Cómo los dispositivos de protección contra sobretensiones protegen las plantas fotovoltaicas

En las plantas fotovoltaicas, los SPD deben cumplir requisitos específicos para garantizar el funcionamiento y la generación de energía continuos.

Al diseñar una planta fotovoltaica, es importante considerar la instalación de dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD). Las sobretensiones y las perturbaciones en la red pueden provocar tiempos de inactividad, lo que reduce el rendimiento de la planta. Por lo tanto, se debe tener en cuenta cualquier condición que afecte la generación y distribución de energía al diseñar la instalación eléctrica.

¿Por qué los SPD son una prioridad máxima en las plantas fotovoltaicas?

En el exterior se instalan paneles solares para convertir la energía solar en electricidad. Esta ubicación al aire libre los expone directamente a condiciones duras como lluvia, viento y polvo. Entre las condiciones climáticas, la caída de rayos requiere una atención específica, ya que puede afectar gravemente a la seguridad y al rendimiento de una planta fotovoltaica. Se originan en una nube cumulonimbus y terminan en el suelo. Cuando el rayo cae al suelo, descarga energía, afectando el campo eléctrico del suelo. ParaEn la planta solar fotovoltaica esto plantea dos riesgos:

Un impacto directo que puede destruir físicamente el equipo solar en un tejado

Sobretensiones transitorias que atraviesan cables por acoplamiento magnético, que pueden provocar daños en componentes sensibles como las placas de circuito impreso (PCB).

En lo que respecta al impacto directo, los ‘External Lightning Protects’ (ELP) brindan la protección requerida según IEC 62305, que describe cómo evaluar si su ubicación necesita dicha protección y cuál debería ser la opción preferida (jaulas de malla, terminal aérea, etc.). El concepto es simple: asegúrese de que el rayo caiga sobre una varilla metálica instalada en el punto más alto de su planta y disipe la energía directamente al suelo a través de un conductor de bajada de cobre.

Sin embargo, cuando se trata de sobretensiones transitorias, se requieren SPD. Se instalan en paralelo en los tableros de protección del circuito para desviar la energía a tierra y limitar la sobretensión hasta un valor aceptable para el equipo final.

Tan pronto como se instala ELP en una planta fotovoltaica, es obligatorio que también se instale un SPD. Si la planta fotovoltaica no está equipada con un ELP, se recomienda encarecidamente la instalación de un SPD para limitar las perturbaciones de la red (sobretensiones transitorias).

¿Cómo funciona un SPD para proteger el lado CC de las plantas solares?

Para garantizar que la energía fluirá primero al suelo para limitar los sobrevoltajes, el componente más importante es el varistor de óxido metálico (MOV, ‘Varistor’ significa VARI-able resi-STOR). Este componente tiene tal propiedad que en condiciones normales (sin sobretensiones) la resistencia es lo suficientemente alta como para no permitir el paso de corrientes nominales a través de él. A partir de un cierto nivel de sobretensión, la resistencia caerá rápidamente, abriendo el camino hacia el suelo y volviendo a una condición normal una vez.la energía se ha disipado. Este proceso permite limitar el nivel de sobretensión que llega a todos los equipos conectados aguas abajo.

SPD tipo 1+2 versus SPD tipo 2 estándar, ¿cuál es el correcto?

Hay diferentes tipos de SPD disponibles que varían en términos de resistencia: Tipo 1, Tipo 2 y Tipo 1+2. Un SPD de tipo 1 puede hacer frente a un golpe directo que provoca un aumento de energía, mientras que un SPD de tipo 2 limita los voltajes de varias fuentes. Ambas características se pueden combinar en un “Tipo 1+2” para una protección completa.

En las plantas fotovoltaicas, el desafío es elegir la protección contra sobretensiones adecuada para soportar corrientes de energía pura con forma de onda de 10/350 µs (casi 10 veces más potentes que la forma de onda de tipo 2 8/20 µs) y al mismo tiempo tener en cuenta el espacio. En un inversor o caja de conexiones el espacio siempre es la máxima prioridad. La serie BRPV de Britec proporciona protección contra sobretensiones de CC de tipo 1+2 y tipo 2 que puede proteger contra sobretensiones debidas a rayos o sobretensiones de la red.