La energía solar no es una energía alternativa: es la energía.
Hermann Scheer

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    Predeterminado Conexionados de gran intensidad

    SISTEMAS AISLADOS DE POTENCIA MEDIA: INTERCONEXIONES ENTRE REGULADORES, ACUMULADORES Y CARGA

    INTRODUCCION.

    En este apartado abordaremos la problemática y las posibles soluciones prácticas para realizar el conexionado entre reguladores solares, acumuladores y carga. Nos centraremos en las instalaciones FV cuya potencia este entorno a los 5Kwp y con tensiones del sistema de 12V ó 24V.

    Más concretamente nos ceñiremos al estudio de instalaciones a 12V. En estas instalaciones se presenta la mayor dificultad práctica, debido a la importante magnitud de las intensidades que se manejaran.

    Las soluciones propuestas serán por tanto aplicables igualmente a instalaciones de 10Kwp a 24V ó 20Kwp a 48V.

    La intensidad máxima que debemos transportar en los conductores que unen reguladores y acumulador se estima en 5000 / 14 = 350 A aproximadamente. Para darnos cuenta mejor del significado de esta intensidad, pensemos que su equivalente en una instalación monofásica a 220V es de 220 x 350 = 77.000 vatios , es decir 77Kilovatios. Esta es una magnitud de potencia que no se maneja en ninguna instalación domestica y corresponde al ámbito industrial.

    Supondremos que para generar los 5 Kwp se dispone de varios campos de placas, conectados cada uno de ellos a un regulador solar. Los reguladores quedarán conectados en paralelo en sus salidas, para alimentar al acumulador y a las cargas de continua.

    No abordaremos la conexión entre los campos de placas FV y los correspondientes reguladores por suponer se realiza esta a mayor tensión, gracias al uso de reguladores MPPT . En consecuencia las intensidades son mucho menores.

    ESQUEMA GENERAL DE INTERCONEXIONADO

    En la figura adjunta representamos la interconexión general entre campos de placas, reguladores, acumulador y carga. Se incluyen las mínimas protecciones necesarias, así como dos shunts de medida, imprescindibles para poder controlar tanto la producción, como el consumo y la carga que reciben los acumuladores. Se representan solamente tres reguladores, pero el mismo principio puede ser aplicado a mayor numero de ellos, tantos como especifique el fabricante de los mismos pueden ser conectados en paralelo.

    Conexionados de gran intensidad-esquema1.jpg

    Tal como se puede comprender observando este esquema, el fusible de protección tiene la doble función de limitar la intensidad en las cargas de continua y de proteger los posibles cortocircuitos en la propia instalación que interconecta a los reguladores. Su uso es muy importante pues las corrientes de cortocircuito derivadas de un acumulador de tamaño medio (con muy baja resistencia interna) equipado con cables de gran sección (por tanto de pequeña resistencia) son muy elevadas y pueden producir disipaciones instantáneas de potencia muy importantes, de consecuencias imprevisibles (incendio, explosión etc). Para este fusible se recomienda usar un modelo NH-1 de 400A

    Tengamos en cuenta que este fusible no es el único fusible necesario para proteger correctamente toda la instalación. Su misión es solo proteger a los elementos que se interconectan en el esquema (especialmente a la batería ) , incluyendo a los propios conductores electricos. Por este motivo y desde los puntos + CARGA y - CARGA deberá existir una distribucion, tanto de conductores como de fusibles (o magnetotermicos), que alimenten y protejan a los distintos componentes de la instalación, sean estos inversores, cargadores, iluminacón, etc. Está distribución no se representa en el esquema, por no ser objeto de este estudio.

    Cada regulador a su vez está protegido por un magnetotermico de continua que limita la intensidad que pudiese circular por él en caso de avería. El calibre a emplear será de 1,25 x INTENSIDAD MÍXIMA. Por ejemplo si el regulador es de 45A nominales, la protección se usaría de 1,25 x 45 = 56,2 A es decir en la práctica montaríamos un magnetotermico de 60A.

    Este magnetotermico nos permite además cortar la alimentación al regulador, siéndonos muy útil para trabajos de mantenimiento, comprobación y también para resetearlo si fuese necesario (según modelos)

    Los magnetotermicos de continua pueden ser a veces difíciles de encontrar o incluso resultar de precio elevado. En su lugar podemos usar fusibles del mismo calibre.

    El primer shunt, etiquetado en el esquema como shunt de producción está recorrido por el total de intensidad que suministran los reguladores conectados en paralelo, tanto si esta llega a los acumuladores como si se dirige a las cargas de continua. Por tanto permitirá medir toda la producción del conjunto de placas. Mediante este shunt, el monitor del sistema podrá informar de de la potencia instantánea generada (usando además como dato la tensión de batería), la intensidad de carga en cada momento, los Ah totales y los Kwh producidos.

    El segundo shunt, etiquetado en el esquema como shunt de carga está recorrido solamente por la intensidad que entra (o sale ) de la batería. Este shunt nos permite medir la carga o descarga de la misma y al monitor del sistema calcular el estado de la batería (la profundidad de descarga - DOD).

    Como en todo momento se cumple la igualdad PRODUCCION = CONSUMO + CARGA entendiendo que esta suma es una suma aritmética, es decir el valor de CARGA puede ser negativo, también se cumplirá que CONSUMO = PRODUCCION – CARGA , por lo que con solo el uso de estos dos shunts, el monitor del sistema podrá informar igualmente de la potencia instantánea y de los Kwh diarios consumidos.

    El esquema propuesto es pues simple y funcional. A continuación comentaremos los aspectos teóricos y prácticos que intervienen en la realización del mismo.

    PROPIEDADES DE LOS CONDUCTORES ELECTRICOS

    Entendemos por conductor eléctrico a un elemento constituido por un núcleo conductor, normalmente cobre (en algunos casos aluminio), recubierto de un aislante (normalmente PVC, polietileno o poliestireno) que usaremos para interconectar distintos dispositivos eléctricos, permitiendo la circulación de intensidad de unos a otros.

    Según sea la tensión a la que están sometidos, la cubierta aislante deberá soportar un mayor o menor esfuerzo. Para tensiones elevadas, esta cubierta aislante deberá ser de mayor pared. Asi vemos que en determinadas aplicaciones (un cable de bujía por ejemplo) el conductor dispone de mucho aislante y muy poco núcleo conductor. Ello es debido a que la tensión de trabajo es muy elevada, pero la intensidad es muy pequeña.

    En el caso que nos ocupa, la situación es totalmente contraria. La tensión es pequeña, pero la intensidad es muy elevada, lo que obligará usar una gran cantidad de elemento conductor (gran sección de cobre) , mientras que la cubierta aislante podría ser de pequeña dimensión. Por razones de tipo mecánico, la cubierta aislante debe soportar rozamientos y presiones sin que se altere o rompa, razón por la cual incluso en estos casos una buena calidad de aislante también es necesaria. Un conductor con elevada sección de cobre, será pesado, caro y en según que modelos difícil de manejar, es decir difícil de adaptar al recorrido físico necesario debido a su resistencia para ser doblado en pequeños espacios y a su poca “manejabilidad”.

    Los conductores eléctricos pueden ser unipolares (un solo conductor) o multipolares (varios conductores dentro de uno solo, pero aislados entre si).

    Para definir un conductor se emplea usualmente una abreviación del tipo N x S , en la que N es el número de conductores que contiene el cable y S es la sección de cada unos de ellos expresada en mm2. Así, si escribimos 2 x 1,5 entenderemos que nos referimos a un cable conductor bipolar (con dos hilos) cada unos de ellos de 1,5 mm2 de sección. También 1 x 35 define un conductor unipolar (un solo conductor) de 35 mm2 de sección.

    Existen en el mercado diversos tipos de conductores eléctricos. Mencionaremos aquí solo algunos:

    - Clase 1: Conductores de un solo alambre

    Nombre:  Cable1.jpg
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    Este tipo de conductor no es útil para nuestras aplicaciones. Suele emplearse en instalaciones fijas domesticas canalizadas.

    - Clase 2: Conductores de varios alambres cableados

    Nombre:  images (5).jpg
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    Por su elevada rigidez y poca manejabilidad, este tipo de conductor no es adecuado para nuestra aplicación

    - Clase 5: Conductores flexibles

    Nombre:  images (3).jpg
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    Están constituidos por multitud de finos alambres de pequeña sección. Su composición y características dependen de su fabricante.

    Este es el tipo de conductor más recomendable para ser usado en las interconexiones entre reguladores y baterías. Su alta capacidad de transporte (soportan elevados amperajes) y su manejabilidad le hacen ser la elección mejor, a pesar de su normalmente elevado costo.

    SECCIONES NORMALIZADAS DE CONDUCTORES UNIPOLARES

    En el sistema métrico según el IEC (Internacional Electrotechnical Commission) los conductores se miden por medio de su sección transversal en milímetros cuadrados. Las secciones normalizadas son :

    1,5 – 2,5 – 4 – 6 – 10 – 16- 25 – 35 – 50 – 70 – 95 – 120 – 150 – 185 – 240 – 300 – 400 – 500 mm2

    Existe también el sistema AWG (American Wire Gage) cuyo fundamento teórico es casi indescifrable (ni nos interesa para nada). La relación entre ambos sistemas, para las secciones mas usuales se resume en la siguiente tabla.

    Conexionados de gran intensidad-tabla1.jpg
    Tabla 1

    La tabla anterior se incluye solo para facilitar la conversión entre secciones de cables, pues algunos reguladores de diseño americano expresan la capacidad de sus bornes de conexionado en AWG, cuya equivalencia exacta con valores normalizados en milímetros, como se observará, no existe.

    Por ejemplo, en las especificaciones para el interconexionado del MPPT Tristar, en su manual de instalación se dice: capacidad de los bornes salida = AWG 2. El propio manual lo traduce como 35 mm2 para el sistema métrico. Como se puede ver en la tabla anterior el AWG 2 corresponde a 33,6 mm2.

    Si intentamos montar en esta borne del MPPT Tristar un cable unipolar estándar de 35mm2 , no podremos hacerlo, porque simplemente no podremos entrar el conductor en la borne del regulador. El fabricante ni se ha molestado en consultar adecuadamente las tablas de conversión.

    CALCULO DE LA SECCION NECESARIA DEL CONDUCTOR

    Según las normas ANSI / IEEEE C57.110 cuando debemos alimentar cargas no lineales (no puramente resistivas) el cálculo de la potencia debe ser realizado al 120% de la potencia nominal. Solo se hace aquí mención a esta norma para aquellos más puristas que deseen dimensionar su instalación según las normativas existentes.

    Existen varios factores a tener en cuenta para dimensionar correctamente la sección de un conductor. Las más importantes son:

    a) Calentamiento del conductor debido al paso de la corriente (efecto Joule). La potencia que se disipa en calor en un conductor eléctrico es W = I2 x R siendo I la intensidad que lo recorre en amperios y R la resistencia del conductor en ohmios. La potencia se obtendrá en vatios. Cuando el conductor se calienta debido al paso de la corriente, disminuye su aislamiento, su resistencia mecánica y aumenta su resistencia eléctrica en ohmios, lo cual a su vez produce un aumento de la potencia disipada, que a su vez aumentará de nuevo la temperatura del cable. Existe pues un efecto acumulativo en este proceso. Este efecto por si solo determina que cada sección de cable según su tipo y forma de instalación (solo, en agrupación con otros , canalizado, al aire , etc.) permita un máximo de intensidad de uso. A continuación se expone el valor de intensidad máxima continua para algunas secciones usuales:

    Conexionados de gran intensidad-tabla2.jpgTabla 2

    Debemos tener en cuenta que estos valores no están basados en la aplicación de ninguna normativa, sino tan solo nos dan una idea de cual es la intensidad máxima continua absoluta en un conductor según su sección. Si superamos estos valores el conductor puede sufrir daños debidos al calentamiento del mismo. Como veremos más adelante serán otros motivos quienes verdaderamente nos permitan estimar la sección de cable a emplear.

    b) Perdidas de tensión y potencia en el cable. La resistencia que presenta un conductor eléctrico hace que se produzca en el una caída de tensión al ser recorrido por una intensidad. Esta caída es V = I x R siendo I la intensidad en amperios y R la resistencia en ohmios. En la siguiente tabla podemos consultar la resistencia de los conductores unipolares de Clase 5, flexibles por cada 1000 m de conductor. Una simple regla de tres nos permite conocer la resistencia de una cierta longitud concreta de conductor

    Conexionados de gran intensidad-tabla3.jpg

    Supongamos usar 3,5 m. de cable de 35 mm2 . Su resistencia será de (3,5/1000) x 0,554 = 1,9 miliohmios es decir en la practica usaremos 0,002 ohmios como valor de cálculo. Si este cable es recorrido por una intensidad de 100A la tensión “perdida” en él es de 0,002 x 100 = 0,2 voltios. La potencia perdida en el cable es de 0,2 x 100 = 20W.

    Si suponemos que nuestro sistema trabaja a 12 voltios, debido a la perdida de tensión del conductor, solamente 11,8 voltios llegaría a su destino (descontando los 0,2V perdidos en el conductor) es decir hemos perdido el 1,6% de la tensión disponible, por “culpa” del conductor.

    Usaremos como norma practica siempre que sea posible limitar la perdida de tensión en el conductor entre reguladores y baterías al 1% .

    CALCULOS NUMERICOS

    Con los conocimientos adquiridos y con solo saber multiplicar y dividir, estamos en condiciones de calcular la sección necesaria para nuestra aplicación. La resistencia de un conductor de cobre puede ser calculada en ohmios ( a 25ºC) como :

    R = 0,017 x (L/S)

    Donde L es la longitud en metros del conductor y S la sección en mm2 .

    En un sistema a 12V llamando P al porcentaje de caída de tensión admisible en los conductores ( P=1 para el 1%, P= 2 para el 2%, P=3 para el 3% ….etc) y recordando que la pérdida de tensión en los mismos es V = I x R podemos escribir:

    0,12 x P = I x 0,017 x (L/S)

    De donde :

    S = (0,142 x L x I ) / P (1)

    Sencilla expresión en la que I se expresa en amperios, L es la longitud total (ida y vuelta ) del conductor en metros , P es el porcentaje de perdida admisible (1, 2, 3 …etc) y S la sección necesaria que deberemos emplear en mm2.

    Por ejemplo si usamos un regulador Tristar MPPT de 60A conectado a un acumulador de 12V con una longitud de cables (ida y vuelta) de 5 metros, la sección mínima necesaria del conductor para mantener un 1% de caída seria de :

    S = 0,142 x 5 x 60 = 42 mm2

    Este no es un valor de sección estándar, por lo que deberemos usar un conductor de 50 mm2 (o dos de 25 mm2), que por desgracia es imposible de montar en las bornes disponibles de este regulador.

    Si nos conformamos con el 3% de caída en la conexión, aplicando la expresión (1) tendríamos:

    S = 14 mm2 (16mm2 en la práctica)

    Consultando la Tabla 2, podemos comprobar que un conductor de 16 mm2 instalado al aire puede soportar 68A continuos. Por tanto es posible usar esta sección siempre que nos conformemos con una pérdida del 3% en la conexión.

    La pérdida de potencia en el cable es:

    W = (12 x P x I) / 100 (2)

    Que corresponde en este ejemplo a 12 x 60 / 100 = 7,2 vatios con el 1% de caída y 21,6 vatios si usamos 16 mm2 de conductor y por tanto admitimos un 3% de caída en nuestra instalación.

    NOTA. Las formulas (1) y (2) son validas para instalaciones a 12V. Para usarlas en los cálculos de una instalación a 24 voltios, sustituya en (1) el coeficiente 0,142 por 0.071 y en la (2) sustituya 12 por 24.
    Igualmente si la instalación funciona a 48 voltios el coeficiente en (1) 0,142 debe ser sustituido por 0.0355 y en la expresión (2) debemos usar 48 en lugar de 12.

    CONCLUSIONES PRELIMINARES.

    Los reguladores no pueden ser ubicados “sobre o junto” a las baterías (así lo indican sus fabricantes en los manuales), debido a las emanaciones acidas de las mismas. Por ello pensar en longitudes medias de interconexión entre reguladores-baterias del orden de 5 metros como en el ejemplo antes expuesto, es bastante realista.

    Vemos que en la práctica deberíamos manejar secciones muy elevadas de conductor para mantener una perdida deseable del 1%, imposibles como hemos visto de montar en los propios equipos. En caso contrario debemos conformarnos con mayores caídas que suponen perdidas de potencia en los cables de cuantía significativa . Por ejemplo, en una instalación con seis reguladores de 60A para producir unos 5Kwh a 12 voltios, las perdidas solo en la unión regulador- baterías serian del orden de 130W, casi la potencia de una placa media.

    El uso de cables de gran sección es de difícil manejo práctico y de elevado costo. La interconexión entre los mismos es difícil sin herramientas especiales. Por todo lo expuesto parece imprescindible buscar otras soluciones prácticas para realizar las conexiones entre reguladores y baterías.

    LAS CONEXIONES

    Todo conductor eléctrico, antes o después esta destinado a entrar en contacto con otro conductor o equipo. Cuando la intensidad que debe atravesar esta zona de contacto mutuo es elevada, deberemos tener especial cuidado en los procedimientos prácticos de realización de tales conexiones.

    Sea cual sea la manera en la que realicemos la conexión entre cables y/o otros cables o equipos, existirá siempre la llamada resistencia de contacto, es decir un valor óhmico añadido al propio del cable, que incrementará la caída de tensión y la perdida de potencia.

    Imaginemos que para conectar un inversor provisto de un borne con tornillería usamos un cable provisto de un terminal. El diagrama resistivo equivalente es :

    Conexionados de gran intensidad-rescontac1.jpg

    Siendo :

    A = Resistencia propio cable . Milésimas de ohmio
    B = Resistencia de contacto cable terminal. Desde centésimas de ohmio a prácticamente cero
    C = Resistencia del propio terminal. Normalmente microhmios
    D = Resistencia de contacto terminal al borne del equipo. Desde centésimas de ohmio a prácticamente cero

    Seamos pues conscientes que al usar cables de gran sección cuya resistencia es del orden de las milésimas de ohmio, cualquier otro de los valores B, C y D que no cuidemos adecuadamente puede tener una importancia relevante y en consecuencia incrementar importantemente las perdidas.

    Si no usamos los terminales adecuados o no los montamos adecuadamente, la resistencia de contacto cable-terminal puede ser mayor que la del cable. Igualmente si no damos el par de apriete adecuado a las bornes de los equipos, estos no están estos limpios, con depósitos de grasa u oxidos, las caídas de tensión en estos puntos pueden superar las caídas en los cables.

    LOS ELEMENTOS DE INTERCONEXION

    A nivel practico diremos que es posible trabajar cómodamente mediante el uso de herramientas comunes hasta secciones de cable de 35 mm2, siempre que este tipo de cable sea muy flexible y de buena calidad .

    Secciones mayores requieren el uso de herramientas especializadas que normalmente no estarán a nuestro alcance si no somos profesionales. Por ello, usaremos en la práctica cables de 35mm2 o menores. Si es necesario emplear una sección mayor usaremos dos , tres o mas tiradas de cable conectadas en paralelo, hasta obtener la sección requerida.

    Varios son los elementos auxiliares de los que nos valemos para estas operaciones

    a) Bornes de conexión. Pueden ser usados para la interconexión de cables entre si. El tipo adecuado se muestra en la foto adjunta

    Conexionados de gran intensidad-borna1.jpg

    Como puede verse en esta imagen, el cable entra fácilmente por la parte superior y se introducen dentro del borne todos los cables a conectar. Posteriormente la tapa roscada que se ve (cabeza abajo) actúa como una prensa, pues dispone de un elemento cuadrado metálico plano que asegura una gran presión, uniformemente distribuida en todos los conductores, garantía de una muy baja resistencia de contacto. Debemos reapretarla varias veces, pues el cobre es un metal dúctil quese deforma fácilmente. Este tipo de conexión puede emplearse con seguridad y buenos resultados.

    b) Terminales. Los usaremos para conectar el extremo de un cable a un equipo que disponga espárragos roscados y tuercas. También para cualquier aplicación donde las conexiones se aseguren mediante el uso de tornillería

    Conexionados de gran intensidad-terminal1.jpg

    Este tipo de terminal se define por la sección del cable que recibe y por el diámetro del tornillo que será usado para conectarlo.

    En la foto adjunta se trata de un terminal para 35mm2 y M10 (tornillo de métrica 10 mm). En todos los casos debemos pedir los terminales adecuados a la sección del cable y del tornillo. Cuanto menor es el diámetro del tornillo, menor es el par de apriete que podemos aplicarle, pero mayor la superficie de contacto del terminal y por tanto también menor su resistencia de contacto.

    El cuerpo hueco del terminal debe encajar exactamente con el cable, de forma que este entre en todos sus hilitos suave pero firmemente dentro del mismo. Una vez entrado el cable, prácticamente todo el interior del terminal se halla “relleno” de cobre.

    Podemos montarlo aplicando fuerte presión con el tornillo de banco (suponiendo que no disponemos de alicates especiales), pues la deformación será pequeña si empleamos un terminal y cable adecuados. Un poco de termorretráctil en la zona cilíndrica del terminal, darán un aspecto profesional al conjunto

    Conexionados de gran intensidad-terminal2.jpg

    En la foto adjunta podemos ver el uso de cuatro cables de 25 mm2 que se conectan mediante terminales insertados con un tornillo de banco, a la unión de dos embarrados de cobre, para alimentar a un inversor de 3000W a 12 V que requiere 100mm2 de sección. Tanto el embarrado de la derecha (dividido en dos láminas) como los cables de 25 mm2, usan ambas caras de la pletina de cobre a fin de mejorar el contacto y disminuir la resistencia del mismo.

    c) Regletas y bornes para cable desnudo. Muchos equipos, por ejemplo los reguladores solares MPPT Tristar vienen provistos de fábrica con un tipo de regletas que admiten ser usadas directamente con un conductor desnudo y aseguran la conexión mediante un tornillo que aprisiona al conductor de cobre

    Conexionados de gran intensidad-regulador1.jpg

    En el caso de la foto adjunta se ha usado conductor de 35mm2, que inicialmente no entra en un borne AWG2, cortando algunos de los pequeños hilos conductores hasta lograr encajarlo. Este tipo de conexión deforma en gran manera al conductor, pues la presión del tornillo se ejerce de manera poco uniforme, por lo que es conveniente no montar y desmontar varias veces estas conexiones. Si una vez apretado el tornillo convenientemente deseamos quitar el conductor, este saldrá muy dañado por la presión del mismo. Podríamos decir que son conexiones de un solo uso.

    En el caso de conexiones de muy pequeña sección como son las que llegan a las regletas de color verde, puede ser conveniente el estañado de los conductores antes de su montaje, para mejorar la consistencia mecánica

    EL EMBARRADO DE COBRE

    Como ya hemos visto, es difícil mediante el uso de conductores de cobre de secciones manejables, cumplir con las especificaciones deseadas, es decir limitar las perdidas en el conexionado al 1%.

    El uso del embarrado de cobre, en estos casos aporta una solución cómoda, fácil de manejar, muy segura y permite el uso de secciones elevadas. Su grado de conectabilidad es muy alto, es decir podemos situar muchos cable en muy poco espacio.

    Conexionados de gran intensidad-barra1.jpg

    Podemos montar todo nuestro sistema basándonos en los tres elementos que aparecen en la foto, es decir, cable ultraflexible de 35mm2, barra de cobre de 30 x 5 (es decir 150 mm2 de sección) y grapas de conexión adecuadas para cable de 35mm2.

    Conexionados de gran intensidad-barra2.jpg

    Como vemos en la foto anterior, es muy fácil conectar el cable de 35 mm2 en cualquier punto de la barra. No hace falta montar terminales, ni hacer taladros. Estos últimos disminuyen la sección efectiva del cobre y no son convenientes. Basta con dar el par de apriete adecuado a la grapa (que viene especificado en ella en Newton x metro) para tener la seguridad de una resistencia de contacto prácticamente nula.

    Conexionados de gran intensidad-reguladores1.jpg

    En la foto de arriba podemos ver la facilidad con la que podemos poner en paralelo varios reguladores mediante el uso de un embarrado común. Cada regulador solo precisa unos 40 cm de cable de 35 mm2 hasta llegar al embarrado, donde ya disfruta de 150 mm2 de sección, gracias a la barra de Cu. También pueden verse las piezas de plástico negro, que se usan como separadoras y como soporte de las barras. Fácil de montar y seguro.

    A la derecha se encuentran las baterías, al negativo de las cuales llega el embarrado. El positivo se une mediante cuatro conductores de 35 mm2 que parten del fusible NH1 (que se adivina en el extremo de la foto a la derecha en la barra superior – la positiva-)
    Última edición por solarweb; 21/05/2019 a las 17:33 Razón: Pasar de Solarwiki a foros

  2. #2
    carlos6025 está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Conexionados de gran intensidad

    Una puntualización según mi parecer:
    En el primer esquema, donde está los reguladores, baterias, etc. creo que hay algo que se debería cambiar. Los fusibles o magnetotérmicos de los reguladores deberían conectarse directamente al positivo de las baterias, sin pasar por el fusible "gordo" de la bateria.
    El motivo es que, si salta el fusible "gordo", pudiera darse el caso, en algunos reguladores, que, al no tener conectada la batería a la salida del regulador y teniendo potencia por la parte de la entrada de placas, puede ser que proporcionen una tensión demasiado elevada para los inversores, y podrían "petar".

    El shunt de baterias iría conectado directamente al positivo y despues el fusible de regulador y fusible de cargas.

    ¿Que te parece?

  3. #3
    carlos6025 está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Conexionados de gran intensidad

    Me corrijo a mi mismo. Lo del shunt al positivo, depende. Es cierto que normalmente los shunts se conectan al negativo, asi que olvida la ultima frase de mi post anterior.( es que no lo puedo editar).

  4. #4
    ASBERGADAS está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Conexionados de gran intensidad

    Hola Carlos6025.

    En primer lugar deseo pedir disculpas por no haber podido colgar todo el trabajo en el WIKI, pues tengo problemas con la tablas. Lo podeis ver entero en la "chincheta" Guia para novatos, donde se puede descargar completo como un .doc.

    Respecto a tu comentario , opino lo siguiente:

    1.- Tienes razon en lo que dices, se ha comentado que algunos reguladores pueden hacer !!pum!!! si se quedan sin tension y el voltaje procedente de los paneles es alto, aunque esto no esta del todo comprobado (me refiero como relacion causa->efecto). Concretamente los Tristar llevan un varistor como proteccion de entrada, que deberia evitar esta posibilidad, pero la posibilidad parece ser existe.

    2.- Si el fusible gordo "peta" normalmente será porque hay un cortocircuito en algun lado (por ejemplo en las cargas de continua, en los cables, etc). En este caso, los reguladores no se quedan sin carga, mas bien al contrario su salida quedaria en cortocircuito y entraria en funcion su limitación electronica o en el peor de los casos el magnetotermico que los protege. En consecuencia, debido al cortocircuito el regulador se queda sin tensión de alimentación y por tanto deja de funcionar y de suministrar tensión y corriente. ¿Que ocurrirá durante el transitorio de desconexión? Pues francamente algo que haga saltar un fusible de 400A puede generar un pulso transitorio del copón, imprevisible.

    3.- Los magnetotermicos de continua son direccionales, es decir protegen la sobreintensidad en el sentido de la polaridad que indican, segun las especificaciones que yo he leido procedentes del fabricante de los modelos que uso. Por ello, si se produce un corto-circuito interior en el regulador (en sus bornes o en la electronica interna) en teoria solo el fusible "gordo" puede evitar que se vean llamas en algun punto. Por esta razon preferí este sistema de interconexionado.
    La posibilidad de que el regulador "pete" es relativa (aunque real) , pero la que se puede armar si existe un cortocircuito interno que el magnetotermico no desconecte es del carallo.

    Quizas la mejor solucion sería montar fusibles en lugar de magnetotermicos de continua, pero estos no permiten (segun sus especificaciones) actuar como seccionadores (es decir abrirlos bajo carga) ventaja que si tienen los magnetotermicos. En este caso si se podria conectar como tu dices.

    Pero discutir sobre el tema es bueno, porque claro, lo que se dice claro no está. Yo he optado por esta configuración y es la que tengo montada, porque me ha parecido la mas simple y razonable.

    Efectivamente los shunt estan mejor en el negativo (comun o cero voltios). Como es una señal de tipo "diferencial" (tension entre los dos hilitos del shunt) , usandolo en el negativo la problematica de las tensiones en "modo comun" (variacion de la tension de bateria por ejemplo) es de mucha menor importancia. Son 60mV para 300A es decir 1mV cada 5A. Para tener un error menor de 1 amperio, debemos tener errores menores de 0,0002 voltios. La cosa no es facil.

    Mis mas cordiales saludos

  5. #5
    carlos6025 está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Conexionados de gran intensidad

    Creo que no me entendiste o no me expliqué bien.
    No planteo el problema hacia el regulador, sino hacia el inversor.

    Puede ocurrir varias circunstancias:
    - Que salte el fusible por cortocircuito en los cables, etc. En este caso estoy con lo que dices, el regulador tambien ve la salida cortocircuitada.

    - Que salte el fusible por execso de consumo, porque no se haya calculado bien, por que el inversor tenga un pico. O incluso, que accidentalmente y sin apenas carga, se abra manualmente el fusible. Sea por el motivo que sea, pero el fusible se queda "abierto". ¿que le pasa entonces al regulador? Habra unos que se paren. Pero habrá otros, por ejemplo los que estan preparados para 12 y 24 voltios, que se configuran automaticamente, que "pensaran" que la tensión de baterias a cambiado a 24 voltios. Entonces, no teniendo carga a la salida, solo el inversor, es posible que den toda la tensión de los paneles en vacio, y sabes que puede llegar a un Voc de 20 y pico voltios. Con esa tensión se puede averiar el inversor que en ese momento sigue conectado, y que solo está preparado para 15 o 18 voltios máximo. De hecho, siempre se debería tomar la precaución de desconectar completamente los inversores cuando se ecualiza a unas tensiones bastante mayores que los 12 voltios.
    A eso me refería.

    saludos

  6. #6
    carlos6025 está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Conexionados de gran intensidad

    Por eso, lo que propongo es que haya dos fusibles, un para el regulador, dimensionado según la corriente máxima del regulador y otro para el inversor. Que los dos se conecten directamente al positivo de bateria.
    Asi, los fallos o problemas de protección del inversor no interfieren en el funcionamiento de regulador y viceversa.

  7. #7
    ASBERGADAS está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Conexionados de gran intensidad

    Hola Carlo6025.

    Es correcto . Yo no consideré el caso del que el fusible se abra "por la cara", cosa dificil si es un NH-1 como se comienda en le texto de 400A . Es un fisuble que da miedo verlo. Eso solo salta si hay una corriente de cortocircuito procedente del las baterias.
    Pero como dicen que hay demonio, consideremos que si, que puede abrirse accidentalmente.

    En principio mi opinión es la misma, si el fusible de "abre" por cualquier motivo los reguladores quedan sin alimentacion, su electronica deja de funcionar, porque se alimentan desde la bateria. Y por tanto deben pararse y no dar ninguna tensión ni corriente de salida, ni al inversor ni a ninguna carga.
    Tambien normalmente la tension del regulador se "configura" al valor del sistema es decir el regulador "sabe" que esta en 12V o en 24 ... a menos que los dejes en "automatico" cosa que los propios fabricantes de los reguladores no recomiendan hacer (al menos Morningstar)

    ¿Que ocurrira durante el transitorio de desconexion? A esto honradamente no puedo contestar.

    Normalmente todos los inversores (incluso los chinos) llevan proteccion contra sobretensiones de entrada, la mayoria de ellos pueden funcionar con 15V e incluso mas. A partir de 15,5V suelen activar la proteccion de sobretension de entrada y pararse, aunque este valor de tensión no esta muy unificado, cada modelo se para mas o menos por ahi.
    En mi caso particular y hablo solo de mi caso concreto tengo las cargas alimentadas mediante 5 convertidores (nevera-arcon, calefaccion, lavadora, bomba del pozo y general). Ecualizo con todos ellos conectados. Los de nevera-arcon y lavadora (que son iguales unos HQ de 1000-2000W) se paran. Los demas funcionan durante la ecualización.

    Es evidente que debe existir un fusible exclusivo para el inversor (algunos modelos lo llevan dentro por ejemplo el Victron 1200W lleva un 200A en su interior), pero en todo caso deben montarse varios fusibles mas en la instalacion , para el inversor (o inversores) , para el cargador de baterias, otro para cargas menores (iluminacion)... como si fuese una distribucion con ICP's . Realmente asi lo tengo yo. Pero en este esquema he intentado solo representar la parte reguladores -baterias, sin entrar en otros detalles. Evidentemente el resto de la instalacion es otro cantar.

    De todas formas no tengo inconveniente en cambiarlo como tu dices, pues tambien me parece correcto, se deja un fusible para la corriente de los reguladores, dimensionado para ellos y se coloca otro general desde positivo de bateria.

    De todas maneras, si se hace asi, y en todos los casos deberia de existir una distribución (que es la que no se ve en el esquema actual) pues un fusible solo que soporte toda la intensidad de la instalación, puede no proteger al inversor o a cualquier otra linea de menor potencia. Siempre deberan existir muchos mas fusibles, cada uno segun su misión, pero yo no he entrado en este detalle. Quizas en lugar de un solo fusible general, deberiamos dibujar el esquema con una serie de fusibles a distribuir en las cargas segun necesidad. dejando el fusible dimensionado solo para los reguladores.

    Espero pues tus comentarios.

    Mis mas cordiales saludos

  8. #8
    carlos6025 está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Conexionados de gran intensidad

    Bueno, pues solamente añadir/confirmar por mi parte, según como yo lo veo:

    - Pensar en un fusible "gordo y general" para la batería, creo que no tiene mucho sentido. Lo que hay que protejer son las lineas que alimentan las cargas. Cada línea con su correspondiente protección según la carga y/o cableado.

    -Sobre los reguladores, yo diría que los de "baja calidad" pueden disparar la tensión de salida si se quedan sin batería. De todas formas, tampoco está de más prevenir esa circunstancia.

    - Con respecto a los inversores, por lo menos los pocos que han pasado por mis manos, sabes que la tensión de baterias va directamente al circuito de potencia, no tienen ningún interruptor, relé, que aisle totalmente dicho circuito de la entrada. Entonces, aunque el inversor se pare por sobretensión, los circuitos de entrada siguen expuestos a cualquier sobretensión, por ejemplo, los condensadores de gran capacidad que hay a la entrada. O los circuitos de control, tambien estan expuestos a dicha sobretensión.

    Por eso, en algunos manuales de reguladores se aconseja que se desconecte totalmente el inversor, y otras cargas, cuando se realizan las ecualizaciones.

    Saludos

  9. #9
    ASBERGADAS está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Conexionados de gran intensidad

    Hola Carlos 6025

    Seguro que podemos escribir mas sobre este tema que sobre todo el articulo.
    El estudio esta dedicado a potencias medias, por lo que no tiene aplicacion a pequeños reguladores o de calidades muy dudosas. Como minimo se precisaran MPPT tipo Outback o Tristar . Si pensamos en el uso de equipos de baja o mala calidad, vamos finos. Se sobreentiende que para hacerlas cosas bien, todo el aparallaje usado es de calidad y que se encuentra correctamente aplicado. Si los equipos son malos, no hace falta que nos "calentemos" mucho la cabeza en todo lo demas.

    Tal como yo lo veo, en la instalacion simpre habra un cable que vaya de la bateria a la distribucion. Si se produce un corto "antes" de que este cable llegue al "fusible gordo" el petardo es del copon. Por ello creo que hay que proteger esta eventualidad, es decir practicamente proteger a la bateria con un fusible casi directamente en sus bornes . Si este fusible no está, cualquier corto antes de la distribucion, y con ello me refiero a los cables e interconexiones entre el positivo de bateria y todos los fusibles parciales que alimenten a las distintas cargas , puede ser fatal. Estos fusibles estarán puenteados en el lado "vivo" mediante varios cables e interconexiones, creando una zona peligrosa en caso de cortocircuito, pues se encuentra desprotegida y conectada directamente a la bateria .

    Yo he visto un corto en una sala de baterias de un SAI de un centro de calculo y el petardo que pego derribo una pared de ladrillo. La sobreintensidad de un acumulador es acojonante. Por eso me parece muy importante que en la práctica se use un fusible general justo junto a la bateria, lo mas cerca posible de ella para minimizar la posibilidad de pegar el bombazo. A partir de aqui, todo lo demas me parece bien. La proteccion ya existe.

    Respecto a los inversores, la tension de la bateria va efectivamente a la electronica tanto de potencia (normalmente indorporan algun tipo de fusible interior) como a la electronica de control. Respecto a la de potencia suelen usar todos el IRFZ11 (o cualquiera equivalente de los mismos) que soportan un minimo de 50V. La electronica de control suele recibir la alimentacion a traves de reguladores de la serie lineal tipo 78XX los cuales normalmente admiten hasta 35 voltios a la entrada.
    Los condesadores de entrada siguen las tablas normalizadas de tension para condensadores electroliticos que pasan de 16V (que seria inaplicable, valor demasiado bajo) a 25V. Por tanto cualquier inversor de 12 voltios no deberia sufrir daño si transitoriamente recibe una tension menor de 25V.

    Normalmente los manuales de los equipos estan redactados un poco como los prospectos de los medicamentos. Hacen que te "acojones" y asi ya estas advertido. Si seguimos todas las series de advertencias y limitaciones "vamos finos". Por ejemplo Tristar dice en su manual que los reguladores no pueden estar expuestos a las emanaciones de las bateiras, por tanto deberian estar en "local aparte". Pues entonces si estamos "apañaos".

    Como veras he modificado el texto, segun tus indicaciones, incluyendo un parrafo donde se dice que deben existir ademas unos fusibles de reparto, para alimentar a los distintos equipos y protegerlos individualmente. Creo honradamente que con esta observacion, que era muy pertinente, la cosa es correcta.

    Como estamos en un "empate" teorico , esperemos que alguien mas intervenga y "desempate" el partido.

    Mis mas cordiales saludos

  10. #10
    carlos6025 está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Conexionados de gran intensidad

    Cita Iniciado por ASBERGADAS Ver mensaje
    Hola Carlos 6025


    Tal como yo lo veo, en la instalacion simpre habra un cable que vaya de la bateria a la distribucion. Si se produce un corto "antes" de que este cable llegue al "fusible gordo" el petardo es del copon. Por ello creo que hay que proteger esta eventualidad, es decir practicamente proteger a la bateria con un fusible casi directamente en sus bornes . Si este fusible no está, cualquier corto antes de la distribucion, y con ello me refiero a los cables e interconexiones entre el positivo de bateria y todos los fusibles parciales que alimenten a las distintas cargas , puede ser fatal. Estos fusibles estarán puenteados en el lado "vivo" mediante varios cables e interconexiones, creando una zona peligrosa en caso de cortocircuito, pues se encuentra desprotegida y conectada directamente a la bateria .

    Yo he visto un corto en una sala de baterias de un SAI de un centro de calculo y el petardo que pego derribo una pared de ladrillo. La sobreintensidad de un acumulador es acojonante. Por eso me parece muy importante que en la práctica se use un fusible general justo junto a la bateria, lo mas cerca posible de ella para minimizar la posibilidad de pegar el bombazo. A partir de aqui, todo lo demas me parece bien. La proteccion ya existe.

    OK. En ese caso estamos de acuerdo.



    Respecto a los inversores, la tension de la bateria va efectivamente a la electronica tanto de potencia (normalmente indorporan algun tipo de fusible interior) como a la electronica de control. Respecto a la de potencia suelen usar todos el IRFZ11 (o cualquiera equivalente de los mismos) que soportan un minimo de 50V. La electronica de control suele recibir la alimentacion a traves de reguladores de la serie lineal tipo 78XX los cuales normalmente admiten hasta 35 voltios a la entrada.
    Los condesadores de entrada siguen las tablas normalizadas de tension para condensadores electroliticos que pasan de 16V (que seria inaplicable, valor demasiado bajo) a 25V. Por tanto cualquier inversor de 12 voltios no deberia sufrir daño si transitoriamente recibe una tension menor de 25V.


    Normalmente los manuales de los equipos estan redactados un poco como los prospectos de los medicamentos. Hacen que te "acojones" y asi ya estas advertido. Si seguimos todas las series de advertencias y limitaciones "vamos finos". Por ejemplo Tristar dice en su manual que los reguladores no pueden estar expuestos a las emanaciones de las bateiras, por tanto deberian estar en "local aparte". Pues entonces si estamos "apañaos".

    Vale. De todas formas yo seguiré desconectando el inversor cuando vaya a ecualizar. Mas que nada porque en el manual dice que su máxima tensión de entrada son 62 voltios.


    Como veras he modificado el texto, segun tus indicaciones, incluyendo un parrafo donde se dice que deben existir ademas unos fusibles de reparto, para alimentar a los distintos equipos y protegerlos individualmente. Creo honradamente que con esta observacion, que era muy pertinente, la cosa es correcta.

    Como estamos en un "empate" teorico , esperemos que alguien mas intervenga y "desempate" el partido.

    Mis mas cordiales saludos
    Saludos cordiales

  11. #11
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    Predeterminado Re: Conexionados de gran intensidad

    Desde luego no seré yo quien desempate este partido, pero si os diré que gracias a haber seguido esta discusión he aprendido algunas cosas, aunque no voy a negar que he sido incapaz de enterarme del 100%.

    En fin, al margen de esto, queria manifestar mi agradecimiento por el trabajo objeto de debate en este hilo, especialmente porque para un aprendíz como yo es muy útil conocer la manera en la que se justifican determinadas decisiones de disaño para las potencias que se manejan. Y aparte de los "detalles de protección" que puedan ser opinables no me cabe duda de que todo aquel que quiera saber un poco mas sobre instalaciones de aislada habitual hallará aquí el cielo abierto gracias al esquema , las tablas y las explicaciones.

    Como soy de letras puras voy a colgar aquí una frase latina que nunca he encontrado donde meter y hoy me viene al pelo, perdón por la pedantería:

    "Melior tutuorque libri sunt quam magistri"-- Los libros son mejores tutores que los maestros.
    Vamos... Alégrame el día.

  12. #12
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    Predeterminado Re: Conexionados de gran intensidad

    Hola compañeros

    Joder, que nivelazo esta cogiendo esto del Wiki, hasta se escribe en latín. Eso me ha recordado cuando estudiaba en los Maristas y las muchas hostias que soltaban los queridos HH Maristas. Unos artistas soltando tortazos (en aquella epoca, ahora es politicamente incorrecto)

    Bueno esperemos a que alguien mas opine sobre el "fusible gordo" y si hay que cambiar el esquema se cambia. No es que yo quiera defender a ultranza mis ideas, es que creo que es lo correcto, pero claro, es solo mi opinión y nadie está a salvo de equivocarse.

    A mi personalmente me dan mucho respeto los acumuladores gordos, no hay mas que hacer numeros sobre la energia que almacenan, la intensidad que pueden soltar y por tanto la gran cantidad de energia que se disipa instantaneamente en un corto. Por ello, empezar con un fusible da una cierta tranquilidad.

    Saludos cordiales

  13. #13
    Avatar de PatxiSolar
    PatxiSolar está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Conexiones de gran intensidad (2)

    Gran trabajo compañero, mil millones de mil gracias por tan buena información y por el trabajazo que hay detrás de ella. Enhorabuena.
    Saludos y un abrazo!


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