Disyuntor solar: un componente esencial del sistema fotovoltaico

La selección de un disyuntor solar es algo fácil de pasar por alto en un sistema fotovoltaico solar y hay que tomarse el tiempo necesario para elegir la solución adecuada. Si el disyuntor para energía solar no es el adecuado, puede provocar disparos frecuentes de los equipos, daños por sobrecalentamiento e incluso incendios en el sistema.

Por lo tanto, en este post, nos centraremos en el disyuntor solar de cómo funciona a cómo elegir. También puede obtener las diferencias entre los disyuntores solares y fusibles. Siga desplazándose.

¿Qué es un disyuntor solar?

Un disyuntor solar protege al usuario disparándose y cortando la alimentación de la carga en caso de error. Los disyuntores para sistemas solares se utilizan principalmente para conmutar varios tipos de cargas. Aislamiento de transformadores inversores requieren un disyuntor o seccionador solar de CC bipolar con un valor nominal de 1,25 veces la corriente de cortocircuito (Isc) nominal del conjunto fotovoltaico solar y 1,2 veces la tensión de circuito abierto (Voc).

Los disyuntores de energía solar son una parte importante del sistema fotovoltaico solar. Actúan como barrera entre la corriente continua y la corriente alterna. La barrera entre el panel y la corriente alterna es necesaria para la instalación y el mantenimiento rutinario. La protección eléctrica requiere el uso de disyuntores solares.

Dado que los alternadores pueden seguir funcionando aunque fallen, los disyuntores solares son fundamentales. Cuando se utilizan, pueden requerir menos mantenimiento, son más fiables y tienen una menor tasa de fallos. Para comprender mejor por qué los disyuntores solares son tan importantes para los sistemas solares, este blog intentará hacerlo. Los disyuntores para sistemas de energía solar son necesarios para garantizar la calidad y durabilidad de los paneles fotovoltaicos.

¿Cómo funciona un disyuntor de energía solar?

Mecanismo de protección térmica

Una pregunta básica es, ¿cómo funciona realmente un disyuntor solar de CC? Los disyuntores solares de CC utilizan métodos de protección térmica y magnética.

Con la protección térmica, el disyuntor solar se dispara si se supera la corriente nominal. Cuando se genera más calor, los contactos bimetálicos se calientan y se dilatan. La protección térmica ayuda cuando se sobrecarga la corriente.

Protección magnética en disyuntores solares de CC

En presencia de protección magnética en el disyuntor solar de CC, éste disparará el disyuntor solar de CC cuando la corriente de defecto esté presente en grandes cantidades. Los disyuntores solares de CC tienen la capacidad de interrumpir las corrientes de defecto incluso en su fase más alta. Las protecciones magnéticas en los disyuntores solares de CC son importantes porque evitan cortocircuitos y otros fallos.

Importancia en los sistemas de paneles solares y vehículos eléctricos

Especialmente en respuesta a los sistemas con paneles solares fotovoltaicos instalados, disyuntor solar son críticos. El circuito del panel solar es la parte más cara del sistema. Por lo tanto, es muy importante protegerlo mediante disyuntores solares. Todos los circuitos del panel solar fotovoltaico están conectados a la caja combinadora. Además, el disyuntor para energía solar protege los circuitos y los paneles.

La radiación solar que reciben los paneles solares fotovoltaicos puede convertirse en corriente continua. Los disyuntores solares de corriente continua son esenciales para las instalaciones fotovoltaicas. Incluso un pequeño desajuste puede costar una fortuna. En el caso de los vehículos eléctricos, sus baterías se cargan con ayuda de estaciones de recarga de vehículos eléctricos. En este caso, el sistema funciona con corriente continua. Por lo tanto, en estos sistemas deben instalarse disyuntores solares de corriente continua para evitar cualquier accidente.

Los paneles solares fotovoltaicos y los vehículos eléctricos funcionan bien juntos porque trabajan principalmente con corriente continua. Además, la conversión de corriente continua en alterna no es obligatoria. Los disyuntores solares de corriente continua facilitan el control de los sistemas de automatización. Esto se hace para que puedan proporcionar una respuesta rápida.

¿Cómo aplicar el disyuntor solar? 

Los propietarios de paneles solares pueden utilizar corriente continua en sus hogares para diversos fines. En estos casos, se necesita un disyuntor solar de corriente continua para el blindaje. Es necesario desarrollar muchas soluciones diferentes. Además, necesitan instalar una caja de fusibles independiente que contenga muchos disyuntores de energía solar para CA y CC. Los disyuntores para energía solar tienen la capacidad de controlar la dirección de la corriente.
Por eso, los cambios de dirección accidentales o intencionados pueden plantear problemas de seguridad y dañar las células solares. En el caso de las luces LED, pueden alimentarse mediante diodos emisores de luz. Sin embargo, esta función sólo puede realizarse en presencia de una corriente continua.

Disyuntor solar VS Fusible

La principal diferencia entre un disyuntor solar y un fusible es que un disyuntor solar corta mecánicamente la conexión una vez que la carga eléctrica supera la fuente de alimentación. De este modo, se evitan incendios y otros problemas con los equipos conectados. Por otro lado, si la corriente de entrada es superior a la requerida, el fusible evita daños en el aparato en cuestión.

Reutilización 

Si la corriente de entrada es superior a la requerida por el dispositivo, el fusible se funde, pero después ya no se puede utilizar. En cambio, los disyuntores solares funcionan mediante disparo mecánico y cortan las conexiones. Se puede volver a abrir fácilmente, lo que permite múltiples usos. 

Principios de funcionamiento 

Los fusibles utilizan materiales conductores y, cuando la corriente supera el nivel requerido, sus propiedades eléctricas y térmicas se ven comprometidas, mientras que los disyuntores solares interrumpen la conexión electromagnéticamente. 

Tiempo de respuesta 

El tiempo de respuesta del fusible es de 0,002 segundos, mientras que el del disyuntor solar oscila entre 0,02 y 0,05 segundos. Debido a la velocidad a la que se funden los fusibles metálicos, los fusibles tienen ventaja sobre los disyuntores solares porque interrumpen el flujo de energía más rápidamente. Sin embargo, debido a este proceso de fusión, con el tiempo es necesario sustituir el fusible. Cuando se desconecta el circuito, basta con restablecer el disyuntor solar para solar.

Coste

Los costes de instalación y mantenimiento son los principales factores a tener en cuenta a la hora de elegir un sistema eléctrico para una vivienda. Instalar un disyuntor de energía solar en casa puede resultar caro. Esto se debe a que los componentes del disyuntor solar son caros y el sistema es complejo. El tiempo que tarda un disyuntor solar en reaccionar ante un pico de consumo eléctrico en una vivienda es otro factor importante. Durante las sobretensiones, sus equipos eléctricos pueden resultar dañados porque los disyuntores solares no reaccionan a las sobretensiones hasta pasados unos minutos. Además, los fusibles pueden proporcionar un mayor nivel de protección, ya que pueden detener el flujo de energía casi instantáneamente. Sin embargo, un disyuntor para energía solar puede seguir ofreciendo una buena protección, y un disyuntor para energía solar está diseñado para manejar las necesidades específicas de los sistemas alimentados por energía solar.

Aplicación

Los distintos usos de los disyuntores y fusibles solares son otro factor importante a tener en cuenta. Por ejemplo, los fusibles se suelen utilizar en hogares con cargas eléctricas moderadas y dispositivos electrónicos con bajo consumo de corriente. Los disyuntores solares, sin embargo, se utilizan para motores y otra maquinaria pesada que consume mucha electricidad. Se trata de un factor importante a tener en cuenta en edificios en los que el aumento de la carga eléctrica puede superar a un sistema de fusibles tradicional. Un disyuntor solar protege toda la casa, no sólo uno o dos aparatos electrónicos. Los fusibles sólo cubren determinados aparatos, no toda la casa o apartamento. Y esto es crucial a la hora de seleccionar una caja de fusibles y un disyuntor solar para energía solar o disyuntor solar.

El disyuntor solar mostrará su estado de funcionamiento y si necesita mantenimiento. En cambio, los fusibles no muestran su estado de funcionamiento.

Protección 

Los disyuntores solares protegen las viviendas y los equipos de sobrecargas y cortocircuitos, mientras que los fusibles sólo pueden hacer frente a las sobrecargas. Esta es una diferencia importante que hay que tener en cuenta a la hora de elegir uno.

Cómo calcular los disyuntores solares en Solar PV ¿Sistema?

La corriente de salida continua máxima del inversor se multiplica por este factor.

Por ejemplo, 30A x 1,25 = 37,5A

Redondee el tamaño nominal determinado en el paso 1 al tamaño común más próximo del disyuntor solar.

Por tanto, la fórmula es simplemente la corriente de salida máxima del inversor multiplicada por un factor de seguridad 125%, redondeado al tamaño de disyuntor más próximo.

¿Cómo elegir un disyuntor solar adecuado?

Temperatura ambiente alrededor del cable

En el caso de los sistemas fotovoltaicos, los cables suelen tenderse al aire libre (sistemas al aire libre, sistemas de cubierta plana, etc.). Por lo general, se supone que la temperatura ambiente exterior será superior a la temperatura de instalación en el edificio. Debido al aumento de la temperatura ambiente, la carga admisible disminuye. 

Calentamiento mutuo de disyuntores solares

En los sistemas fotovoltaicos, los inversores que introducen simultáneamente la corriente máxima (simultaneidad) también suelen estar conectados a disyuntores solares adyacentes. Esto hace que el disyuntor solar se caliente más rápidamente, lo que puede provocar disparos prematuros. Para garantizar una disipación de calor adecuada y evitar disparos prematuros, deben mantenerse grandes distancias entre los disyuntores solares individuales.

Para calcular la pérdida de calor, el factor de corrección se especifica en los datos técnicos del disyuntor solar. Por ejemplo, para una fila de nueve dispositivos, este factor de corrección puede especificarse como 0,77. Un disyuntor solar con una corriente nominal de 50 A se comportará como si su corriente nominal fuera 0,77 x 50 A = 38,5 A.

Si esta corriente es insuficiente, puede utilizarse un disyuntor solar con una corriente nominal superior. Recuerde siempre que, según la situación (sin simultaneidad), el fusible no se dispara hasta alcanzar su corriente nominal. En este caso, el cable de conexión debe tener una capacidad de transporte de corriente adecuada o debe sustituirse por un cable de mayor sección.

Otra posibilidad es aumentar la distancia entre disyuntores para la energía solar. Así se disipa más calor, lo que evita disparos accidentales.

Temperatura ambiente en el disyuntor solar 

Debido a la simultaneidad descrita anteriormente, la cantidad de calentamiento del cuadro de distribución donde está instalado el disyuntor de energía solar puede superar el valor normal de una instalación convencional. Dado que el cuadro de distribución de la instalación fotovoltaica suele instalarse al aire libre, la temperatura en el cuadro de distribución es mayor. Los datos sobre los factores de apantallamiento para este efecto se especifican en los datos técnicos del disyuntor solar.

Tipo de dispositivo conectado

Consulte las características del inversor correspondiente en las instrucciones de instalación. La característica de desconexión de carga del disyuntor para energía solar puede utilizarse para desconectar el inversor de la red pública bajo carga. Los elementos fusibles de tornillo, como los fusibles DIAZED o los fusibles NEOZED, no tienen características de desconexión en carga y, por lo tanto, pueden utilizarse como protección de cables, pero no deben utilizarse como seccionadores. Cuando se desconectan bajo carga, el elemento fusible puede destruirse o su función puede verse afectada debido a la erosión de los contactos. No es necesaria ninguna carga adicional entre el disyuntor para energía solar y el inversor.

Número de cadenas en el aislador

Si hay dos polos, sólo debería existir una cadena. Si hay dos polos, debe haber dos cadenas. Puede elegir entre paneles de cadenas múltiples de aisladores para transmitir corrientes continuas externas. Un único seguidor del punto de máxima potencia también puede utilizarse como convertidor, compatible con inversores de cadenas universales con aisladores de CC incorporados.

Tamaño de la tensión del sistema

El aislador que lleve la tensión de funcionamiento debe tener una tensión superior o igual a la tensión requerida por el sistema. Las especificaciones más típicas son 1500V, UL508i 600V, y IEC60947-3 1000V, aunque inversores monofásicos conectado a la tensión del sistema puede funcionar normalmente a 600 V. La tensión del sistema del inversor string trifásico pueden ser de hasta 1000V y 1500V. Lo mismo ocurre con los inversores centralizados.

Conclusión

Los disyuntores solares de CC son una parte importante de un sistema fotovoltaico. Sin su protección, los paneles fotovoltaicos pueden dañarse más fácilmente y pueden producirse fallos en el sistema. Tanto los disyuntores solares de CA como los disyuntores solares de CC desempeñan sus respectivas funciones en el sistema. Por ello, ambos son muy importantes para un funcionamiento correcto. Si se siguen las técnicas de cableado, las medidas de seguridad, el mantenimiento y los procedimientos adecuados, el disyuntor de CC para solar puede servir como la protección destacada que necesitan muchos sistemas como los paneles fotovoltaicos.
Dependiendo de su capacidad, los paneles solares fotovoltaicos pueden tener uno o varios dispositivos. Para proteger el circuito conectado a la caja combinadora fotovoltaica se necesitan disyuntores de corriente continua. Los paneles solares pueden utilizarse con salidas de corriente unidireccionales, gracias a la forma en que toda la energía pasa a través de ellos.
Si hay muchos paneles de carga de corriente continua, es necesario instalar muchos disyuntores solares. Los propietarios de paneles solares pueden utilizar corriente continua en sus hogares para diversos fines. En estos casos, un disyuntor para solar es necesario para el blindaje. Es necesario desarrollar muchas soluciones diferentes. Por lo tanto, espero que después de leer este artículo, usted puede aprender un poco más sobre el disyuntor de energía solar.