CHINT, compañía que brinda soluciones fin-a-fin, desde la generación, transmisión y distribución de la energía, expone la problemática de este tema en materia de generación de electricidad
Una falla de arco es el flujo de energía eléctrica a través de un espacio de aire a través de moléculas de gas ionizado. Mientras que el aire normalmente se considera un medio no conductor, una alta diferencia de potencial (tensión) entre dos conductores en las proximidades puede hacer que las moléculas de aire se descompongan en sus constituyentes ionizados (llamados “plasma”), que luego pueden llevar una carga de un electrodo al otro.
La temperatura de un arco eléctrico depende de una serie de factores, como el nivel de flujo de corriente, pero en un sistema fotovoltaico típico, es lo suficientemente caliente como para fundir vidrio, cobre y aluminio, e iniciar la combustión de los materiales circundantes. Las fallas de arco de CC ocurren en el cableado de CC de los sistemas fotovoltaicos.
¿Dónde ocurren las fallas de arco de CC en un sistema fotovoltaico?
Las fallas pueden ocurrir en cualquier parte del cableado de CC que va desde los módulos solares en el techo hasta el inversor fotovoltaico tipo cadena que generalmente se instala en Generación Distribuida. Hay aproximadamente 26 conexiones en el circuito de CC de un pequeño sistema fotovoltaico doméstico de 2kW que son efectuadas en el sitio por el instalador solar y aproximadamente 50 conexiones en un sistema fotovoltaico de 5kW. Todas estas conexiones realizadas por el instalador fotovoltaico son un punto potencial de falla.
También hay conexiones adicionales dentro de los módulos fotovoltaicos, aisladores de CC y el inversor tipo cadena que son puntos potenciales de falla.
Fotos: Chint
¿Cuáles son los tipos de fallas de arco que se presentan en un sistema solar?
Existen tres tipos comunes de Fallas de Arco Eléctrico:
Serie: Un arco de serie ocurre cuando se rompe una conexión mientras la energía fotovoltaica está produciendo corriente. Cualquier conexión intermitente en el circuito de CC tiene el potencial de producir una falla de arco de CC. Estas conexiones pueden incluir uniones soldadas dentro del módulo, conexiones de cable de tipo compresión, conectores utilizados en los cables conectados a los módulos fotovoltaicos, conexiones en aisladores de CC, conexiones en el inversor, cualquier circuito de CC en el inversor o cualquiera de los cableados de CC en el circuito de cadena.
Paralelo: Los arcos paralelos ocurren cuando hay una ruptura en el sistema de aislamiento y la corriente fluye entre positivo y negativo. Dos conductores de polaridad opuesta en el mismo circuito de CC a menudo se instalan muy cerca el uno del otro. El aislamiento entre los dos cables puede volverse ineficaz debido a que los animales los rasgan, la descomposición UV, la fragilidad, el agrietamiento, la entrada de humedad y el daño mecánico. Las fallas de arco paralelo pueden continuar a lo largo de los conductores hacia el inversor quemando materiales a lo largo del camino.
A tierra: Esta falla solo requiere la falla de un sistema de aislamiento a tierra. Esto puede ser el marco de un módulo fotovoltaico, las estructuras del arreglo fotovoltaico, el techo o cualquier otra superficie conectada a tierra.
A menudo, una falla puede comenzar como un tipo de falla (por ejemplo, falla en serie) pero convertirse en un tipo diferente de falla (por ejemplo, falla en paralelo).
¿Qué puede desencadenar una falla de arco de CC?
Desglose de la continuidad del conductor debido a:
- Conectores sueltos debido a una mala instalación
- Conectores sueltos debido a conexiones de mala calidad
- Corrosión de las conexiones a lo largo del tiempo
Desglose del sistema de aislamiento:
- Degradación del aislamiento del cableado con el tiempo debido a la exposición a los rayos UV
- Agrietamiento del aislamiento del cableado con el tiempo debido a cambios de temperatura (caliente – frío)
- Degradación del aislamiento del cableado debido al envejecimiento
- Daños al aislamiento por roedores, insectos, aves
- Daños en el aislamiento durante la instalación
- Daños en el aislamiento por futuras obras de construcción
- Entrada de humedad/agua a cables, conductos.
- Entrada de humedad/agua a los conectores de CC por una instalación deficiente
- Entrada de humedad/agua a los conectores de CC debido a la degradación de los sellos con el tiempo
- Entrada de humedad/agua al inversor
- Entrada de humedad/agua al módulo fotovoltaico o caja de conexiones
¿Se pueden prevenir las fallas de arco en CC?
Hay una variedad de tecnologías solares que han estado disponibles durante más de una década que eliminan el riesgo asociado con las fallas de arco de CC en los sistemas fotovoltaicos. Éstos incluyen interruptores contra falla de arco fabricados por Chint Power Systems (CPS) y provistos en sus inversores fotovoltaicos tipo cadena para interconexión a la red.
