Equipo de protección del SFV 1 Medios para deshabilitar el SF

Se deben tener medios para sacar de operación al SFV, ya sea por mantenimiento o por protección contra fallas en alguno de sus componentes. Sin embargo se debe de considerar que en principio la única manera de apagar el SFV es tapándolo para que no lo toque la luz solar, pero este tipo de prácticas resulta ser algo tediosa y en otras ocasiones es poco económica.

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Deshabilitar el arreglo FV puede significar alguna de tres condiciones diferentes:

 Evitar que el arreglo produzca salida alguna.  que la tensión se reduzca a cero.

 la corriente de salida se reduzca de igual manera a cero.

En arreglos de pequeña escala (≤ 2kWp) y cuya tensión de circuito

abierto no exceda los 200 V C.D solo se necesita abrir el circuito para deshabilitar el arreglo. Pero para esto se necesita utilizar un interruptor para C.D para deshabilitar el arreglo y que cumpla con las especificaciones para operar a tensión y corriente de dicho circuito. En arreglos para potencias mayores a los 2 kWp es recomendable contar con medios de desconexión para seccionar el arreglo en segmentos cuya tensión en circuito abierto no sea menor de los 200 V C.D y la corriente de corto circuito no exceda los 20 A. esto permite llevar los trabajos de mantenimiento más seguros.

3.7.10.2 Detección de fallas a tierra

Las fallas a tierra en los SFV son muy peligrosas ya que estas producen arcos eléctricos y esto puede llegar a ocasionar incendios. Para esto se debe de proveer un sistema de fallas a tierra para evitar algún accidente o más que nada en lugares donde existan materiales que sean muy flamables.

Se puede omitir el uso de este sistema de fallas a tierra siempre y cuando todos los componentes que conforman el SFV cuenten con aislamiento de clase II y las instalaciones donde se minimicen las posibles fallas en el cableado.

En lugares donde la potencia nominal pico supere los valores de 10kWp, ya que a medida en que incrementa el tamaño del SFV resulta más difícil la localización y su detección.

El tipo de sistema de detección de fallas a tierra debe de cumplir las siguientes funciones.

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 Detectar las fallas a tierra.  Interrumpir la falla.

 Deshabilitar el arreglo.

El detector debe de tener un indicador que especifique que tipo de falla fue.

3.7.10.2.1 Generador fotovoltaico aterrizado

En el SFV una falla a tierra produce corrientes grandes, por lo cual se es más fácil detectar este tipo de fallas y se pueden instalar equipos menos sensibles. Las corrientes de falla elevadas pueden incrementar la posibilidad de arcos eléctricos por lo cual se recomienda que se instale un sistema de detección permanente.

Los dispositivos de detección de falla a tierra para uso en SF están en etapa de desarrollo, sin embargo se puede construir un sensor de corriente residual que debe de ser instalado en el circuito de la salida del generador.

Figura 3.4 Esquema de protección para fallas a tierra en generadores aterrizados.

Esta protección detecta cualquier desbalance de corriente en los dos polos. Pero debe de estar calibrado para que solo detecte un

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desbalance mayor a la corriente de fuga a tierra del arreglo FV en condiciones húmedas, ya que ello indica una falla a tierra.

3.7.10.2.2 Generador fotovoltaico flotante

En este tipo de sistemas es más compleja la detección de fallas, porque una falla sencilla a tierra no produce corrientes de fallas fácilmente detectables. Por esto, el riesgo de de arcos eléctricos es menor.

En SFV la detección de fallas a tierra se puede hacer de tres formas: 1. Verificar periódicamente el aislamiento.

2. Instalación de un monitor de aislamiento que verifique la resistencia a tierra de dos polos con una frecuencia determinada. 3. Con un dispositivo de corriente residual instalado en la salida del

subsistema de acondicionamiento de potencia.

3.7.10.3 Sobrecorriente

Las protecciones en sobrecorriente se dividen de las siguientes:

3.7.10.3.1 Ramas de arreglo o sub arreglo

Cada una de las ramas se debe de proteger contra la sobrecorriente. En SFV aterrizados no se deben de instalar dispositivos de sobre corriente, ya que su apertura los puede pasar a operar en modo flotante, para este caso solo se coloca un dispositivo de sobrecorriente en el lado positivo de cada rema y en los SFV flotantes si se colocan dispositivos de sobrecorriente en la rama positiva tanto como la negativa.

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3.7.10.4 Sobretensiones

Las sobretensiones en los SFV ligadas a la red pueden ser externa e internas, entre los factores internos están las fallas de los componentes, errores de operación y transitorios por conmutación. De los factores externos pueden ser ocasionados por descargas atmosféricas o transitorias.

Es indispensable tener sistemas de protección contra sobretensiones en SFV por varias razones:

 Evitar que se dañen los equipos del SFV.  Asegurar la continuidad del servicio.

 Reducir riesgos con las personas que interactúan con el sistema. Todas estas medidas de protección se establecen en la norma IEC 61173.

En la figura 3.5 se muestra los medios de desconexión para los equipos y se recomienda que cada elemento del sistema se des energice por separado para dar mantenimiento.

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3.7.10.5 Diodos de bloqueo

Otras protecciones que podemos encontrar en un SFV son los diodos de bloqueo y de paso, donde los diodos de bloqueo por naturaleza ellos no son dispositivos de sobrecorriente pero ayudan a controlar algunas corrientes de falla en las ramas del SFV. Es recomendable sobre dimensionar la corriente nominal en un 50% para reducir las caídas resistivas, ya que su resistencia en estado de conducción disminuye al aumentar su capacidad. En cuanto a la tensión de bloqueo debe de ser al menos al doble de la tensión de circuito abierto del arreglo.

3.7.10.6 Diodos de paso

Este tipo de componentes se utilizan para disipar la energía en los MFV causado por el sombreado parcial o total de uno o varios de ellos. La utilización de diodos de paso es importante ya que evita daños mayores a los módulos y reduce considerablemente las pérdidas de potencia por concepto de sombreado.

Se debe de utilizar por lo menos un diodo de paso por cada modulo y la conexión se tiene que realizar de tal manera que el ánodo del diodo va a ir con la parte negativa y el cátodo del modulo a la parte positiva.