¿Qué protecciones lleva un sistema solar?
Un sistema solar lleva diferentes capas de protección para garantizar seguridad, fiabilidad y durabilidad. Las protecciones abarcan tanto el lado de la generación como el lado de la red, y, si hay almacenamiento, el circuito de las baterías. Este enfoque ayuda a prevenir fallos, limitar riesgos eléctricos y salvaguardar la instalación y a las personas que la manipulan.
En el lado de la generación (DC) se emplean dispositivos de protección eléctrica como fusibles y interruptores DC en las cadenas de módulos y en las cajas de conexiones. También se disponen desconectadores para aislar supervisión y mantenimiento de forma segura, y se utilizan cables homologados y canalización adecuada para evitar sobrecalentamientos y cortocircuitos.
En el lado de la red (AC) se instalan disyuntores y secciones de protección contra sobrecorriente, además de un desconectador general para cortar la energía de la instalación si es necesario. Los sistemas suelen incorporar protección contra sobretensiones (SPD) para desviar picos de tensión provocados por tormentas u otras fuentes, protegiendo inversores, módulos y equipos.
Cuando hay almacenamiento, el sistema añade protecciones de batería y gestión de energía, como un Sistema de Gestión de Baterías (BMS) que regula la temperatura, la tensión y la corriente. También existe una desconexión para baterías ante fallos, y se integran prácticas de puesta a tierra y protección contra incendios para toda la instalación.
¿Cuáles son los dispositivos de protección en el sistema solar?
En un sistema de energía solar, los dispositivos de protección son componentes esenciales que evitan daños por fallas eléctricas, sobretensiones y condiciones anómalas. Su función es limitar corrientes peligrosas, desconectar rápidamente partes del sistema y proteger a las personas y los equipos, especialmente en entornos exteriores expuestos a variaciones climáticas. Estos dispositivos trabajan en dos grandes segmentos: la trayectoria de corriente continua (DC) que va desde los módulos hasta el inversor, y la trayectoria de corriente alterna (AC) desde el inversor hacia la red o carga.
En el lado DC, los dispositivos de protección incluyen fusibles y interruptores de corriente continua ubicados en la caja de combinadores y en la entrada del inversor, para interrumpir la energía ante sobrecorrientes o cortocircuitos. También se instalan dispositivos de proteccion contra sobretensiones DC (SPD DC) para absorber picos de voltaje generados por sombras, apagones o descargas atmosféricas. Estas medidas reducen el riesgo de daño en módulos, cables y contactos, y facilitan el mantenimiento seguro de la instalación.
En el lado AC, dominan los interruptores automáticos (MCB) y los disyuntores diferenciales (RCD) que protegen contra sobrecargas, cortocircuitos y pérdidas de aislamiento en la conexión a la red. También se emplean disyuntor de desconexión para poder aislar la instalación de forma rápida y segura durante trabajos de mantenimiento. Adicionalmente, muchos sistemas del lado de la red incorporan SPD AC para defender la instalación de sobretensiones transitorias procedentes de la red eléctrica o de efectos atmosféricos.
Además de estos dispositivos, una puesta a tierra adecuada, y una correcta unión de conductores y bornes, fortalecen la protección general del sistema solar. Una instalación bien protegida considera también señalización, accesos seguros y planes de revisión periódica para verificar que todos los dispositivos de protección funcionan correctamente ante fallas reales o simuladas.
¿Cuáles son los tipos de protecciones eléctricas?
Entre los tipos de protecciones eléctricas se buscan evitar daños a personas y equipos ante fallas de la red. Estas protecciones actúan en diferentes puntos de la instalación y su selección depende de la criticidad de la zona, la normativa y el nivel de exposición a fallas. En términos generales se clasifican por su función: cortar la corriente ante una anomalía, detectar fugas y mitigar picos de voltaje que puedan dañar dispositivos sensibles.
Una protección fundamental es contra sobrecarga y cortocircuito, implementada con disyuntores automáticos o interruptores, y, en instalaciones más antiguas, con fusibles. Los disyuntores interrumpen la corriente cuando detectan una sobrecarga o un cortocircuito, evitando calentamiento excesivo y daños en cables. Los fusibles cumplen la misma función de manera pasiva, fundiéndose al aumentar la intensidad para abrir el circuito.
Para evitar descargas, se utiliza la protección diferencial a través de dispositivos de corriente residual (RCD o GFCI). Estos detectan desequilibrios entre la corriente que entra y la que sale y desconectan rápidamente la alimentación cuando hay fuga a tierra, con valores de disparo típicos alrededor de 30 mA para protección de personas.
Finalmente, para salvaguardar los equipos frente a picos de tensión, existen los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD). Estos dispositivos canalizan o desvían la energía transitoria para reducir el voltaje que llega a los equipos. Pueden clasificarse por ubicación y nivel de protección (p. ej., Tipo 1, Tipo 2 o combinados Tipo 1+2) para cubrir diferentes escenarios de sobretensión.
¿Qué diferencial poner en una instalación fotovoltaica?
En una instalación fotovoltaica, el diferencial (interruptor diferencial) protege a las personas frente a fugas de corriente y también actúa como salvaguarda ante fallos de aislamiento en el inversor y el cableado. La elección del diferencial debe considerar que algunas fuentes de energía presentes en un sistema PV pueden generar corrientes de fuga distintas de las de una instalación eléctrica convencional, especialmente durante condiciones de sombreado, variaciones de irradiancia o fallos en los módulos. Por ello, la selección adecuada no es solo una cuestión de norma, sino de compatibilidad con el inversor y con la forma de generar pérdidas.
Entre los tipos de diferencial disponibles destacan Tipo AC, Tipo A y Tipo B. El Tipo AC detecta fugas de corriente en AC y puede fallar ante fugas en DC; el Tipo A añade detección de pulsaciones de DC, lo que ya cubre gran parte de las fugas generadas por equipos solares; y el Tipo B detecta corrientes residual en DC continua y en frecuencias altas, ofreciendo la máxima protección para instalaciones con inversores y módulos que pueden generar esa corriente.
En la práctica, la regla general es usar un diferencial de 30 mA en el lado de distribución y elegir entre Tipo A o Tipo B según el inversor y las recomendaciones del fabricante. Si el inversor o la configuración de la instalación puede generar corrientes de fuga DC significativas, lo recomendable es optar por un Tipo B; si la integración con el inversor es más simple y la fuga DC es mínima, un Tipo A puede ser suficiente.
Además de la elección del tipo, hay que considerar la coordinación con otros dispositivos de protección y la ubicación física del diferencial en la cadena de suministro para maximizar la seguridad y minimizar disparos innecesarios.
