Proliferan las instalaciones fotovoltaicas, el tendido de los cables del lado de corriente continua presenta algunas particularidades que tratamos a continuación.

En primer lugar, decir que entendemos como cable fotovoltaico el que ha venido estableciéndose como estándar europeo, diseñado según EN 50618 y con designación genérica H1Z2Z2-K. Recordemos que la norma UNE-HD 60364-7-712 sobre requisitos para sistemas de alimentación fotovoltaica indica este tipo de cables para ser destinados al lado de corriente continua.

En este artículo detallamos instrucciones de tendido del cable fotovoltaico Prysun de Prysmian tipo H1Z2Z2-K de alta calidad. Fabricado bajo EN 50618 e IEC 62930. Por su diseño especial soporta la acción solar directa, la acción del agua, el frío, sustancias químicas, corrosión, es apto para doble aislamiento (clase II) y un largo etcétera de cualidades que se recogen con detalle en su ficha técnica.

Cable Prysun de Prysmian según EN 50618 e IEC 62930 para lado de continua de instalaciones fotovoltaicas. Excelente resistencia a la intemperie.

El sistema de conducción de cables empleado (bandeja, tubo, bridas para fijación directa a estructura…) ha de ser adecuado para intemperie en los tramos en que el tendido es exterior. Y se seguirán en todo momento las indicaciones de las ITC-BT 20 y 21 del REBT.

El cable Prysun tiene una primera capa sobre el conductor, el aislamiento, cuya función es soportar la tensión, es decir, toda la función eléctrica aislante la debe realizar la primera capa. La segunda capa, la más externa, es una cubierta cuya función es proteger mecánicamente lo que envuelve (conductor y aislamiento). Aunque no se puede dudar de sus buenas propiedades aislantes, no es esa la función a la que está destinado. El aislamiento de Prysun puede soportar hasta 1800 V de tensión continua entre conductores y entre conductor y tierra. No es un error, tanto la tensión simple como la compuesta coinciden en este tipo de cable de ahí que su tensión asignada sea 1/1 kV.

Y muy importante, antes de iniciar el proceso de tendido subrayamos la importancia de seguir estrictamente las normas de prevención de riesgos laborales. Sabemos que en muchos casos se debe realizar el trabajo en altura donde tenemos que extremar la precaución. Tardar un poco más en hacer una instalación o el coste de las medidas de seguridad (obligatorias) tiene poca relevancia para el problema que se pretende evitar. Desde Prysmian les rogamos que sean especialmente cuidadosos con este aspecto.

Temperaturas de manipulación

El valor máximo de temperatura de almacenaje es de 40 ºC y el mínimo recomendado para instalación y manejo será de -10 ºC.

Extracción del cable de su envase

Cuando el cable se presenta en rollo lo apropiado es extraerlo para su instalación por la parte interior. Si es un rollo de 100 m retractilado, practicando un orificio en la parte central y liberando las dos cintas que lo fajan se puede extraer el cable para su instalación.

Rollo de cable Prysun negro.                                    Bobina de cable Prysun rojo.

Según el volumen de la instalación, el cable del lado de continua puede suministrarse en bobinas de longitudes que pueden ir desde los 500 a los 5000 m. El instalador experimentado ya conoce la forma de desarrollar el cable para su tendido. Para bobinas pequeñas se pueden emplear soportes de rodillos en los que la bobina rodará sobre sus platos, o también existe la posibilidad de emplear soportes de eje vertical para el desenrollado del conductor.

Para el caso de empleo de bobinas grandes en grandes parques fotovoltaicos lo más frecuente es el uso de soportes elevadores de bobinas que permiten que está gire libremente mientras se tira del cable para su instalación.

Tensiones (mecánicas) máximas de tracción

La tensión máxima que puede soportar el cable durante su tendido es de 50 N/mm². Este valor se reduce a 15 N/mm²cuando hablamos del esfuerzo mecánico estático, es decir a instalación acabada. Nunca se superarán los 1000 N, para tensiones superiores deberá emplearse correctamente un fiador. (Pto. 5.6.2 de UNE-EN 50565-1).

Por tanto, para un cable Prysun de 1×4 mm² la tensión máxima de tracción sería:

4 mm² x 50 N/mm² = 200 N (durante el tendido)

4 mm² x 15 N/mm² = 60 N (posición final)

Siendo un newton (N) aproximadamente equivalente a la masa de 1 kg. Vemos que los valores son de 20 kg (dinámico) y 6 kg (estático).

Las canalizaciones deben estar dispuestas de manera que no se ejerza ningún esfuerzo sobre las conexiones de los cables, a menos que estén previstas especialmente a este efecto.

Curvatura mínima

El radio interno de curvatura del cable no debe ser inferior a los valores reflejados en la tabla 3 de UNE-EN 50565-1.

Como vemos en la tabla el valor estático (en posición final) es menor que el valor dinámico (durante el tendido).

     
D = diámetro exterior del cable.

Se deben respetar los radios interiores mínimos de curvatura de los cables en todo el recorrido. (Foto cortesía de SPV Sistemas).

Separación máxima de las bridas de fijación

En la tabla 1 de UNE-EN 50565-1 encontramos las longitudes máximas de separación de las fijaciones de los cables en función de su diámetro exterior.

Afortunadamente la norma no ha dejado sin resolver la indefinición que se produce cuando el recorrido no es vertical u horizontal 100 % pudiendo considerar horizontal, a efectos de aplicación de la tabla, toda desviación superior a 30º respecto a la vertical.

Los cables tipo Prysun de 4 y 6 mm² tienen diámetros exteriores (D) máximos de 6,6 y 7,4 mm por lo que les es de aplicación la primera fila de la tabla.

La separación máxima entre bridas en tendido horizontal es de 25 cm para los cables de más común uso para autoconsumo, en el lado de continua. (Foto cortesía de SPV Sistemas).

Agrupación de conductores en el tendido

Los conductores del lado de corriente continua han de tenderse separados positivos y negativos. Sí, por defecto de aislamiento, se produjera un contacto entre conductores la diferencia de potencial será prácticamente nula y las consecuencias del fallo serán muy inferiores a si el contacto el positivo-negativo. Por otro lado, no hay inconveniente con esta disposición al tratarse de corriente continua dado que no habrá problemas de inducciones entre conductores homopolares. Como sabemos se producen por las variaciones de corriente, algo propio de sistemas de corriente alterna. Expresamente lo recogen los pliegos de condiciones técnicas para instalaciones solares fotovoltaicas IDAE.

Correcta agrupación de conductores positivos y negativos (no olvidar aplicar coeficiente de corrección por agrupamiento). (Foto cortesía de SPV Sistemas).

Al respecto de los agrupamientos, y aunque no es motivo de este documento, recordar lo importante de aplicar los coeficientes de corrección por agrupamiento (además de temperatura ambiente y acción solar). Evitará problemas futuros que se están presentando con frecuencia.

Existen aplicaciones sencillas on line para calcular fácilmente el llenado de las bandejas a emplear y elegir el modelo adecuado.

MUY IMPORTANTE: la disposición de los conductores en el tendido es algo que, como sabemos, se ha de tener en cuenta a la hora de calcular su sección de lo que significa que debe preverse con anterioridad al momento del tendido aplicando el coeficiente de corrección por agrupamiento adecuado. Cualquier tipo de agrupación de los conductores debe haberse previsto en la fase de cálculo.

Se recomienda leer el siguiente artículo:

Incidencia de los agrupamientos de circuitos de strings fotovoltaicos en bandejas. Intensidades máximas admisibles. Tablas de aplicación.

Recorrido de los cables

El recorrido de los cables ha de ser planificado no sólo con el objeto de optimizar longitudes y facilitar el tendido. En la correcta colocación de los conductores está alejarse de problemas futuros.

Tendido de cables fotovoltaicos en canal protectora aislante apta para intemperie. Protección mecánica y eléctrica de los cables superior. (Fotos cortesía de Unex)

En el punto 712.521.101 de UNE-HD 60364-7-712 se puede leer: Para minimizar las tensiones inducidas debidas a los rayos, la superficie de todos los bucles debe ser lo más pequeña posible, en particular para el cableado de las cadenas fotovoltaicas (strings). Los cables de corriente continua y el conductor equipotencial deberían ir uno a lado del otro.

Es decir, deben evitar grandes bucles en los circuitos. En caso de caída de un rayo la tensión inducida será mayor cuanto mayor sea el área “abrazada” por los cables.

Asimismo, no se deben realizar (sólo) conexiones directas entre módulos con el conductor de protección. Sí por mantenimiento, avería, etc. se debe desinstalar un módulo, habrá un conjunto de los mismos que quedará desconectado de tierra. Lo adecuado es conectar módulo a módulo a un cable “bus” de tierra. La ITC-BT 18 del REBT 2002 en el penúltimo párrafo del punto 3.4. dice “Ningún aparato deberá ser intercalado en el conductor de protección” y en el último párrafo leemos “Las masas de los equipos a unir con los conductores de protección no deben ser conectadas en serie en un circuito de protección”. Ver esquemas. 

Conexionado mejorable. Se puede reducir la superficie de los bucles de los strings (fondo naranja) para minimizar el efecto de un eventual rayo y los paneles figuran interconectados por su conductor de protección con dependencia de la continuidad.

Emplear sólo la unión entre paneles para conectar a tierra sus masas metálicas no es una solución adecuada.

Conexionado correcto. Se ha reducido el área de los bucles de string y se ha independizado la conexión a tierra de cada módulo.

La unión del conector de protección a cada módulo debe realizarse según las indicaciones del propio panel. Empleando los orificios y materiales previstos para garantizar la adecuada puesta a tierra.

Otro importante detalle al respecto del tendido es tener en cuenta que la temperatura ambiente a considerar para cables tendidos sometidos al calentamiento directo de la parte inferior de los módulos será de 70 ºC (pto. 712.523.101 de UNE-HD 60364-7-712). Asunto que debe quedar aclarado desde la fase de proyecto o memoria técnica. En otras palabras, no se puede improvisar el tendido de los cables sin asegurar que sea acorde a lo calculado o que habiendo variado las condiciones la sección mínima a emplear ha de ser igual o inferior a la calculada.

Nunca se deben dejar los cables tirados en techo, ni anudados de cualquier forma ni instalados por fijación directa en superficie (pto. 712.521.101 de UNE-HD 60364-7-712). El recorrido de los mismos debe ser planificado y ejecutado con un sistema de instalación aceptado para el emplazamiento (bandeja rejilla, tubo, fijación directa a estructura, en interior de estructura, etc.). Recordamos que tanto el agrupamiento de conductores como el sistema de instalación influyen en la sección del conductor a instalar por ello no es algo que se pueda elegir libremente en obra a la hora del montaje.

Cables canalizados por el interior de la estructura de soporte de los módulos fotovoltaicos.

Un punto crítico del tendido en bandeja o canal protectora es realizar la colocación de los cables tratando evitar ángulos o salientes especialmente si se tracciona el cable para evitar el rajado longitudinal de la cubierta y aislamiento. Se ha de ser especialmente cuidadoso.

Cualquier saliente o punto de fricción anguloso puede perjudicar seriamente la cubierta y el aislamiento del cable durante el tendido. (Foto cortesía de SPV Sistemas).

Bandeja rejilla interior que aloja cables de continua y alterna en su llegada y salida de inversores. Adecuadamente ordenados. (Foto cortesía de Aiscan).

Tendidos bajo tubo

Para cables instalados en el interior de tubos se seguirán en todo momento las prescripciones generales del pto. 2.1. de la ITC-BT 21 del REBT del que destacamos el siguiente párrafo:

Será posible la fácil introducción y retirada de los conductores en los tubos después de colocarlos y fijados éstos y sus accesorios, disponiendo para ello los registros que se consideren convenientes, que en tramos rectos no estarán separados entre sí más de 15 metros (40 metros para tubos enterrados). El número de curvas en ángulo situadas entre dos registros consecutivos no será superior a 3. Los conductores se alojarán normalmente en los tubos después de colocados éstos.

Necesitaremos también saber el diámetro interior mínimo del tubo a elegir. Para ello la ITC-BT 21 establece el criterio de llenado de los mismos en función del sistema de instalación del tubo. Cuando se supere el valor de conductores tabulados en la ITC-BT 21 se deberá respetar el criterio de llenado que se recoge para cada sistema de instalación. Para tubos en superficie (pto. 1.2.1.) la sección interior del tubo ha de ser como mínimo 2,5 veces la sección ocupada por los cables, para tubos empotrados (pto. 1.2.2.) el factor es 3 y para tubos enterrados 4 (pto. 1.2.4.).

Se recomienda la lectura del siguiente artículo para el cálculo y consideraciones sobre el llenado de los tubos:

Capacidad de los tubos y conductos circulares para canalizaciones de BT. Ejemplos de cálculo.

Con el criterio de llenado explicado tenemos la siguiente tabla orientativa para la elección del diámetro exterior de tubo en función de la sección y número de conductores Prysun a instalar.

Con fondo blanco figuran los diámetros exteriores de tubo extraídos directamente de las tablas 2 y 5 de la ITC-BT 21 y en naranja figuran los valores calculados.

Lo comentado debe venir ya previsto en el proyecto o memoria técnica pues el agrupamiento de tubos o de circuitos en un tubo es algo que influye decisivamente en el cálculo de sección.

Los cables a insertar se pueden unir a una guía pasacables de la cual debe traccionarse para la introducción de los cables en el tubo. Se han de respetar las tensiones máximas de tracción y radios mínimos de curvatura comentados más arriba. Si por ejemplo se insertan 3 circuitos de continua de 4 mm², la tensión máxima de tracción será la del cable de 4 mm² multiplicada por 6, pues serán 6 los conductores a alojar en el tubo. 6 x 200 = 1200 N. Si se acompaña de los conductores de protección se añaden a la operación con el mismo criterio.

Las bobinas de cable a instalar en el tubo deben apoyarse en elevadores para facilitar el desenrollado de los mismos por la cota más elevada. La mejor manera de introducir los cables si el tramo entubado no es corto es que mientras un operario tracciona la guía desde un extremo, otro a su vez y coordinadamente desde el otro extremo, otro u otros operarios dependiendo de la cantidad de circuitos, ayude a la la entrada de los conductores en el tubo y a su vez los empujen para facilitar su desplazamiento en la canalización así como que controle la longitud de cable que se desenrolla con cada impulso sea la correcta al no permitir que en caso de bobinas giren libremente desenrollando más cable del necesario.

Existen en el mercado productos que facilitan la introducción de los cables en los tubos sin dañar su cubierta. Si por la sinuosidad del recorrido se necesita ayuda para pasar los cables puede ser una buena solución, pero respetando los criterios de llenado explicados y con recorridos racionalmente aceptables no debe haber problema para instalar circuitos de Prysun bajo tubo.

Igualmente se debe estar vigilante en las transiciones entre sistemas de instalación, como puede ser de bandeja exterior a tubo interior metálico asegurando que el cable no se daña durante el tendido y protegiendo adecuadamente la entrada al tubo con boquillas, bordes redondeados o dispositivos equivalentes. En cualquier caso, conviene revisar el punto 3 de la ITC-BT 20 para más detalles del paso de canalizaciones a través de elementos de la construcción.

Transición exterior-interior de una instalación fotovoltaica con protección de la entrada a tubo de los conductores polares. (Foto cortesía de SPV Sistemas).

Tendido subterráneo

El tendido subterráneo de los cables fotovoltaicos, como en el resto de casos, debe ser planificado desde la fase de cálculo de la instalación pues como sabemos la sección a emplear va a depender no sólo del sistema de instalación sino también de agrupamientos, temperatura del terreno, resistividad térmica del terreno, etc. No podemos cambiar arbitrariamente a última hora lo previsto pues el cable puede reducir su intensidad máxima admisible y comprometer el funcionamiento y seguridad de la instalación.

Como en este artículo nos centramos en la fase de tendido tal cual, recordar que los cables fotovoltaicos enterrados deben tenderse bajo tubo, siguiendo las instrucciones del apartado anterior, pero sí fuera necesario Prysmian dispone del cable especial Tecsun (según EN 50618 e IEC 62930, versión mejorada) que es apto para soterramiento directo en caso de que se decida así.

Se evitarán, en lo posible, los cambios de dirección de los tubos. En los puntos donde se produzcan y para facilitar la manipulación de los cables, se dispondrán arquetas con tapa, registrables o no. Para facilitar el tendido de los cables en tiradas largas, en los tramos rectos se instalarán arquetas intermedias, registrables, ciegas o simplemente calas de tiro, como máximo cada 40 m. Esta distancia podrá variarse de forma razonable, en función de derivaciones, cruces u otros condicionantes viarios (ITC-BT 07, pto. 2.1.2.).

Tendido de tubos para soterramiento de circuitos fotovoltaicos.

La siguiente tabla recoge los diámetros exteriores aproximados de tubo a emplear para tendidos subterráneos de cable Prysun:

Con fondo blanco figuran los diámetros exteriores de tubo extraídos directamente de las tabla 9 de la ITC-BT 21 y en naranja figuran los valores calculados.

A pesar de los números de la tabla, desde Prysmian recomendamos ser moderados con el número de conductores que se alojan en cada tubo debemos recordar que la intervención en alguna línea se complica a medida que se incrementa el número de conductores por tubo. Y por supuesto, de nuevo recordar que no se puede improvisar, debe venir calculado en proyecto y especificado el número de conductores por tubo.

Cuando el tubo vaya a estar expuesto a la intemperie deberá ser elegido convenientemente. Asimismo, suele ser de especial interés en tendidos fotovoltaicos tubos de transición intemperie enterrado. Existen en el mercado tubos de doble pared resistentes a los rayos UVA y adecuados para ser soterrados. En ocasiones se emplean para tendidos cortos como puede ser la salida de las cajas combinadoras (SCB) de los cables hacia los inversores en canalización enterrada o salidas de cadenas fotovoltaicas.

Los cables de cadenas fotovoltaicas (strings) con instalación soterrada precisan el empleo de tubos aptos para soterramiento e intemperie.

Tubo corrugado de doble pared resistente a rayos UVA apto para soterramiento e intemperie. Idóneo para transiciones de tendidos de intemperie a enterrado. UNE-EN 61386-24. (Foto cortesía de Aiscan).

Igualmente existen racores de estanqueidad adecuados para las uniones de tubo subterráneo. Rogamos consulten estas u otras soluciones a un fabricante.

Identificación de positivo y negativo

El color disponible en stock de los cables Prysun, rojo y negro, es el mejor indicador para, de forma fácil identificar los conductores positivos y negativos respectivamente a lo largo de todo el tendido.

Prysun rojo y negro de Prysmian disponible en stock.

No está establecida oficialmente en España la identificación de conductores en continua si bien la referencia normativa de identificación la podemos encontrar en la tabla A.1. de EN 60445 (IEC 60445). En el punto 6.2.4. está especificado el color rojo para el conductor positivo y blanco para el negativo. No figura el color negro para el negativo, si bien sabemos que es el que está popularmente extendido (a buen seguro ha pesado su buena respuesta a la acción de los rayos UVA).

Si no se diera el caso de emplear los dos colores, en la citada tabla A.1. encontramos que nos habla de un código alfanumérico para marcar en cubierta el conductor positivo y el negativo (L+ y L-).

Instalación de conectores

Los conectores Tecplug de Prysmian son el perfecto aliado del cable Prysun. Especialmente diseñados según EN 50521 (según punto 712.526.101 de UNE-HD 60364-7-712) para las condiciones de las instalaciones fotovoltaicas, siguiendo sus instrucciones de montaje y con las herramientas adecuadas, conseguiremos un conexionado idóneo y cómodo entre módulos y equipos (inversor, regulador de carga, caja de conexiones, etc.).

Conectores Tecplug de Prysmian compatibles con el formato MC4 y aptos para secciones de 4 o 6 mm².

De fácil instalación también permiten la desconexión rápida (se requiere asegurar la total ausencia de tensión) para labores de mantenimiento, medidas, sustitución parcial de componentes…

La gama Tecplug es compatible con el formato MC4 que habitualmente presentan los latiguillos de los módulos fotovoltaicos.
 
Se debe ser especialmente cuidadoso a la hora de evitar tensiones de tracción elevadas y respetar los radios mínimos de curvatura en los puntos de conexión a equipos. Se debe prever adecuadamente la longitud del cable para no realizar uniones que lo fuercen.

Los conectores situados en un lugar accesible a las personas no cualificadas o no instruidas deben ser de un tipo que solamente pueda desconectarse por medio de una llave o de una herramienta o estar instalados dentro de una envolvente que solamente pueda abrirse por medio de una llave o herramienta.

Existe la posibilidad de suministro de latiguillos a medida preconectorizados para acelerar el proceso de montaje con un producto montado profesionalmente con todas las garantías de Prysmian.

¿Y para seguidores?

La tabla A.2. de UNE-EN 50618 recoge entre los usos recomendados el servicio móvil. No olvidemos que, aunque sea lento el movimiento en funcionamiento normal se trata de un uso especial. Además, el movimiento ha de ser más rápido cuando el seguidor lleva a los módulos a una posición de defensa por fuertes vientos. Con lo que el cable tipo Prysun es también el adecuado para instalaciones solares móviles.

A veces los cables de continua discurren por el interior del soporte del seguidor en su bajada, en otras ocasiones se agrupan los conductores para introducirlos en un tubo flexible con longitud suficientemente holgada para que los cables no sufran tracción. Ver foto.

Especialmente crítico será comprobar que no se supera el radio mínimo de curvatura dinámico y que los cables en ningún caso puedan estar en contacto con salientes o elementos que puedan alterar su cubierta con el movimiento.

Los cables Prysun también pueden emplearse en instalaciones en que van a ser sometidos a los movimientos propios de un seguidor solar.

Tabla resumen de valores de aplicación para tendidos de cable Prysun

En el catálogo Prysmian de cables y accesorios para instalaciones fotovoltaicas se encuentran la ficha completa del cable Prysun así como de otros cables y accesorios para BT y MT a emplear en instalaciones fotovoltaicas de todo tipo.

Nuevo catálogo de soluciones Prysmian de cables y accesorios para instalaciones fotovoltaicas. 2021. + Guía de cables y accesorios para instalaciones fotovoltaicas. Edición 2021. 

  

 

Lisardo Recio Maíllo. Product manager
Prysmian Group.

 

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