Las razones de los aumentos de voltaje en los sistemas solares fotovoltaicos y el sobrevoltaje anticipado
Para lograr una sociedad sustentable, los sistemas de generación de energía que utilizan energía renovable están ganando popularidad. Debido a su bajo costo y su sencilla instalación, la generación de energía fotovoltaica es cada vez más popular.
Razones por las que el sistema solar fotovoltaico (PV) se está volviendo de alto voltaje
Reducción de la pérdida de energía durante la transmisión de potencia
La eficiencia de generación de energía se puede mejorar cambiando de un sistema de 1000 V a un sistema de 1500 V. Cuando la corriente es alta, la pérdida de energía durante la transmisión de energía es alta. Aumentar el voltaje y disminuir la corriente reducirá la pérdida de energía. Por lo tanto, los sistemas fotovoltaicos se están actualizando a voltajes más altos para minimizar las pérdidas y maximizar la utilización de la energía eléctrica generada.
Costo
Un sistema fotovoltaico de 1500 V requiere menos costo que un sistema de 1000 V. Dado que la cantidad de cadenas en un sistema de 1500 V es aproximadamente un 75 % menor en comparación con un sistema de 1000 V, se puede reducir la cantidad de cajas de combinación, inversores y la longitud de los cables.
Fig. 1: Ejemplos de sistemas de 1000 V y 1500 V en una planta fotovoltaica de 1000 kW
Los sistemas de 1500 V han ganado popularidad como alternativa a los sistemas de 1000 V más comunes debido a su menor costo.
Clasificación de categorías de módulos fotovoltaicos solares
Debido a que las instalaciones de sistemas fotovoltaicos son cada vez más de alto voltaje, al igual que las sobretensiones transitorias, los peligros asociados con las operaciones de mantenimiento son cada vez mayores. La serie de normas de seguridad EN 61010 clasifica las mediciones en CAT II, CAT III y CAT IV según la ubicación de la medición. La categoría se determina en función de la clasificación de tensión a tierra, la capacidad de corriente y las sobretensiones transitorias que se producen en el punto de medición. La figura 2 y la tabla 1 muestran los lugares de medición y las categorías de medición.
Además, de acuerdo con el estándar para la calificación de seguridad de módulos fotovoltaicos (PV) (IEC 61730-1), los módulos PV se tratan como categoría de sobretensión III. Por lo tanto, para fines de medición, se requiere un instrumento categorizado como categoría de medición III.
Fig. 2: Ubicaciones de medición y categorías de medición
| Categoría de medición | Descripción |
|---|---|
| CATII | Desde los enchufes de alimentación de los dispositivos que están conectados a las tomas de corriente hasta los circuitos de alimentación de los dispositivos |
| CAT III | Cableado de alimentación y circuitos de suministro de energía de dispositivos que están conectados directamente a un panel de distribución (por ejemplo, equipos instalados permanentemente) y cableado desde paneles de distribución hasta terminales de cableado en la parte posterior de los tomacorrientes. |
| CAT IV | Tomas de servicio eléctrico de edificios y circuitos que conectan las tomas de servicio a medidores de energía y paneles de distribución |
Sobretensión transitoria prevista
Las líneas eléctricas en fábricas e instalaciones similares pueden tener sobrevoltaje transitorio (voltaje de impulso) 10 veces el voltaje de la fuente de alimentación. La sobretensión transitoria de los puntos de medición debe predecirse con anticipación, y el instrumento requerirá un diseño de seguridad para soportar dicha sobretensión. La Tabla 2 muestra la lista de requisitos para sobretensiones transitorias según tensión a tierra y categoría de medida. La sobretensión transitoria de un sistema fotovoltaico de 1500 V clasificado como CAT III es de 10000 V.
| Tensión nominal a tierra (V) | Sobretensión transitoria (V) | ||
|---|---|---|---|
| CATII | CAT III | CAT IV | |
| 2500 | 4000 | 6000 | |
| 4000 | 6000 | 8000 | |
| 6000 | 8000 | 12000 | |
| 8000 | 10000 | 15000 | |
| 12000 | 15000 | 18000 | |
Soluciones de Hioki
Actualmente, las instalaciones solares de 1500 V son cada vez más populares, pero en el futuro se requerirán instrumentos que puedan soportar voltajes aún más altos a medida que se disponga de sistemas más grandes y eficientes. En respuesta a la perspectiva a corto plazo de tales aplicaciones, Hioki desarrolló la sonda de alto voltaje de CC P2000 para admitir la medición CAT III 2000 V. Este producto está diseñado para medir con seguridad incluso cuando hay una sobretensión transitoria de 15000 V.
Características de P2000
- 1. El P2000 puede medir voltajes altos hasta CAT III 2000 V simplemente conectándolo a una pinza amperimétrica Hioki compatible o a un multímetro digital.
- 2. El diámetro de la punta del cable de prueba es tan pequeño como φ2 mm, lo que facilita la comprobación del interruptor automático y los terminales cubiertos.
- 3. Las hebillas de correa agrupadas están unidas para permitir un manejo sin estrés durante la medición.
Introducción de modelos compatibles con P2000
La pinza amperimétrica y el multímetro digital Hioki que son compatibles con el P2000 tienen una función que permite la lectura directa del valor de voltaje medido al convertir el voltaje reducido por el P2000.- Pinza amperimétrica de 2000 A CA/CC CM4373-50
- Hay dos rangos, 600 A y 2000 A, disponibles para medir una amplia gama de sistemas fotovoltaicos, desde instalaciones fotovoltaicas a pequeña escala hasta sistemas de mega energía solar.
- Pinza amperimétrica de 1000 A CA/CC CM4375-50
- Con una mordaza delgada, puede medir sin problemas la corriente en espacios reducidos y abarrotados.
- La función de detección automática de CA/CC le permite medir la corriente y el voltaje tanto en CA como en CC sin cambiar los rangos. Esto hace que el trabajo sea aún más eficiente.
- Multímetro digital DT4261
- Clasificación IP 54, resistente al agua y al polvo, ideal para uso en exteriores.
- Con las funciones de obturador de terminal, este multímetro digital evita la inserción incorrecta de cables de prueba y garantiza una medición segura.
- Conecte su instrumento con la aplicación GENNECT Cross:
- Hacer mediciones inalámbricas eliminará los errores de transcripción del papel a la PC, ahorrará mano de obra y minimizará las horas de trabajo.
- La función de comparación se puede utilizar para determinar el PASA/FALLA de los valores medidos, lo que puede mejorar la eficiencia del trabajo.
MEDIDOR DE PINZA AC/DC CM4373-50
MEDIDOR DE PINZA AC/DC CM4375-50
MULTIMETRO DIGITAL DT4261
GENNECT CROSS SF4071, SF4072
A medida que entren en uso sistemas más grandes e incluso más eficientes, se espera que el sistema fotovoltaico sea más alto en el futuro. Hioki continuará proponiendo soluciones que puedan medirse de manera segura y eficiente.