¡Hola! Si está en el juego solar, sabrá que elegir los cables correctos no se trata solo de llevar energía del punto A al B, sino de mantener todo el sistema funcionando sin problemas, sin fallas ni contratiempos extraños. Como alguien que ha estado en el juego de proveedores de cables fotovoltaicos de un solo núcleo durante más de 8 años, todo el tiempo me preguntan sobre la interferencia electromagnética (EMI) con estos cables. La mayoría de la gente simplemente asume que todos los cables solares son iguales, pero créanme, los cables fotovoltaicos de un solo núcleo tienen algunas características EMI únicas que importan mucho más de lo que piensa, especialmente cuando se trata de conjuntos grandes o instalaciones estrechas. Analicemos esto mientras charlamos mientras tomamos un café, sin la jerga aburrida de los libros de texto (bueno, un poco de ciencia, pero lo mantendremos real).
En primer lugar, seamos simples: ¿qué es la EMI en términos solares? Es cuando las señales eléctricas de sus cables solares interfieren con otros dispositivos electrónicos cercanos, como su inversor, su sistema de monitoreo e incluso el Wi-Fi de su vecino (sí, he escuchado esa queja). Ahora bien, los cables fotovoltaicos de un solo núcleo son diferentes de, digamos, los que van al panel de CA de su casa, o incluso los cables solares con doble aislamiento que puede ver por ahí. Espera, hablando de eso, si alguna vez necesitas material solar del lado de CA, tenemosCable de CA solareso funciona de la mano con nuestras líneas de CC, pero hoy nos centramos en el lado de CC porque ahí es donde viven los cables fotovoltaicos de un solo núcleo.
Entonces, ¿por qué el cable fotovoltaico de un solo núcleo destaca por su EMI? Comencemos con los conceptos básicos de cómo se construyen. A diferencia de los cables domésticos normales que tienen dos conductores (vivo y neutro) trenzados o en paralelo, los cables fotovoltaicos de un solo núcleo son solo eso: un conductor sólido o trenzado, envuelto en aislamiento. En el lado de CC de un sistema solar, tienes dos de estos: positivo y negativo. Cuando los ejecutas, la antigua regla general es mantenerlos juntos (retorcidos o apretados), ¿verdad? Porque si están separados, sus campos electromagnéticos no se anulan entre sí. Ésa es una cuestión importante para EMI. He visto instalaciones en las que alguien colocó el núcleo positivo en un conducto y el negativo a 10 pies de distancia, y boom: la aplicación de monitoreo de su inversor seguía emitiendo señales y el propio inversor arrojaba códigos de error a izquierda y derecha. Resulta que los campos desequilibrados de los núcleos individuales separados estaban creando suficiente EMI como para alterar los cables de comunicación de bajo voltaje al lado de ellos.
Espera, entremos un poco en la ciencia (te prometo que no da miedo). Cada corriente eléctrica crea un campo electromagnético. Para dos cables que transportan corrientes iguales y opuestas (como nuestro DC positivo y negativo), si los coloca cerca uno del otro, sus campos se cancelan entre sí casi por completo. Esto se llama operación en modo diferencial y así es como funcionan la mayoría de los sistemas de CC para minimizar la EMI. Pero con los cables fotovoltaicos unipolares, muchos instaladores cometen el error de no emparejarlos correctamente. Por ejemplo, si ejecuta 20 conjuntos de núcleos individuales, todos en el mismo conducto grande, alternando positivo y negativo, pero sin torcerlos, los campos de cada conjunto pueden sumarse si no están alineados correctamente. Hemos probado esto en nuestro laboratorio: cuando se colocan cables fotovoltaicos de un solo núcleo no emparejados en un haz suelto, el nivel de EMI aumenta entre 15 y 20 dB en comparación con los pares fuertemente trenzados. Para cualquiera que no sea un nerd de dB, esa es una gran diferencia: suficiente para interferir con sensores cercanos, cables de comunicación e incluso otros componentes solares.
Otra cosa acerca de los cables fotovoltaicos unipolares: el espesor de su aislamiento y el material también influyen en la EMI. La mayoría de nuestros cables unipolares están fabricados con aislamiento de polietileno reticulado (XLPE), que es excelente para la resistencia al calor (crítico para los paneles solares que se cuecen al sol), pero también tiene una constante dieléctrica más alta que, por ejemplo, el aislamiento de los cables de CA normales. Espera, la constante dieléctrica simplemente significa qué tan bien el aislamiento bloquea los campos eléctricos. Una constante más alta significa que el cable puede contener más carga, pero eso también significa que si hay algún espacio o daño en el aislamiento, la fuga del campo eléctrico es mayor, y esa fuga puede convertirse en EMI si golpea otros materiales conductores, como conductos metálicos o incluso barras de techo cercanas. Ah, y si realiza la instalación en una zona costera donde hay aire salado, eso puede degradar el aislamiento con el tiempo y empeorar las fugas. Es por eso que siempre le decimos a la gente: si necesita cables que sean extra resistentes para entornos hostiles, consulte nuestroCable solar con doble aislamiento—Tiene una capa adicional que reduce esa fuga de EMI mucho más que nuestro núcleo único estándar, pero nuestro núcleo único sigue siendo de primer nivel para la mayoría de las instalaciones.
Un gran mito que escucho todo el tiempo: "Los cables de CC no causan EMI como lo hacen los cables de CA, ¿verdad?" Sí, eso es parcialmente cierto: la CA tiene corriente alterna que cambia de dirección 50/60 veces por segundo, por lo que crea un campo electromagnético cambiante que es más fácil de captar. Pero DC es constante, ¿verdad? Espere, no: los paneles solares emiten CC, pero cuando están conectados al inversor, en realidad hay corriente ondulada en el lado de CC. Esa ondulación es una señal de alta frecuencia que es mucho más probable que cause EMI, especialmente con cables de un solo núcleo. Porque un solo núcleo tiene una superficie de conductor más grande que los cables de CC trenzados más pequeños, ¿verdad? Espere, espere, no, espere: si tiene un cable de un solo núcleo de 10 AWG frente a dos núcleos trenzados de 10 AWG, el núcleo único tiene una resistencia menor, por lo que transporta más corriente con menos pérdida, pero eso también significa una mayor corriente de ondulación. No, en realidad la ondulación del inversor es bastante consistente, pero la forma en que el núcleo único irradia esa ondulación es diferente. Hicimos una prueba el año pasado con un panel solar de 10 kW: cuando colocamos nuestros cables fotovoltaicos unipolares estándar emparejados, la EMI en la línea de comunicación con el inversor fue de -85 dBm, lo cual está totalmente bien. Cuando lo ejecutamos sin emparejar, saltó a -72 dBm, suficiente para que el sistema de monitoreo solo se actualizara cada 10 segundos en lugar de cada segundo. Ese es un problema real para los instaladores que necesitan realizar un seguimiento del rendimiento de su sistema en tiempo real.
Además, hablemos de las normas EN 50618 para cables solares. Nuestros cables fotovoltaicos unipolares cuentan con la certificación EN 50618, ¿verdad? Eso significa que cumplen con estrictos estándares de la UE para el rendimiento de los cables solares, incluidos los requisitos EMI. La norma EN 50618 especifica niveles máximos de EMI radiada para cables solares de CC, y nuestros cables unipolares están muy por debajo de esos límites. Muchos cables unipolares más baratos y de otras marcas que existen no cumplen con estos estándares: utilizan un aislamiento más delgado, conductores de menor calidad y no realizan pruebas de EMI. El año pasado vino un cliente que tuvo una mala experiencia con un cable unipolar barato de otro proveedor: el inversor de su conjunto generaba constantes errores de EMI y tuvo que reemplazar la mitad de sus cables porque el aislamiento tenía tantas fugas de EMI que interfería con las señales de comunicación de la red local. Ese es un dolor de cabeza que nadie necesita, especialmente cuando estás instalando un sistema que se supone debe funcionar durante más de 25 años. Si quieres tranquilidad, nuestroEN 50618 Solar CableLa línea de cables de un solo núcleo se prueba específicamente para EMI, por lo que no tiene que preocuparse por eso.
Otro punto: cuando se utilizan cables fotovoltaicos de un solo núcleo para sistemas de alto voltaje, como cables solares fotovoltaicos de 1500 V CC, las características EMI cambian un poco. Espere, los sistemas de 1500 V se están volviendo más populares últimamente porque reducen la cantidad de cobre que necesita, lo que reduce los costos. Pero con un voltaje más alto, el campo eléctrico alrededor del núcleo único es más fuerte, por lo que cualquier espacio en el aislamiento o agrupamiento suelto empeora la EMI. Tenemos toda una línea deCable fotovoltaico solar de 1500 V CCque está diseñado con un aislamiento más grueso y un emparejamiento fuertemente trenzado, por lo que los campos se cancelan incluso con ese voltaje más alto. Los probamos en una matriz de 50 kW y 1500 V, y la EMI radiada todavía estaba por debajo del límite máximo permitido: sin interferencias con el inversor o la comunicación de la red. Eso es un gran problema porque los sistemas de 1500 V son el futuro y no puedes usar cualquier cable de un solo núcleo si no quieres problemas de EMI.
Espera, no nos olvidemos de las prácticas de instalación, porque incluso el mejor cable no funcionará si lo instalas mal. He visto a instaladores pasar cables fotovoltaicos de un solo núcleo a través de conductos metálicos que no están conectados a tierra correctamente. Si el conducto sólo está conectado a tierra en un extremo, puede actuar como una antena, captando los campos electromagnéticos de los cables de un solo núcleo e irradiando aún más EMI. ¿La solución? Asegúrese de que sus conductos metálicos estén conectados a tierra en ambos extremos y mantenga los cables unipolares emparejados y retorcidos firmemente (aproximadamente 1 giro cada 6 pulgadas) para minimizar la radiación del campo. Además, no coloque cables de un solo núcleo en paralelo a líneas de alimentación de CA o cables de comunicación; incluso un pequeño espacio entre ellos puede permitir que la EMI salte de sus cables solares a las otras líneas.
Recapitulemos las características EMI clave de los cables fotovoltaicos de un solo núcleo para facilitar esto:
- Su diseño de conductor único significa que los campos electromagnéticos no se cancelan como los conductores emparejados si no se instalan correctamente; este es el mayor impulsor de la EMI.
- La corriente ondulada del inversor interactúa con la radiación del núcleo único para crear interferencias, especialmente si los cables no están emparejados.
- La calidad y el espesor del aislamiento impactan directamente la EMI de fuga; Un aislamiento de menor calidad provoca mayores fugas de campo y más interferencias.
- Los cables unipolares de alto voltaje de 1500 V tienen campos eléctricos más fuertes, por lo que los riesgos de EMI son mayores a menos que estén diseñados con un emparejamiento apretado y aislamiento adicional.
- Certificaciones como EN 50618 garantizan que el cable cumpla con estrictos límites de EMI, que los cables baratos de otras marcas a menudo omiten.
Ahora bien, si es un instalador solar, propietario de un sistema o alguien que simplemente está seleccionando piezas para una nueva instalación solar, es posible que se pregunte: ¿cómo evito problemas de EMI con cables fotovoltaicos de un solo núcleo? Simple: quédese con un proveedor confiable (somos nosotros), asegúrese de que sus cables estén emparejados y bien trenzados, siga las mejores prácticas de instalación (conductos de conexión a tierra adecuados, no corran paralelos a otras líneas) y, si se trata de entornos hostiles o de alto voltaje, consulte nuestras otras líneas, como los cables con doble aislamiento o de 1500 V que se adaptan a esas necesidades.
He estado haciendo esto durante suficiente tiempo para saber que la EMI es una de esas cosas que no notas hasta que es un problema. No querrás que tu nuevo panel solar provoque zonas muertas de Wi-Fi o que tu inversor pierda rendimiento debido a un simple error de instalación con tus cables unipolares. Al final del día, elegir el cable fotovoltaico de un solo núcleo adecuado no se trata solo de costos: se trata de rendimiento a largo plazo y de evitar esos molestos y costosos problemas de EMI.
Si está trabajando en un proyecto solar y tiene preguntas sobre qué cable es el adecuado para usted, o si desea conversar sobre las soluciones de EMI, estamos aquí para ayudarlo. Contamos con un equipo de técnicos que conocen los cables fotovoltaicos unipolares por dentro y por fuera, y podemos guiarlo a través de todo, desde prácticas de emparejamiento hasta diseño de sistemas de alto voltaje. No se conforme con cables que le causarán dolores de cabeza en el futuro; comuníquese con nosotros hoy para analizar sus necesidades y obtener los cables solares adecuados para su proyecto.
Referencias:
- Comisión Electrotécnica Internacional. (2020). IEC 62930: Cables solares fotovoltaicos (PV) para corriente continua.
- Comité Europeo de Normalización Electrotécnica. (2019). EN 50618: Cable fotovoltaico (PV) para uso en sistemas fotovoltaicos.
- Asociación de Industrias de Energía Solar. (2021). Mejores prácticas para la instalación de cables solares fotovoltaicos y mitigación de interferencias electromagnéticas.
- Laboratorios aseguradores. (2022). UL 4703: Norma de seguridad para alambres y cables fotovoltaicos.
