Instalación para recarga de vehículo eléctrico. Cálculo de circuito para punto de recarga en edificio de viviendas existente.
El vehículo eléctrico es una realidad que se va abriendo paso en la sociedad del siglo XXI. La instalación de puntos de recarga en edificios existentes tiene una idiosincrasia que conviene observar con detenimiento. Es algo más que la instalación de un circuito adicional en una vivienda.
Pensemos en un residente en edificio de viviendas que va a comprarse un vehículo eléctrico y necesita instalar un punto de recarga en su plaza de garaje comunitaria. En primer lugar, recordar que no es necesario el consentimiento expreso de la comunidad para la ejecución de la instalación, pero si la comunicación a la misma por parte del interesado según recoge la ley 19/2009 en el tercer párrafo de su artículo 3º que modifica la ley de propiedad horizontal 49/1960:
Si se tratara de instalar en el aparcamiento del edificio un punto de recarga de vehículos eléctricos para uso privado, siempre que éste se ubicara en una plaza individual de garaje, sólo se requerirá la comunicación previa a la comunidad de que se procederá a su instalación. El coste de dicha instalación será asumido íntegramente por el o los interesados directos en la misma.
Esta comunicación puede y debería llevar implícita la invitación a la instalación de sistemas de conducción de cables comunes en previsión de eventuales puntos de recarga para otros vecinos al objeto de evitar una acumulación de circuitos independientes con canalizaciones individuales.
El presente ejemplo básico desarrollará un punto de recarga de 16 A (230 V x 16 A = 3680 W) por lo que no precisará elaboración de proyecto, con memoria técnica será suficiente.
Dentro de los esquemas propuestos en la ITC-BT 52 elegimos el número 2 (instalación individual con un contador principal común para la vivienda y para la estación de recarga).
Es un esquema práctico y sencillo dado que el circuito de recarga se inicia directamente en los bornes de salida del contador al igual que la derivación individual que alimenta el cuadro general de mando y protección de la vivienda.
Esta nueva línea para recarga del vehículo eléctrico es un circuito individual, a pesar de partir del contador no tiene la consideración de derivación individual porque así se refleja expresamente en la ITC-BT 52.
Nuestro usuario en cuestión no quiere ampliar potencia contratada, tiene 4,6 kW y pretende recargar el vehículo generalmente por la noche, mientras necesita poca potencia en su vivienda. Si se deseara ampliar ya sabemos que los contadores inteligentes incorporan ICP que no es necesario cambiar ya que se regula electrónicamente, ni tampoco añadir uno independiente para el circuito de recarga.
Aunque no se quiera ampliar la potencia contratada si es conveniente cambiar el contrato con la compañía comercializadora de electricidad y elegir una tarifa especial para recarga del vehículo eléctrico, con varios períodos y precios muy reducidos para recarga nocturna (supervalle).
Se instalará un circuito de 3680 W (16 A) con cable de Afumex Class 750 V (AS) bajo tubo hasta su plaza de aparcamiento con 28 m de longitud. No ha conseguido persuadir a sus vecinos para tender una canal protectora común que permita alojar circuitos de otros vecinos en el futuro y le ayude a compartir costes.
Criterio de la intensidad admisible
La instalación será bajo tubo en superficie → sistema de instalación B1 (ver UNE-HD 60364-5-52 o catálogo Prysmian de cables y accesorios para BT)
Si miramos la tabla simplificada C.52.1 bis de UNE-HD 60364-5-52 vemos que para cable termoplástico* como Afumex Class 750 V (AS) en tendido monofásico (PVC2) la sección de 1×2,5 mm2 puede soportar 20 A. Por tanto, se cumple el criterio de la máxima intensidad admisible con la sección de 2,5 mm2.
* En la página 50 del catálogo Prysmian de cables y accesorios para BT podemos encontrar la lista de los cables termoplásticos y termoestables para obtener las intensidades en la tabla de intensidades admisibles mencionada anteriormente que también se incluye en la página 51 del catálogo.
Criterio de la caída de tensión
Según recoge el punto 5 de la ITC-BT 52 La caída de tensión máxima admisible en cualquier circuito desde su origen hasta el punto de recarga no será superior al 5 %.
(ϒ = 48,5 m/(Ω·mm²), conductividad del cobre al 70 ºC, caso más desfavorable*)
Vemos que la sección de 2,5 mm² cumple el criterio de la caída de tensión.
*El valor de la conductividad en realidad será siempre algo más alto en nuestro circuito, dado que el cable puede soportar 20 A en las condiciones del tendido (temperatura a la que el conductor alcanza los 70 ºC) pero no llevará más de 16 A. Se puede calcular la temperatura del conductor y con ello la conductividad, ver pág. 149 pto. 7 del catálogo Prysmian de cables y accesorios para BT. Para nuestro caso en el caso más desfavorable real el conductor estará a 59,2 ºC, cuando circulen 16 A, y la conductividad será de 50,26 m/(Ω·mm²). El resultado vemos que igualmente será 2,5 mm².
Criterio del cortocircuito
Según nos recuerda la ITC-BT 52 para el esquema de recarga 2 debemos comprobar que el fusible que protege la derivación individual también protege el circuito de recarga del vehículo eléctrico, en particular el cortocircuito mínimo (en el extremo del circuito objeto de nuestro cálculo).
Supongamos un fusible gG de 50 A protegiendo la derivación individual (aunque pueda parecer un valor exagerado para proteger la derivación individual contra sobrecargas recomendamos al lector ver normas de las empresas suministradoras de electricidad). Sabemos que según UNE-EN 60269-1 (tabla 3. Balizas de los tiempos de prearco) para 5 s de tiempo su intensidad máxima de cortocircuito es de 250 A, es decir, la intensidad para la que aseguramos en funcionamiento del fusible en 5 segundos.
Para comprobar que superamos este valor de intensidad de corriente necesitamos los datos de impedancias aguas arriba de nuestro circuito. Invitamos al lector a ver el procedimiento cuando se dispone de los datos necesarios en un ejemplo ya desarrollado en nuestro catálogo de cables y accesorios para BT.
Vamos a realizar el cálculo con los datos que disponemos para asegurar la sección mínima de conductor a instalar en el circuito que garantiza la protección del circuito.
Recordando la fórmula que nos provee la GUIA-BT-ANEXO 3 sobre cálculo de cortocircuitos del Ministerio y suponiendo que la reducción del 20 % de la tensión de alimentación la tomamos en bornes del fusible en ausencia de más datos sobre las líneas aguas arriba, tendríamos:
Vamos a considerar solamente la resistencia para simplificar al tratarse de sección pequeña la reactancia influye poco (≈0,08 Ω/km). Estamos haciendo cálculos aproximados al no disponer de más datos de las líneas hasta el transformador.
Utilizamos el valor de resistividad del cobre a 145 ºC (valor de temperatura para cálculos de cortocircuito recogido en GUIA-BT 22 y diversas normas).
Vemos que superamos el valor de 250 A con la sección de 2,5 mm2 y se asegura el funcionamiento del fusible. Ahora comprobaremos si esta sección soportaría el cortocircuito que debemos exigir como mínimo en 5 segundos para que actúe el fusible.
No vale, pues el cortocircuito ha de ser mayor que lo máximo que soporta la sección de 2,5 mm2.
para cable termoplástico de Cu. k coincide con el valor de densidad de cortocircuito (A/mm²) para t = 1 s, podemos encontrarlo en UNE-HD 60364-4-43 pero también obtenerlo de la tabla 17 de la ITC-BT 07 del REBT. Como hemos dicho es cable tipo PVC térmicamente (aislamiento de poliolefinas Z1).
Probamos con la sección de 4 mm²:
Superamos con holgura los 250 A.
Comprobamos si el conductor de 4 mm² podrá soportar el valor de 250 A durante 5 s.
Ahora empleamos la sección de 6 mm²:
Por tanto, por criterios técnicos la sección (fase + neutro + conductor de protección) no debería ser inferior a 6 mm².
Este aumento de sección además de ser resultado de una imposición legal y técnica de seguridad nos ahorrará dinero en la factura al aminorarse las pérdidas térmicas por efecto Joule, de tal manera que para un patrón de carga normal actual o futuro con mayor consumo amortizaremos el incremento de coste del cable por tener que instalar 6 mm² en lugar de 2,5 mm². Invitamos al lector a que realice la comprobación.
Igualmente será una sección holgada por el criterio de la intensidad admisible lo que ayudará cuando otro vecino quiera llevar en paralelo su circuito de recarga puesto que la sección cumplirá la nueva condición de agrupamiento con otro u otros eventuales circuitos.
El cuadro de mando y protección para la recarga del vehículo eléctrico albergará al menos:
- Diferencial de clase A (30 mA)
- Interruptor magnetotérmico (curva C) (16 A en nuestro ejemplo)
- Toma de corriente
Además habrá que tener en cuenta las medidas de protección contra sobretensiones (ver pto. 6.4 de ITC-BT 52).
La función ICP está ya incorporada en el contador inteligente y como sabemos es rearmable desde la vivienda si bien precisa de posibilidad de apertura del interruptor magnetotérmico desde la misma (ver artículo).
En el mercado existen también cargadores diseñados que además de incluir todas las protecciones ofrecen al usuario multitud de ventajas adicionales (variación y programación de la intensidad de recarga, varios conectores, cerradura para evitar robos de energía, comunicación y mando vía app, etc.).
Lisardo Recio Maíllo
Product Manager.
Prysmian Group
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