Cableado y sistemas fotovoltaicos

La seguridad de la instalación eléctrica depende de numerosos factores, incrementándose el peligro con la antigüedad de la instalación y el comportamiento del usuario en la utilización de la electricidad.

La importancia del cableado es algo esencial para cualquier instalación eléctrica, independientemente del tipo que sea. Los cables o conductores juegan un importante papel en la seguridad de la instalación eléctrica por su impacto en la presencia de accidentes eléctricos. El correcto dimensionamiento de las secciones y la adecuada selección de los tipos de conductores eléctricos a usar previenen accidentes eléctricos como por ejemplo incendios y electrocuciones.

Tipos de cableado por aplicación

En las instalaciones eléctricas existen diversas formas en la que se puede distribuir la energía eléctrica, así las condiciones en la que se debe someter los cables eléctricos. Por este motivo se han diseñado diversos tipos de cables dependiendo de donde vayan a ser instalados. En la siguiente tabla se puede ver las características de los tipos de cables o conductores más usados en instalaciones eléctricas.

Para garantizar que nuestra instalación sea segura y se pueda confiar en ella, los cables o conductores deben de cumplir unos requisitos imprescindibles para su futuro uso. Qué son los siguientes:

Carga o consumo: esta define que corriente soportará el conductor eléctrico, la puedes tener en KW, HP, KVA o en AMP. Las cargas pueden ser muy diversas, desde una vivienda hasta un motor eléctrico. Debes considerar si la carga se conectará a un sistema monofásico o trifásico, que dependiendo el tipo, el consumo puede ser menor.

Distancia de la carga: la resistencia de los conductores eléctricos depende de tres factores, dos de ellos geométricos y el otro por asunto químico; estoy hablando de la sección transversal o área del conductor, la longitud y su resistividad. El segundo es un factor determinante que define la caída de tensión en los cables eléctricos. Esto por una razón muy simple, la longitud del conductor es directamente proporcional a su resistencia. Por lo tanto, cuanto más cerca esté la carga mejor.

Temperatura ambiente: dependiendo de los requerimientos de la instalación, habrá zonas a baja o alta temperatura. El ambiente donde esté el cable, determinará qué corriente llevará sin que esta genere pérdidas en el conductor. Ambientes con temperaturas muy altas, obliga a los cables a consumir más energía. Esto provocado por la variación en el coeficiente de resistividad del conductor. Al aumentar la temperatura, aumenta la resistividad elevando así su resistencia y por tanto su caída de tensión, haciendo un consumo mayor de corriente de la que puede transportar.

Factor de agrupamiento: los conductores eléctricos generan calor al circular por este una corriente eléctrica. Estos conductores son encaminados por las canalizaciones eléctricas o tuberías, al estar agrupados en la misma tubería y todos generando calor en una determinada medida, esto provoca que todo el calor se concentre en ese espacio. Aumentando la resistividad de los conductores y, generando mayores pérdidas. Este factor define la corriente real que puede llevar un conductor, dependiendo el número de cables en donde este se aloje.

Tipo de aislante: la transferencia de calor depende del tipo de material que este se interponga entre dos medios con distintas temperatura. Si verificas en las tablas de ampacidades de los conductores se puede ver la comparativa del porqué el mismo cable puede conducir diferentes corrientes. Este dato te dice que el aislante influye en la corriente que puede soportar el conductor, y hay que tener en cuenta el ambiente donde será instalado.

Caída de tensión: la distancia, la carga a instalar, la corriente por factor de agrupamiento, el nivel de tensión, el tipo de sistema de suministro, estos factores determinan la caída de tensión en los cables eléctricos. Se tiene por norma que esta no debe superar el 2% para alimentadores principales, y el 3% para circuitos derivados del alimentador. Esto es un total de 5% para toda la instalación.

Dimensionamiento del cableado en una instalación fotovoltaica

El dimensionado de una instalación es la parte fundamental para el diseño y la puesta en marcha de dicha instalación. Ante todo siempre hay que seguir un proceso de cálculos para el buen diseño de nuestra instalación, aquí es donde se incorpora el buen dimensionado que se ajuste a las características previstas.

Como este post trata sobre el cableado, me voy a centrar solo en el dimensionado del cableado referente a una instalación de energía fotovoltaica. Para dimensionar nuestro cableado debemos de seguir dos criterios.

Criterio de la caída de tensión: la circulación de corriente a través de los conductores, ocasiona una pérdida de potencia transportada por el cable, y una caída de tensión o diferencia entre las tensiones en el origen y extremo de la canalización. Esta caída de tensión debe ser inferior a los límites marcados por el Reglamento en cada parte de la instalación, con el objeto de garantizar el funcionamiento de los receptores alimentados por el cable. Este criterio suele ser el determinante cuando las líneas son de larga longitud, por ejemplo, en derivaciones individuales que alimenten a los últimos pisos en un edificio de cierta altura.

Criterio térmico: la temperatura del conductor del cable, trabajando a plena carga y en régimen permanente, no deberá de superar en ningún momento la temperatura máxima admisible asignada de los materiales que se utilizan para el aislamiento del cable. Esta temperatura se especifica en las normas particulares de los cables y suele ser de 70ºC para cables con aislamiento termoplásticos y de 90ºC para cables con aislamientos termoestables.

Para calcular estos criterios de manera más cómoda he creado una herramienta para el dimensionamiento del cableado en instalaciones de baja tensión.

Para elegir nuestro conductor debemos de calcular previamente la intensidad y la potencia de nuestra línea, todo dependerá del diseño que vayamos a realizar. Una vez terminado, ya podemos elegir con certeza nuestro conductor.

Tipos de cable más utilizados en fotovoltaica

En el mundo de la energía fotovoltaica al igual que en las instalaciones eléctricas, se emplean numerosos tipos de conductores. A continuación voy a mencionar algunos cables más usados en instalaciones fotovoltaicas.

Tipo

Descripción

cable VV-K (norma UNE21123-1)

cable de tensión asignada 0.6/1 kV, con conductor de cobre clase 5 (-K), aislamiento y cubierta de policloruro de vinilo (VV)

cable RV-K (norma UNE 21123-2)

cable de tensión asignada 0.6/1 kV, con conductor de cobre clase 5 (-K), aislamiento de polietileno reticulado (R) y cubierta de policloruro de vinilo (V)

cable RZ1-K(AS) (norma UNE 21123-4)

cable de tensión asignada 0.6/1 kV, con conductor de cobre clase 5 (-K), aislamiento de polietileno reticulado (R) y cubierta de compuesto termoplástico con baja emisión de humos y gases corrosivos (Z1)

Conclusión

Como conclusión puedo decir, que el tema tratado en este post es algo importante para proteger y cuidar nuestra instalación lo máximo posible. Ya que si el mantenimiento se lleva al día, estamos hablando de que nos ahorraremos una inversión en mantener nuestra instalación periódicamente, no obstante, esto no quiere decir que si adquirimos buenos materiales, en este caso cables de alta calidad, nos olvidemos del mantenimiento. A parte del mantenimiento, el uso de materiales de alta calidad, nos ayudará a proteger nuestra vida y nuestro entorno. En el mundo de la energía fotovoltaica conocemos dos tipos de instalaciones, las instalaciones aisladas o autónomas, y las instalaciones conectadas a la red. Ambas tienen sus ventajas e inconvenientes, todo dependiendo del objetivo de cada instalación, pero lo que sí hay que dejar claro, que sea una instalación u otra los materiales a emplear deben de tener una cierta calidad, que nos garantice un buen funcionamiento y una buena seguridad.