Debido a la configuración eléctrica única en el lado de CC de los sistemas fotovoltaicos (FV), solo dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) Para proteger esta parte del sistema, deben utilizarse dispositivos diseñados específicamente para aplicaciones fotovoltaicas.
1. Selección del nivel de protección de tensión (Arriba) para SPD del lado de CC
Para garantizar la protección adecuada del equipo conectado, el nivel de protección de tensión (Up) del dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) debe ser inferior a la tensión de resistencia al impulso (Uw) del equipo. En la mayoría de los casos, el valor de Up no debe superar el 80 % de Uw. Esto proporciona un margen de seguridad de al menos el 20 %. Puede encontrar más detalles en las normas IEC 61643-12 e IEC 62305-4.
También es importante tender el conductor de tierra (PE) cerca de los conductores de CC. Esto ayuda a reducir la impedancia del bucle y limita el riesgo de sobretensión.
Si no se dispone de datos específicos sobre la Uw del equipo, puede consultar los valores recomendados en la Tabla 1. Tenga en cuenta que estos valores de referencia pueden diferir ligeramente de los indicados en la norma GB/T 16895.32-2021, que es la norma china para instalaciones de suministro de energía solar fotovoltaica.
Tabla 1 – Tensión nominal de resistencia al impulso (Uw) del equipo entre el conjunto fotovoltaico y el inversor (excluyendo otros factores influyentes)
1. Selección de la corriente de descarga nominal (In) y la corriente de descarga de impulso (Iimp) para los protectores contra sobretensiones del lado de CC
La elección de la clasificación adecuada de los protectores contra sobretensiones (SPD) depende del nivel de protección contra rayos y del esquema de cableado del lado de CC del sistema fotovoltaico. Los SPD se pueden usar en diferentes configuraciones. Se pueden usar modos de protección individuales, como se muestra en las figuras 1 y 2, o bien optar por un SPD multipolar. Dentro del SPD, los componentes de protección pueden ser limitadores de voltaje, conmutadores de voltaje o una combinación de ambos.
Un ejemplo típico es un sistema con un sistema de protección contra rayos externo no aislado (LPS) y una conexión en Y sin conexión a tierra en el lado de CC, como se muestra en la Figura 3. Según los resultados de las pruebas y simulaciones de la IEC, los requisitos del SPD variarán según el tipo utilizado. Bajo una corriente de rayo de I₁₀/₃₅₀, si se utiliza un SPD de conmutación de voltaje de Tipo I, los valores requeridos se muestran en la Tabla 2. Si se utiliza un SPD combinado que incluye componentes de conmutación y limitación de voltaje en paralelo, los valores se enumeran en la Tabla 3. Para un sistema fotovoltaico en azotea que tenga un LPS externo con al menos cuatro conductores de bajada y cumpla con los estándares de protección contra rayos de Clase III, el SPD debe tener un Iimp de al menos 12,5 kA Si se trata de un interruptor de conmutación de voltaje, si se utiliza un dispositivo de protección contra sobretensiones combinado, la corriente de fuga (Iimp) requerida puede ser menor, al menos 10 kA. Otra opción es utilizar un dispositivo de protección contra sobretensiones combinado con una ruta con una corriente de fuga (Iimp) ≥ 5 kA y la otra con una corriente de fuga (Iimp) ≥ 10 kA.
