Como todas las instalaciones eléctricas, los sistemas de paneles solares fotovoltaicos deben estar provistos de los automatismos necesarios que preserven la salud de las personas y la propia integridad de su conjunto. Son los diferentes elementos de protección de la instalación fotovoltaica los encargados de llevar a cabo esta misión y su conocimiento debe ser obligatorio para aquel profesional que se dedique a su manipulación y construcción.

Por qué deben utilizarse los elementos de protección de la instalación fotovoltaica

Pese a que la electricidad se ha vuelto totalmente necesaria en nuestros días, no hay que olvidar que puede conllevar ciertos riesgos capaces de dañar seriamente a las personas. Las instalaciones de paneles solares no están exentas de estos riesgos, ya que no podemos olvidar que se tratan de sistemas que convierten la energía proveniente del sol en eléctrica y, para ello, se hace indispensable el uso de automatismos de protección.

En este contexto, la normativa actual indica que en los sistemas generadores de energía solar, al tratarse de circuitos eléctricos, deben tener los elementos de protección de la instalación fotovoltaica necesarios para preservar la salud de las personas y de la propia instalación.

De carácter general, establece ciertas clasificaciones en función de los riesgos de la instalación. De forma resumida se tienen las siguientes especificaciones de protección:

• Aquellas instalaciones que tengan tensiones superiores por encima de los 48 V, deben contar con una toma de tierra a la que deberá estar conectada como mínimo la estructura para placas solares y los perfiles encargados del soporte del generador.
• Los elementos de protección de la instalación fotovoltaica estarán diseñados para proteger a las personas frente a todo tipo de contactos, tanto directos como indirectos. En el caso de que hubiera una instalación previa, no se alterarán las condiciones en materia de seguridad de la misma.
• Además, toda instalación deberá estar protegida ante sobrecargas, cortocircuitos y sobretensiones. Las baterías, en caso de existir, deberán estar especialmente resguardadas mediante disyuntores electromagnéticos, fusibles o cualquier elemento capaz de cumplir con este tipo de funciones.

Tipos de protecciones en instalaciones fotovoltaicas

Los diferentes elementos de protección de la instalación fotovoltaica existentes pueden clasificarse de tres formas:

• Según el tipo de corriente: para la continua, se utilizan aquellos que sirven para la protección de los paneles solares y de su cableado. Se suelen instalar seccionadores, protecciones contra rayos y si hay varios strings en paralelos se añaden fusibles, tambien tomas de tierra en la estructura portante de los módulos. Para la parte de corriente alterna, los elementos más usados son los magnetotérmicos, diferenciales y protecciones contra sobretensiones.
• Según el tipo de instalación: se subdividen en monofásicos y trifásicos. Las protecciones son las mismas que la clasificación anterior, lo único que cambia es el modo de conexión.
• Según el tipo de contacto: pueden ser directos o indirectos. Los primeros protegen a las personas contra los riesgos derivados de un contacto con las partes de la instalación que están en tensión. Suelen estar definidos en la norma UNE 20.460-4-41. Los segundos son aquellos producidos cuando se tocan elementos que han sido puestos en tensión accidentalmente. Están regulados por la ITC-BT-08 y por la UNE 20.572-1.

La mayoría de las diferentes protecciones suelen ubicarse para proteger la línea que une los paneles solares con el inversor DC/AC. Estos elementos deberán estar diseñados para proteger de sobretensiones, sobrecargas y cortocircuitos en la instalación. Su configuración dependerá del tamaño y tipo de cada sistema y, además, deberá tener en cuenta los siguientes factores:

1. La corriente nominal de circulación en los strings (paneles solares fotovoltaicos conectados en serie).
2. La tensión total generada en la instalación fotovoltaica.

De esta forma, los diferentes elementos de protección de las instalaciones solares deben seleccionarse de acuerdo a que sean capaces de soportar la máxima tensión del sistema y tendrán que estar diseñados para abrir o cerrar los circuitos cuando se supere la máxima tensión admitida.

De acuerdo a todo esto, tendremos los diferentes elementos de protección de la instalación fotovoltaica descritos a continuación.

Interruptores magnetotérmicos

Estos elementos ofrecen protección contra cortocircuitos y sobreintensidades de manera bastante fiable. Su diseño está pensado para soportar tensiones DC de 1000 V. Este valor viene impuesto por la cantidad de paneles existentes, de tal forma que si cada uno de ellos soporta 250 V, un interruptor de 4 módulos estará diseñado para soportar un máximo de tensión de 1000 V.

Fusibles

Al igual que los anteriores, los fusibles protegen contra las sobreintensidades que puedan darse. Deben ser elegidos en función del tipo de corriente que se tenga y a la tensión del sistema. En instalaciones en las que no hay stings en paralelo, no es necesario poner fusibles, dado que del panel solar nunca puede llegar una corriente superior a su corriente de cortocircuito.

Seccionadores de corte

Seccionadores que cierren el circuito cuando se produzcan sobreintensidades.

Los seccionadores, nos permiten abrir el circuito DC cuando tengamos necesidad de ello, para una manipulación con seguridad. Es muy importante que sean específicos para DC y no necesitan que sean de salto automático, dado que del panel nunca llegará una intensidad mayor a su corriente de cortocircuito. De esta manera, se produce un alto grado de fiabilidad y seguridad en la instalación. Estos elementos adicionales tendrán que estar diseñados en función de la corriente y de la instalación del sistema.

Descargador de sobretensiones

Los descargadores son elementos que derivan a tierra las sobretensiones derivadas por fenómenos atmosféricos, como por ejemplo el impacto de los rayos. Son aparatos encargados de la protección, tanto de los paneles solares como del inversor, y su uso es muy recomendado, ya que impiden la avería de ellos.

Se conectan en paralelo a la instalación eléctrica para garantizar que las descargas sean derivadas a tierra. Se seleccionarán teniendo en cuenta que la máxima tensión prevista en el sistema sea menor que la de trabajo del descargador. Estos deben ponerse tanto en AC como en DC y uno por cada polaridad y string.

Los elementos de protección de la instalación fotovoltaica son necesarios para dotar de la seguridad necesaria a las personas de los riesgos derivados de una exposición a la electricidad. Son de obligado cumplimiento según la normativa vigente y deben estar diseñados de acuerdo a las características específicas del sistema.