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Soluciones descentralizadas para combinar strings fotovoltaicos eficientemente

Miguel Ángel Gómez, Industry Development Manager Renewables en Weidmüller España

08/02/2019
Actualmente, dentro del mercado de energías renovables (especialmente en los ámbitos fotovoltaico y eólico), todos los agentes implicados están trabajando en tratar de hacer todavía más barata la producción de energía renovable generada por el sol y por el viento. Se están diseñando plantas fotovoltaicas pensando en el máximo ahorro posible desde el momento de la fabricación de los principales componentes (inversores solares, trackers, módulos, etc.), la construcción y la puesta en marcha de las instalaciones.
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En esta línea de desarrollo se ha visto la necesidad de soluciones enfocadas al ahorro de costes de una instalación fotovoltaica sin perder prestaciones ni garantías en la correcta operación y mantenimiento de la instalación.

Weidmüller lleva varios años trabajando y dedicando recursos a la búsqueda de nuevas soluciones que puedan ser aplicadas con garantías de éxito en las instalaciones fotovoltaicas a nivel global.

Una de las opciones que se está implementando actualmente en muchos de los proyectos fotovoltaicos en ejecución es la agrupación de varios strings para reducir las longitudes de los cables solares y aumentar, en la medida en que sea posible, algunas de las secciones del cable solar para reducir el coste de este tipo de materiales.

Dentro de este nuevo escenario que se plantea en estos momentos dentro del sector fotovoltaico, Weidmüller ha estado trabajando y desarrollando soluciones enfocadas en ello, como el FieldPower PV, que permite realizar agrupaciones de un mínimo de 2 strings y un máximo de 4 strings.

Con este tipo de solución se simplifica el esquema de la instalación, pasando a tener una única salida en cada una de estas agrupaciones de strings y de esta manera se pueden aprovechar todas las ventajas de disponer en campo de un sistema de cableado distribuido.

Cada una de las salidas de dichas agrupaciones de strings se podrían conectar directamente a una String Box o bien se podría conectar a un bus de campo normalmente con punto final en una caja de seccionamiento. En el primer caso cada entrada a la String Box tiene que ser dimensionada y calculada teniendo en cuenta que la Isc es del orden 2 x Isc, 3 x Isc o 4 x Isc en función del número de strings que se agrupen. En el segundo caso, cuando las salidas de las agrupaciones o bien agrupaciones de las salidas se conectan directamente al bus de campo, se debe tener presente que el punto de conexión al bus de campo puede llegar a ser uno de los puntos más críticos de este tipo de instalaciones, ya que es el punto donde se recogen las intensidades de las diferentes agrupaciones de strings y por tanto un potencial fallo en ese punto puede provocar la pérdida de una gran parte de la potencia de la instalación fotovoltaica.

Este tipo de soluciones de agrupaciones de strings deben ser pensadas con un diseño inteligente y específico para cada aplicación y/o proyecto fotovoltaico, y, por supuesto, disponer de componentes (tanto para las agrupaciones como para las conexiones a los buses) que garanticen un correcto funcionamiento a largo plazo y un conexionado que reduzcan en la medida de lo posible los tiempos de instalación en obra. Con dicho objetivo, se ha desarrollado una solución con la rápida e innovadora tecnología de conexionado 'Push In' con cables prefabricados con las longitudes especificas en cada proyecto y con conectores fotovoltaicos tipo MC4 en sus extremos.

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Para la correcta protección de los paneles fotovoltaicos, esta solución lleva incorporada Protección por Fusible 2 en 1, lo que permite ofrecer una solución que garantice la seguridad necesaria en una instalación de este tipo y cuyo coste puede ser fácilmente asumido dentro del coste del EPC.

Este tipo de soluciones deben ser diseñadas pensando en que su futura ubicación puede ser en cualquier lugar del mundo y por tanto estar sujetas a condiciones atmosféricas y ambientales muy diferentes. Para ello se recomienda que sean probadas y testeadas en diferentes condiciones de funcionamiento y operación, para que se pueda garantizar en todo momento el correcto funcionamiento a largo plazo. De este modo, deben garantizar un grado de protección (IP) suficiente para garantizar la resistencia a los rayos UV y el funcionamiento en condiciones variables en función del emplazamiento, para lo cual es necesario realizar una ingeniería inteligente y unos cálculos térmicos (estudio térmico específico) que puedan asegurar el performance y garantizar una vida útil a largo plazo.

Dentro de las pruebas específicas para garantizar el funcionamiento de este tipo de soluciones sin ningún tipo de restricciones en cualquier emplazamiento, se recomienda realizar al menos las siguientes pruebas y/o ensayos:

  • Pruebas de incremento de temperaturas.
  • Pruebas de ciclo.
  • Grado de estanqueidad (mínimo IP65).

Para que este tipo de soluciones sean realmente interesantes en el desarrollo de un proyecto fotovoltaico, se debe garantizar al menos los siguientes aspectos:

  1. Facilidad en el montaje y conexionado (tecnología Push-In)
  2. Instalación segura
  3. Máxima fiabilidad a largo plazo
  4. Minimizar los costes de mantenimiento

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