La energía solar se ha convertido en una de las formas más populares y sostenibles de generar electricidad. Sin embargo, muchas personas desconocen que un sistema solar eficiente y seguro no solo depende de la calidad de los paneles o del inversor, sino también de una protección adecuada en el lado de corriente continua (DC). Proteger tu sistema no solo extiende su vida útil, sino que también evita riesgos como incendios, fallos eléctricos y daños costosos. En este blog, te contamos las normas esenciales que necesitas conocer para garantizar la segur La importancia de las protecciones DC en sistemas solares fotovoltaicos.

Las protecciones DC son esenciales porque protegen los componentes más importantes de tu sistema solar, como los paneles solares, las baterías y los inversores, de posibles fallas o condiciones peligrosas. Sin estas protecciones, tu sistema puede sufrir daños graves, lo que puede poner en riesgo tanto la seguridad como la eficiencia de la instalación.

Cumplir con las normativas internacionales y locales es fundamental para garantizar la seguridad de la instalación. Estas normas no solo establecen estándares de calidad, sino que también son obligatorias en muchas regiones para aprobar inspecciones técnicas. Definamos algunas de ellas:

IEC: Las certificaciones IEC son uno de los estándares más importantes para determinar el desempeño y seguridad de los productos electrónicos más usados en el mundo. Además, las certificaciones IEC también definen la documentación técnica y de evaluación requerida para poder evaluar los componentes electrónicos.

La IEC es una organización no gubernamental, por lo que los procedimientos de prueba requieren ser evaluados por un laboratorio acreditado.

Algunas de las certificaciones más importantes para sistemas fotovoltaicos son las siguientes:

• IEC 61215-1:2021: Establece los requisitos de diseño para módulos fotovoltaicos terrestres ocupados en espacios abiertos.
• IEC 61730-1:2016: Determina los requisitos para construir módulos fotovoltaicos de manera que puedan operar de manera segura, así como prevenir cortos eléctricos, incendios y daños al personal.
• IEC 62109-1:2011: Establece los requisitos mínimos de seguridad para el diseño de convertidores de potencia para prevenir cualquier riesgo. 
• IEC 61727:2004: Determina los requisitos de interconexión para sistemas fotovoltaicos operando en paralelo con la red de distribución.
• IEC 62116:2014: Establece los procedimientos de evaluación de inversores fotovoltaicos para prevenir “islanding” (generador de potencia suministra potencia a dispositivo no operando).
• IEC 62133-2:2017: Determina los requisitos de seguridad que deben de tener todas las baterías con electrolitos y las baterías de litio.
• IEC 60364-7-7-12:2017: Se aplica a la instalación eléctrica de sistemas fotovoltaicos destinados a suministrar la totalidad o parte de una instalación. El equipamiento de una instalación fotovoltaica, como cualquier otro equipo, se trata únicamente en lo que se refiere a su selección y aplicación en la instalación.

NEC: El Código Eléctrico Nacional (NEC) establece normas para la instalación y modificación de sistemas solares fotovoltaicos (FV) y de almacenamiento de energía (SAE). Algunas de las normas más importantes del NEC para sistemas solares son: 

• Artículo 690: Se aplica a los sistemas FV y trata sobre cómo reducir los riesgos eléctricos. Este artículo complementa y modifica los requisitos generales del NEC. 
• Regla del 125%: También conocida como regla de carga continua, establece que la carga eléctrica continua no debe utilizar más del 80% del amperaje nominal del disyuntor. 
• Regla del 120%: Se centra en el tamaño máximo del disyuntor solar retroalimentado. 

Autoridad de Electricidad y Telecomunicaciones Nacional (AETN) en Bolivia, regula los sistemas de generación distribuida, exigiendo protecciones específicas como seccionadores DC, fusibles de alta calidad y dispositivos SPD. También especifica los requisitos técnicos para la conexión a la red. Entre las normas aplicadas a los SFV se encuentran:

• Decreto Supremo 4477: Regula la incorporación de sistemas de generación distribuida en Bolivia, estableciendo los lineamientos básicos para la interconexión de pequeños generadores a la red eléctrica. Este decreto incentiva el uso de fuentes renovables al otorgar beneficios como tarifas diferenciadas y mecanismos de compensación por energía inyectada a la red.
• Decreto Supremo 5167: Introduce modificaciones al marco normativo de la generación distribuida en Bolivia, ampliando los incentivos a diferentes categorías de usuarios, como industriales y residenciales. Específicamente, promueve el uso de la medición neta de energía (Net Metering) para todas las categorías, permitiendo la compensación por excedentes inyectados a la red en bloques horarios preestablecidos.
• Resolución AETN N° 379/2024: Normativa técnica específica de la Autoridad de Electricidad y Telecomunicaciones Nacional (AETN) que detalla los requisitos para sistemas de generación distribuida en Bolivia. Incluye disposiciones técnicas sobre protecciones como fusibles, seccionadores y supresores de sobretensión, además de criterios para el diseño y operación segura de las instalaciones. También establece los procedimientos para la conexión a la red y las certificaciones necesarias para garantizar la seguridad y calidad de los sistemas.

La Norma Boliviana es el conjunto de normas técnicas emitidas por el Instituto Boliviano de Normalización y Calidad (IBNORCA) con el objetivo de garantizar la seguridad, eficiencia y estandarización en diversos sectores, incluyendo instalaciones eléctricas y energías renovables.

• NB81014:2022: Esta norma boliviana se centra en especificaciones técnicas para sistemas fotovoltaicos conectados a la red. Detalla los requisitos de diseño, instalación y mantenimiento para garantizar seguridad, eficiencia y durabilidad de las instalaciones solares. Incluye lineamientos sobre protección eléctrica, selección de componentes, y normativas de conexión con la red eléctrica boliviana.
• NB 60364-7-712:2021: Es la versión adaptada en Bolivia de la norma internacional IEC 60364-7-712. Regula específicamente la instalación de sistemas fotovoltaicos, con énfasis en el diseño seguro de instalaciones solares, selección de materiales eléctricos y dispositivos de protección, criterios para la conexión de sistemas fotovoltaicos a redes eléctricas, protección contra sobrecorrientes, sobretensiones y fallas a tierra. 

La correcta protección en los circuitos de corriente continua (DC) es fundamental para evitar riesgos como sobrecargas, cortocircuitos o incluso incendios. En este contexto, las normativas internacionales como la IEC 60364-7-712 y la NEC 690, junto con estándares locales como las normativas de la AETN en Bolivia, desempeñan un papel crucial al establecer requisitos técnicos para proteger instalaciones solares y garantizar su funcionamiento óptimo.
Al planificar una instalación solar, el diseño del sistema debe considerar:

• Cálculo de Corrientes: Dimensionar correctamente los fusibles y disyuntores según la corriente generada por los paneles.
• Selección de Conductores: Usar cables de calibre adecuado con aislamiento resistente a la radiación UV y altas temperaturas.
• Ubicación de los Dispositivos: Colocar los dispositivos de protección cerca de los paneles y de los inversores para minimizar riesgos.

De acuerdo a la revisión documental y experiencia propia podemos concluir que las protecciones DC deben estar adecuadamente dimensionadas e instaladas en una caja especial para las mismas en este Blog la llamaremos String Box DC. 
La misma debe tener como elementos principales:

• Fusibles: Como primera medida de protección del sistema fotovoltaico se encuentran los fusibles DC. En condiciones normales de operación la corriente circula a través de estos, si por algún motivo, la corriente supera la máxima que soporta el fusible se funde el conductor de metal en su interior y abre el circuito evitando así dañar al resto de los componentes o posibles incendios. Si se activa reemplaza fácilmente por un fusible nuevo. 

• Disyuntores DC: Por otro lado, el interruptor termomagnético vcc es otra medida para proteger el circuito de continua del daño causado por la potencial circulación de excesiva corriente. Diseñados específicamente para cortar el flujo de corriente en caso de sobrecargas o cortocircuitos.

• Supresores de Sobretensión (SPD): Por último, tanto la parte de corriente alterna como de continua deben estar protegidas contra las sobretensiones y contra los rayos que pueden producirse en una tormenta. Por ello se utiliza un elemento conocido como supresor de pico (protector de descargas atmosféricas). Se utiliza la misma protección para sistemas en red y fuera de la red.
• Interruptores Seccionadores DC: Permiten desconectar los paneles solares del sistema de forma segura para realizar mantenimiento o en caso de emergencia, son de suma importancia en instalaciones de gran tamaño o industriales.

Implementar protecciones en un sistema solar es crucial para garantizar su seguridad, eficiencia y durabilidad. 

• Un sistema solar involucra componentes eléctricos como inversores, paneles y baterías que están expuestos a riesgos de sobrecarga o cortocircuito. Estas situaciones pueden generar un exceso de calor, lo que podría provocar incendios o daños permanentes en el sistema. La protección contra sobrecargas y cortocircuitos es esencial para prevenir estos riesgos y mantener la integridad del sistema.
• Los sistemas solares están conectados a la red eléctrica y requieren protección ante posibles descargas eléctricas, como rayos o fallos de tierra. Sin un sistema de protección adecuado, las sobretensiones pueden dañar componentes sensibles, como los inversores o las baterías, y afectar el rendimiento de todo el sistema. Estas protecciones garantizan que, en caso de una descarga, el sistema se apague o desactive de forma segura.
• Las protecciones no solo previenen daños catastróficos, sino que también ayudan a preservar la vida útil del sistema. Si un sistema solar no tiene protecciones adecuadas, los componentes pueden sufrir desgaste más rápido, lo que puede implicar costosos reemplazos y reparaciones. La inversión en protecciones aumenta la eficiencia y extiende la vida útil de los paneles solares, inversores y baterías.
• Un sistema solar sin protecciones adecuadas puede representar un riesgo de incendio o choque eléctrico para las personas que lo operan o se encuentran cerca de él. Las protecciones, como disyuntores y fusibles, aseguran que, si algo sale mal, el sistema se apague automáticamente o se aíslen los circuitos afectados, evitando riesgos para la seguridad de los usuarios, la familia o los trabajadores. 

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