¿Qué fusibles utilizar en un sistema fotovoltaico?
Al instalar un sistema solar fotovoltaico, el enfoque más ideal para agregar seguridad es utilizar fusibles o disyuntores. El uso adecuado de fusibles y disyuntores es importante para mantener la seguridad. Los fusibles y disyuntores se utilizan para proteger el cableado contra el sobrecalentamiento y también para proteger todos los dispositivos conectados al sistema contra incendios o daños en caso de un cortocircuito. Pero ¿qué tipos de fusibles utilizar en un sistema fotovoltaico?
¿Qué es un fusible y cómo se fabrica?
Un fusible es el dispositivo de protección contra sobrecorriente (OCPD) más simple en los circuitos eléctricos, pero es muy importante. Un fusible es un dispositivo de dos terminales que se coloca en serie con el circuito que se supone que debe proteger.
Realiza su función fundiéndose cuando la corriente intenta superar el nivel especificado, rompiendo así el circuito abierto. Una vez operado (fundido) debe ser reemplazado. El reemplazo no es un problema porque los fusibles son relativamente baratos.
Los fusibles están hechos invariablemente de un enlace fusible de material de alta resistividad entre dos tapas de extremo o terminales. La conexión está revestida de vidrio u otro material.
A la corriente nominal, el calor de la disipación de energía, expresado por la fórmula IxIxR , hace que la conexión se funda y crea un circuito abierto entre los terminales. Esto evita la sobrecorriente.
¿Es mejor tener fusibles rápidos o lentos para la energía fotovoltaica?
Los fusibles son principalmente de dos tipos. Fusibles de reacción rápida y usos retardados o temporizados. Los fusibles ordinarios son del primer tipo. Se funden inmediatamente cuando la corriente excede el valor nominal. Los fusibles de acción rápida se utilizan para proteger circuitos sensibles que no pueden tolerar ni siquiera una sobrecarga temporal.
Un fusible con retardo de tiempo es similar excepto que tiene mayor inercia térmica. La inercia térmica se crea proporcionando un aislante eléctrico alrededor del cable fusible con buena capacidad de difusión del calor.
Los fusibles de retardo están destinados a ignorar grandes picos de corriente, como las corrientes de irrupción al arrancar un motor. Por tanto, ambos tipos tienen su función y conviene elegirlos en consecuencia.
El objetivo principal de un fusible es proteger el sistema contra una sobretensión, y en un sistema de paneles solares o un sistema fotovoltaico (PV), una sobretensión es un evento bastante raro en la mayoría de los casos. Sin embargo, un sistema fotovoltaico no deja de ser un sistema eléctrico y, como todo sistema eléctrico, puede provocar sobretensiones, especialmente si los paneles caen por un rayo.
Dado que un aumento repentino no debería ocurrir pero puede ocurrir, la protección aún es necesaria. El mejor tipo de fusible a utilizar en el caso de un sistema fotovoltaico es un fusible rápido.
Los fusibles de acción rápida se funden en el momento en que la corriente que fluye alcanza el amperaje nominal del fusible. Esto significa que es el tipo de fusible más seguro para usar en sistemas de paneles solares.
Los fusibles de fusión lenta, por otro lado, están diseñados para tolerar una mayor cantidad de sobretensiones de arranque y sobrecargas modestas a corto plazo sin quemarse.
Puede ver fácilmente la diferencia entre un fusible rápido y un fusible lento, ya que un fusible rápido generalmente usa un cable delgado y los fusibles lentos generalmente tienen un cable enrollado más grueso.
Clasificación de fusibles
Aparte de la forma, los fusibles tienen una clasificación eléctrica basada en el voltaje y la corriente que se supone que deben manejar. Estas clasificaciones se especifican en condiciones ambientales específicas, como la temperatura, y deben reducirse a temperaturas más altas.
Los dispositivos de protección se especifican según IEC 60269-6 (volumen 6 de IEC 60269-6) y UL 248-19 para la protección de módulos fotovoltaicos en condiciones de sobrecorriente. IEC recomienda un margen del 20 % de tensión y del 25 % de corriente de sobrecarga. Las recomendaciones de UL son casi las mismas.
Disposiciones de fusibles en sistemas fotovoltaicos.
Los sistemas fotovoltaicos tienen una configuración especial que se diferencia de las cargas domésticas normales. Las celdas están configuradas en serie para formar módulos con el fin de aumentar el voltaje a decenas de voltios, digamos, 45 V. Los módulos están conectados en serie para formar cadenas que aumentan el voltaje a aproximadamente mil voltios o más.
Las matrices de cadenas paralelas se crean utilizando cuadros de combinación de cadenas para multiplicar la corriente. El combinador también alberga un interruptor de desconexión de CC. Dentro de la caja combinadora, cada uno de los terminales positivo y negativo tiene un fusible en serie.
Existen tres ubicaciones diferentes del sistema fotovoltaico donde sugerimos instalar fusibles o interruptores: el primero, entre el controlador de carga y el banco de baterías, el segundo, entre el controlador de carga y los paneles solares y el tercero sería entre el banco de baterías y el inversor.
Por qué es importante utilizar fusibles en un sistema fotovoltaico
Un buen ejemplo para entender la importancia de los fusibles en la energía fotovoltaica es una batería de plomo-ácido de 12V.
Si se produce un cortocircuito en el inversor CA/CC, por ejemplo, un fusible entre éste y la batería evitará una posible explosión de la batería y romperá el circuito lo suficientemente rápido como para evitar que los cables se incendien o se calienten peligrosamente.
En esta situación, el fusible desactivará de forma segura la batería, los cables y el inversor CA/CC. No son necesarios para el correcto funcionamiento del sistema, pero siempre recomendamos utilizar fusibles o disyuntores por motivos de seguridad.
El tamaño incorrecto de los cables en su sistema de paneles solares plantea una serie de riesgos. Debe seleccionar el tamaño y tipo de cable correcto para su sistema, ya que esto optimizará su rendimiento y extenderá su longevidad, además de desempeñar un papel importante en el aumento de la confiabilidad.
El tamaño de los cables debe poder transportar la corriente desde los paneles solares hasta el banco de baterías y cargas eléctricas. Aquí es donde entra en juego el controlador de carga. El tamaño de los cables también determinará el tamaño de los fusibles que necesitará utilizar.
Si los cables están expuestos a una sobrecorriente, lo que no debería ocurrir pero puede suceder en un sistema fotovoltaico, los riesgos están relacionados principalmente con el sobrecalentamiento. Si se excede la corriente que puede transportar el cable, se podría provocar una rotura del aislamiento y un incendio. Un fusible del tamaño adecuado evitará que esto suceda, ya que detendrá el flujo de corriente, reduciendo así el calor.
El principal peligro de una subida de tensión es que puede provocar un incendio. En una casa o camping, esto no es ideal ya que puede causar daños importantes a la propiedad, además de inutilizar el sistema de paneles solares.
Otro riesgo de instalar incorrectamente fusibles en un sistema de paneles solares es la posibilidad de que se produzcan cortocircuitos que pueden dañar dispositivos y electrodomésticos, y también pueden dañar irreparablemente su sistema fotovoltaico o, como mínimo, reducir su vida útil.