Protección contra el rayo en instalaciones fotovoltaicas

Las centrales fotovoltaicas son instalaciones de alto riesgo desde el punto de vista de la protección contra el rayo, dado que se emplazan en extensiones amplias y aisladas o sobre cubiertas.

Son equipos de alto coste y al sufrir daños se interrumpe o disminuye el suministro de energía, especialmente si están conectados a la red de distribución. Asimismo, su funcionamiento está controlado por equipos electrónicos sensibles que pueden verse gravemente afectados por las sobretensiones transitorias.

Aplicaciones Tecnológicas, S.A. dispone de todos los elementos para lograr la mejor protección de las centrales solares: pararrayos eficaces para la intercepción del rayo, sistema de prevención de riesgos por tormentas eléctricas, electrodos especiales de puesta a tierra para terrenos de alta resistividad y una amplia gama de dispositivos de protección contra sobretensiones (DPS) capaces de proteger desde las líneas de datos conectadas a componentes electrónicos hasta las salidas al centro de transformación.

Pararrayos con dispositivo de cebado DAT CONTROLER® REMOTE

Un pararrayos con dispositivo de cebado (PDC), se caracteriza por responder al acercamiento del rayo, adelantándose en su captura a otros elementos dentro de su zona de protección, para conducirlo a tierra de forma segura.

El pararrayos DAT CONTROLER® REMOTE utiliza el campo eléctrico ambiental como única fuente de alimentación. Es totalmente autónomo, libre de mantenimiento y su funcionamiento puede comprobarse en cualquier momento. Para mayor garantía, los pararrayos DAT CONTROLER® REMOTE han sido sometidos a todos los ensayos necesarios en laboratorios oficiales e independientes.

La instalación del pararrayos DAT CONTROLER® REMOTE debe realizarse siguiendo la norma UNE 21186: "Protección de estructuras, edificaciones y zonas abiertas mediante pararrayos con dispositivo de cebado". Con un solo pararrayos puede protegerse una superficie de casi 20.000m2 considerando un Nivel de Protección 1, el más exigente. Sin embargo, para lograr esta protección, los pararrayos deben instalarse unos 6 metros por encima de los paneles solares, lo que puede ocasionar un problema de sombras. Para minimizarlo, se recomienda la instalación de los pararrayos en el perímetro del huerto solar. De esta forma se evita al máximo el sombreado sobre los paneles fotovoltaicos.

Para reducir estas sombras, se recomienda colocar el pararrayos sobre Mástiles Autónomos de 10m (AT-092C) para alcanzar el punto óptimo de elevación por encima de los paneles solares.

Radios de protección en metros (Rp)

Los radios de protección (en metros) a diferentes alturas del pararrayos sobre el elemento a proteger, para cada uno de los cuatro niveles de protección, están calculadas según el Código Técnico de Edificación (CTE) y las normas UNE 21186:2011, NF C 17-102:2011 y NP 4426:2013.

Autodiagnóstico y conectividad (IoT)

El DAT CONTROLER® REMOTE permite el autochequeo diario del estado del pararrayos, sin necesidad de desmontarlo ni de medios de elevación auxiliares.

El resultado de su autotest es enviado mediante comunicación M2M a un equipo receptor (móvil, tablet, ordenador). La información puede ser visualizada en un portal web propio junto a otras notificaciones personalizadas, facilitando así el correcto mantenimiento preventivo y reduciendo los costes asociados.

Contador inteligente de impactos de rayos ATLOGGER:

Aplicaciones Tecnológicas pone a su disposición un contador inteligente de impactos de rayos que:

Registra paso de corriente de rayo, amplitud, polaridad, fecha y hora de la descarga.

La información puede recogerse en un dispositivo específico con conexión USB.

Almacena información de hasta 40 eventos.

Software de gestión de datos fácil e intuitivo.

Fácil instalación: no requiere interrupción de la bajante.

Sistemas de puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas

La puesta a tierra es importante porque sirve para estabilizar la tensión de los equipos respecto a tierra durante su operación normal. Es habitual por tanto que los paneles fotovoltaicos tengan un buen sistema de puesta a tierra. Es muy recomendable que todas las tomas de tierra estén unidas, esto es, que exista una red de tierras general a la que se conecte cada uno de los paneles solares. Además, las masas metálicas (cercos metálicos, cajas, soportes y cubiertas de los equipos) deben también conectarse a tierra según UNE-EN 61173 para lograr la equipotencialidad de todos los elementos evitando en lo posible diferencias de potencial y chispas peligrosas.

El sistema de protección contra el rayo tendrá su propia puesta a tierra, que se unirá a la general mediante un protector tipo vía de chispas para mantenerlas separadas durante el funcionamiento normal de los equipos, sin posibilidad de causar problemas de ruido electromagnético o corrosión. Para la toma de tierra de los pararrayos es preferible utilizar electrodos verticales de dos o tres metros de longitud formando un triángulo, ya que ésta es la configuración más adecuada para disipar con rapidez la corriente del rayo, que es impulsional.

Detector de tormentas ATSTORM®

La protección preventiva es complementaria a la protección externa y la protección contra sobretensiones. Tener información sobre la proximidad de una tormenta y tomar las medidas pertinentes puede evitar situaciones de especial riesgo, pero no el daño de esa tormenta a los equipos si no hay un buen sistema de protección. La detección temprana de las tormentas es interesante para, por ejemplo, evitar operaciones de mantenimiento, colocar los paneles móviles en la posición menos arriesgada o conectar sistemas de alimentación autónomos para evitar que los rayos caídos en las líneas eléctricas a las que se conectan los equipos puedan llegar a dañarlos.

El detector de tormentas ATSTORM® es la herramienta idónea para la protección preventiva de los efectos de las tormentas y las descargas atmosféricas, ya que permite tomar medidas concretas con una antelación de varias decenas de minutos ante el riesgo inminente de una tormenta eléctrica, salvaguardando a las personas y a los equipos de sus efectos destructivos.

El objetivo del sistema ATSTORM® es identificar, con la mayor anticipación, el riesgo de formación o aproximación de una tormenta eléctrica.

Protección contra sobretensiones en instalaciones fotovoltaicas

Los campos electromagnéticos causados por los rayos pueden afectar a las líneas y por tanto a los equipos, incluso aunque exista un sistema de protección contra el rayo que intercepte el impacto directo. Los rayos nube-nube y los impactos de los rayos cercanos (hasta 1 km alrededor) causan sobretensiones transitorias capaces de dañar a los equipos. La protección contra sobretensiones de las centrales fotovoltaicas se diseña a medida de la instalación para proteger al máximo las células fotovoltaicas y todos los elementos que pudieran estar integrados.

Si la central fotovoltaica está protegida con pararrayos, los paneles quedan dentro de una zona externa pero a salvo de impactos directos. Si no hay un sistema de protección contra el rayo externo entonces hay que instalar protectores contra sobretensiones capaces de soportar los efectos de los impactos directos. Los protectores que se utilizarán en cada caso serán por tanto diferentes.

Componentes utilizados para la protección contra sobretensiones

Serie ATPV

Armario de protección diseñado a medida de la central fotovoltaica con los protectores más adecuados para las células fotovoltaicas y los inversores de cada instalación.

Serie ATVOLT

Protector de línea de alimentación de tensión continua en módulos con protección coordinada para un par de hilos. Capaces de soportar una corriente de 20kA por polo de pico con onda 8/20μs y con una tensión residual menor de dos veces la nominal.

Serie ATSUB

Protector monopolar capaz de soportar corrientes de decenas de kiloamperios con onda 8/20μs y con tensiones residuales de entre 1 y 2kV. Disponibles distintos modelos.

Serie ATSHOCK

Protector monopolar capaz de soportar una corriente de 50kA por polo de pico con onda 10/350μs y con una tensión residuaI menor de 4kV.

Serie ATCOVER

Protector tanto en modo común como en modo diferencial. Capaz de soportar una corriente de 30kA por polo de pico con onda 8/20 μs y con una tensión residual menor de 900 V. Con avisador visual y conexión para avisador remoto.

Si desea más información sobre protección contra el rayo en instalaciones fotovoltaicas puede consultar con nuestros técnicos especialistas aquí.