. En la realidad esa potencia será menor. Ya que, si la irradiación es cercana a 1000 W/m², la temperatura será mucho mayor a 25ºC.

Este hecho provoca que habitualmente se instale mayor potencia pico que potencia nominal. Sabiendo que parte de la potencia pico que se instala no se va a poder alcanzar, desde un punto de vista técnico. No tendría sentido instalar la misma potencia nominal en inversores que solo encarecería el sistema sin llegar a ser usado.

Por ejemplo, si tenemos 120 kWp en módulos instalados en una cubierta e instalamos 100 kWn en inversores.

El factor de escala ayuda a realizar un prediseño y cuando se ha terminado la ingeniería de diseño y detalle, a comprobar la instalación.

Este factor de escala suele estar entre 1 y 1,3. Aunque los inversores actuales están ya adaptados a factores de escala de 1,5 sin que se generen ningún problema desde el punto de vista eléctrico.

Elección de factores de escala

Elegir un factor de escala se basa en la experiencia de los propios diseñadores y no existe un número que sirva para todas las instalaciones y en todas las partes del planeta.

Simplemente hay que tener presente que cuanto peores sean las condiciones de la instalación, mayor deberá ser este factor de escala.

Existen una serie de factores determinantes a analizar:

• La irradiancia y temperatura ambiente anual en la zona de la instalación.
• La inclinación real respecto a la óptima.
• La orientación real respecto a la óptima.
• Pérdidas generales: caídas de tensión, calidades de equipos, etc.

Cuanto más nos alejemos de las condiciones STC, de las inclinaciones y orientaciones óptimas y de las condiciones más ideales de instalación, mayor podrá ser el factor de escala.

Efecto Clipping

Aumentar el factor de escala en exceso puede provocar cortes en la producción, lo que se llama EFECTO CLIPPING. Este efecto ocurre cuando el campo fotovoltaico entrega más potencia al inversor de la que es capaz de transformar en corriente alterna, provocándose cortes en la capacidad de producción y un calentamiento excesivo.

Consideramos el factor de escala fundamental a la hora de diseñar el sistema FV y para comprobarlo una vez se finalice, optimizando el LCOE (Levelized Cost of Energy) y evitando posibles pérdidas de energía.

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