¿Qué tamaño debe tener un cable fotovoltaico?
Si un cable solar fotovoltaico tiene un tamaño insuficiente (número de diámetro inadecuado), presentará riesgos de seguridad, ya que podría sobrecalentarse y provocar un incendio. Además, un cable de tamaño insuficiente tendría una caída de voltaje considerablemente alta, lo que significa que perdería mucha energía. Como resultado, es posible que la batería nunca reciba una carga suficiente y que el sistema funcione peor. Cuanto más largo es un cable, más resistencia ofrece. Cuando un cable produce mucha resistencia, fluye menos corriente a través de él. Como resultado, llegará menos energía al banco de baterías y el sistema solar no funcionará de manera óptima.
Por qué es importante el tamaño del cable en la energía fotovoltaica
Los cables fotovoltaicos tienen un aislamiento más grueso, lo que ofrece una mejor resistencia al estrés mecánico. Además, los cables fotovoltaicos son más flexibles a temperaturas más bajas y ofrecen mayor resistencia a los rayos UV e incluso cierto grado de resistencia a las llamas. Si necesita cables para un sistema fotovoltaico con un voltaje máximo de más de 600 voltios, un cable fotovoltaico será suficiente. Suelen estar disponibles en 3 tensiones nominales, 600 V, 1 kV y 2 kV.
Elegir el tamaño correcto de cables en su sistema fotovoltaico es importante tanto por razones de rendimiento como de seguridad. Si los cables son de tamaño insuficiente, habrá una caída de voltaje significativa en los cables, lo que provocará una pérdida excesiva de energía. Además, si los cables son de tamaño insuficiente, existe el riesgo de que se sobrecalienten hasta el punto de provocar un incendio.
Un cable eléctrico transporta corriente del mismo modo que una tubería de agua transporta agua. Cuanto mayor sea el diámetro de la tubería de agua, menor será la resistencia al flujo de agua. Además, incluso con una manguera de gran diámetro, las mangueras más cortas tienen mejor flujo que las mangueras más largas.
Los tubos más largos tienen mayor resistencia que los más cortos del mismo diámetro. Los cables eléctricos se comportan de la misma manera. Si sus cables eléctricos (el calibre de cobre) no son lo suficientemente grandes o si el cable es más largo de lo necesario, la resistencia es mayor, lo que resulta en menos vatios que van a su banco de baterías o red.
Los cables de cobre se dimensionan utilizando la escala de calibre: American Wire Gauge (AWG). Cuanto menor sea el número de calibre, menor será la resistencia del cable y, por lo tanto, más corriente podrá manejar de forma segura.
Los cables a utilizar para un sistema fotovoltaico autónomo alimentado por baterías
Los paneles solares fotovoltaicos comerciales de más de 50 vatios aproximadamente utilizan cables de calibre 10 (AWG). Esto permite que fluyan hasta 30 amperios de corriente desde un solo panel. Si se combinan varios paneles en paralelo, normalmente se necesita un conjunto de tres a ocho cables "combinadores" AWG para transferir energía de forma segura a un controlador de carga.
Los cables desde el controlador de carga hasta el banco de baterías generalmente pueden ser del mismo calibre o más grandes que el conjunto principal del conjunto fotovoltaico. La excepción es cuando el controlador de carga es del tipo capaz de hacer funcionar un banco de baterías de 12 o 24 voltios incluso cuando el conjunto fotovoltaico funciona a voltajes más altos, como 48 V CC y más.
Estos controladores de carga tienen transformadores grandes que reducen el voltaje pero en el proceso aumentan la corriente que va al banco de baterías. Debe consultar los materiales de instalación del controlador de carga elegido al seleccionar el tamaño de cable correcto a utilizar.
Los cables entre las baterías de un banco de baterías tienden a ser los más grandes del sistema, ya que se utilizan junto con un inversor de energía que a veces puede requerir más corriente de la que el sistema fotovoltaico puede proporcionar por sí solo. Estos mismos cables también tendrán que transportar la corriente utilizada simultáneamente para la carga y la inversión de energía.
Es muy importante hacer coincidir el calibre y la longitud del cable al combinar baterías en un banco de baterías. De lo contrario, la vida útil del banco de baterías podría acortarse y podrían producirse algunos problemas de seguridad.
Elegir un cable solar para su panel solar
Al elegir un cable solar para su panel solar, debe considerar la potencia nominal del sistema, el voltaje de salida y la distancia entre los paneles solares y el controlador de carga.
La potencia y el voltaje de salida determinarán la corriente de salida del sistema. La corriente de salida, a su vez, determinará el tamaño/grosor/AWG óptimo del cable. Entonces, la distancia entre los paneles solares o combinadores y el controlador de carga determinará la longitud del cable que deberás elegir.
El tamaño/grosor/AWG del cable y la longitud del cable determinan la seguridad y el rendimiento de su sistema de energía solar.
Así es como funciona el tamaño
La potencia nominal y el voltaje de salida de un sistema de energía solar determinan la cantidad de corriente producida por el sistema. Esta corriente de salida, a su vez, sugerirá el tamaño mínimo de cable o AWG de cable que debe obtener.
Mientras más corriente produzca el sistema, más grueso debe ser el cable. Cuanto más grueso es un cable solar, menor es su clasificación AWG.
Una vez que conozca la corriente de salida de su sistema de energía solar, verifique si hay un tamaño de cable con una capacidad de corriente máxima que exceda o iguale ese valor. Debería poder determinar esto a partir de una guía de calibre de cable fotovoltaico como la siguiente:
Entonces, por ejemplo, si tiene un sistema de 350 vatios y 12 voltios, la corriente de salida sería 350/12 = 29,2 amperios. Siguiendo las tablas sobre corrientes admitidas por cables de diferentes AWG, encontrará que necesitará un cable con un AWG de 10 o menos.
Una vez que sepa el grosor mínimo del cable (AWG máximo) que necesita, determine la distancia entre los paneles solares y el controlador de carga. Esta distancia determinará la longitud del cable que necesita. La longitud del cable, a su vez, determinará el AWG más apropiado para su sistema fotovoltaico.
Longitudes de cable y su influencia.
Normalmente, la ruta de cable más larga es desde el conjunto fotovoltaico hasta la ubicación donde se encuentra el controlador de carga. Dado que toda la energía fotovoltaica combinada fluye a través de este juego de cables, realmente debemos elegirlo correctamente para maximizar el rendimiento y garantizar la seguridad.
La regla general es mantenerse por debajo del 2% de caída de voltaje en esta ejecución. Utilizando la resistencia conocida de varios diámetros de cable, se puede calcular la longitud máxima de un par trenzado para cada tamaño de cable. Puede duplicar la longitud para un sistema de 24 V o cuadruplicarla para un sistema de 48 V.
Debemos valorar mucho el tema de la longitud del cable y su efecto sobre las pérdidas. Mucha gente tiene cables largos y no se da cuenta del impacto que esto tiene en el rendimiento. A veces tenemos que tolerar tal vez una pérdida del 4% en lugar de una pérdida del 2%. Otra opción es operar a un voltaje mayor, como 24V. Esto reduce los amperios, lo que reduce las pérdidas de cables.
El objetivo es diseñar el sistema utilizando un tamaño de cable seguro, pero también tener en cuenta el equilibrio entre el voltaje del sistema, la longitud del cable, las pérdidas de la línea y el costo. Por eso es necesario planificar detalladamente antes de salir corriendo a comprar cosas como cables.