1.Peligros ocultos tras el auge de la industria fotovoltaica

En los últimos años, el mercado global de energía fotovoltaica ha crecido a un ritmo vertiginoso. Recuerdo que hace cinco años, cuando asistí a la feria de energía solar en Alemania, la potencia promedio de los módulos rondaba los 300 W. Ahora, no es raro ver módulos bifaciales de más de 600 W. Sin embargo, en medio de este auge de las instalaciones, a menudo se pasa por alto un aspecto crucial: la protección del sistema.

El año pasado, nuestra empresa gestionó un caso en Turquía: una central eléctrica terrestre de 5 MW. Tres meses después de su conexión a la red, cuatro inversores se averiaron sucesivamente. Durante la investigación in situ, se descubrió que el propietario había ahorrado costes omitiendo los dispositivos de protección contra sobretensiones en el lado de CC. La pérdida final ascendió a más de 200.000 dólares estadounidenses, cantidad suficiente para adquirir cientos de dispositivos de protección contra sobretensiones de alta gama. Este tipo de experiencias son frecuentes en el sector.

2.Los "asesinos de voltaje" a los que se enfrentan los sistemas fotovoltaicos

2.1Impacto de un rayo: la amenaza más peligrosa

Me encontré con un proyecto de integración de energía solar para la piscicultura en Hainan. La zona tiene más de 90 días de tormentas eléctricas al año. Su supervisor de operaciones me informó que, antes de instalar el SPD, vivían en constante alerta durante la temporada de tormentas. El incidente más grave ocurrió cuando un rayo provocó que todos los inversores de cadena del conjunto se desconectaran simultáneamente.

Curiosamente, mucha gente cree que solo los rayos directos son peligrosos. De hecho, nuestros datos de detección muestran que los rayos que caen en un radio de 3 kilómetros pueden generar una sobretensión inducida lo suficientemente fuerte como para dañar los equipos. En un proyecto brasileño, el punto de impacto del rayo se encontraba en la granja vecina, y aun así provocó la falla de todos los módulos de monitoreo del sistema fotovoltaico.

2.2Fluctuación de la red eléctrica: El asesino invisible

Cuando participamos en la puesta en marcha de un proyecto de energía solar en azoteas en Vietnam el año pasado, registramos datos sorprendentes: la fluctuación de voltaje de la red eléctrica local durante los períodos de mayor consumo eléctrico a menudo superaba el 15 %. Esta distorsión continua del voltaje es más perjudicial para la vida útil de los equipos que las sobretensiones instantáneas.

El problema más preocupante es la sobretensión generada por el propio sistema fotovoltaico. Recordemos que, al probar una marca específica de inversor, el pico de tensión que produjo durante el apagado fue cuatro veces superior a la tensión nominal. Este tipo de sobretensión, autogenerada y autoconsumida, es algo que muchos propietarios simplemente pasan por alto.

3.¿Cómo protege el SPD al sistema fotovoltaico?

3.1Protección multicapa: ponte un "chaleco antibalas" para el sistema.

Un buen sistema de protección debe ser como una cebolla con múltiples capas de defensa. Por lo general, recomendamos que los clientes adopten unestrategia de protección de tres niveles:

Nivel de matriz:Instale un protector contra sobretensiones tipo 2 en la caja de conexiones para protegerse contra la mayoría de los rayos inducidos.

Nivel del inversor: Utilice un protector contra sobretensiones fotovoltaico específico en la entrada de CC. Preste especial atención a la selección de la tensión Uc.

Punto de conexión a la red:Instale un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) adaptado a las características de la red eléctrica local en el lado de corriente alterna (CA).

3.2Malentendido sobre la selección: cuanto mayor sea el parámetro, mejor.

Con frecuencia se observa que los clientes buscan ciegamente valores altos de Imax. De hecho, para la mayoría de los proyectos distribuidos, una capacidad de descarga de 20 kA es suficiente. La clave reside en:

- Capacidad de adaptación de voltaje (Uc ≥ 1,2 × Voltaje máximo del sistema)

- Nivel de tensión residual (Esto es crucial, ya que determina si el equipo puede protegerse realmente).

- Función de indicación de degradación (esto es extremadamente importante ya que puede prevenir el "SPD zombi").

Un cliente australiano insistió en instalar un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) con una capacidad de 40 kA. Sin embargo, debido a la selección de una tensión Uc demasiado baja, el SPD se deterioró prematuramente cuando el sistema estaba sometido a una carga ligera.

3.3No permita que las deficiencias en la protección lastren la rentabilidad de sus inversiones.

He visto a muchos propietarios meticulosos dispuestos a gastar mucho dinero en componentes de primera calidad, pero excesivamente precavidos con la protección del sistema. De hecho, una solución de protección contra sobretensiones (SPD) bien diseñada suele representar solo entre el 0,3 % y el 0,5 % del coste total del proyecto, pero puede prevenir más del 80 % de los fallos eléctricos.

Se sugiere que todos tengan en cuenta lo siguiente durante la fase de diseño:

- Datos locales sobre días de tormentas eléctricas (que se pueden obtener fácilmente de la oficina meteorológica).

- Informes de calidad de la red

- Estándares de tolerancia a sobretensiones establecidos por los fabricantes de equipos.

Conclusión

Para que un sistema fotovoltaico funcione de forma estable durante 25 años, necesita una protección contra sobretensiones fiable. Es como trabajar en altura sin cinturón de seguridad: quizás logres estar a salvo las primeras 99 veces, pero la centésima podría salirte muy caro.