Energías renovables · Protección eléctrica
Fusibles para generación renovable
Solar, eólica y almacenamiento trabajan con corriente continua, corrientes de falla poco definidas y ciclos térmicos diarios. Un fusible de tablero convencional no sirve. Esta es la protección que corresponde en cada punto de la instalación.
Campo FV
Strings y arreglos en corriente continuaManiobra DC
Corte con carga y bloqueo seguroInversor
Electrónica de potencia sensibleAlmacenamiento
Corrientes de falla muy altasMedia tensión
Transformador y conexión a la redLa protección en una planta renovable no es la misma que en un tablero industrial, y la diferencia no es de tamaño sino de física.
En corriente alterna la corriente pasa por cero cien veces por segundo, y ese instante es el que apaga el arco cuando el fusible actúa. En corriente continua ese cruce no existe: el arco hay que extinguirlo a la fuerza. Por eso un fusible con tensión declarada solo en alterna no puede usarse en el lado DC, aunque el valor numérico parezca alcanzar.
A eso se suma un problema propio de lo fotovoltaico. Un string en cortocircuito entrega apenas algo más de corriente que operando normalmente, del orden de un 10 a 25 por ciento por encima. Un fusible convencional no distingue esa diferencia. La curva gPV, definida en la norma IEC 60269-6, existe precisamente para eso: opera dentro de ese margen estrecho y además resiste los ciclos de calentamiento y enfriamiento que impone el paso de las nubes.
Etapa 01 y 02
Campo fotovoltaico y maniobra
En el lado DC conviven dos funciones distintas. El fusible gPV protege el conductor y el módulo frente a corrientes inversas cuando un string falla y los demás le inyectan corriente. El seccionador permite abrir el circuito con carga para intervenir el arreglo sin riesgo.
Fusibles gPV
1000 y 1500 VDCDisponibles en formato NH y cilíndrico. En catálogo hay NH1XL de 125A y NV2XL de 250A en 1500V, y NH1 de 160A en 1000V.
Bases y seccionadores DC
Corte con cargaDesde la base desconectable NH1 de 1000VDC hasta el SIRCO PV de 400A y 1500VDC.
Alta corriente
Hasta 400A en 1500VPara arreglos grandes, el INOSYS LBS DC cubre la maniobra de 400A en dos polos.
Etapa 03
El inversor y sus semiconductores
Los IGBT y diodos de un inversor toleran una sobrecorriente durante muy poco tiempo. Un fusible de línea actúa demasiado tarde para salvarlos, así que aquí corresponde la curva aR, ultrarrápida, diseñada para cortar antes de que el semiconductor se destruya.
Existe además una alternativa que evita duplicar componentes: la curva gS, también llamada gRL. Combina en un solo elemento la protección de línea contra sobrecarga y la protección rápida contra cortocircuito. Protege el conductor y la electrónica con un único fusible, lo que simplifica el tablero y reduce puntos de conexión.
SIBA aR NH1 · SIBA aR NH3 690V · SIBA gRL NH1 800V · ETI gS NH2 350A
Etapa 04 y 05
Almacenamiento y conexión a la red
Sistemas de baterías
BESS · Corriente continua altaUn banco de litio puede entregar corrientes de falla muy superiores a las de un string fotovoltaico. Aquí el fusible no solo desconecta: limita la corriente de cortocircuito y con eso baja el esfuerzo mecánico y térmico sobre barras, conectores y celdas. Eso permite dimensionar el resto del sistema de forma más económica sin perder seguridad.
Eólica y media tensión
Hasta 40,5 kVCada aerogenerador lleva un transformador que eleva la tensión del generador al nivel de distribución. La combinación de seccionador bajo carga con fusible de media tensión protege ese transformador y aísla la falla en la máquina afectada, dejando operando al resto del parque. Trabajamos la línea SIBA de 6/12 kV y 10/24 kV.
Referencia rápida
Qué curva usar y dónde
La letra minúscula indica el rango de operación y la mayúscula el objeto protegido. Una g actúa en todo el rango, desde sobrecarga hasta cortocircuito. Una a actúa solo en la parte alta, es decir en cortocircuito.
| Curva | Actúa ante | Dónde se usa en renovables | En nuestro catálogo |
|---|---|---|---|
| gPV | Sobrecarga y cortocircuito en DC | Strings y arreglos fotovoltaicos | ETI, Bussmann, SIBA |
| gG / gL | Sobrecarga y cortocircuito | Tableros y distribución en alterna | SIBA NH1, SIBA NH3 |
| aR | Solo cortocircuito, ultrarrápido | Semiconductores del inversor y del rectificador | SIBA NH1, SIBA NH3 |
| gS (gRL) | Línea y semiconductor en un solo elemento | Inversores donde se busca simplificar el tablero | SIBA 800V, ETI NH1 |
| aM | Solo cortocircuito, admite arranques | Motores de orientación y auxiliares | SIBA NH1 |
| Media tensión | Back-up junto a seccionador | Transformador de aerogenerador y subestación | SIBA 6/12 kV |
Tres errores que vemos seguido
Usar un fusible AC en el lado DC. La tensión nominal en alterna no equivale a la de continua. Sin una tensión DC declarada por el fabricante, el fusible puede no extinguir el arco.
Proteger un inversor con curva gG. Salva el cable, pero el semiconductor ya se destruyó. Para eso están las curvas aR y gS.
Dejar la falla sin señalizar. En una planta con muchos strings, un fusible abierto puede pasar semanas inadvertido y solo se nota en la curva de generación. Los microswitches de señalización para NH000 a NH4 llevan el aviso al sistema de monitoreo.
Ingeniería de aplicación
Especifiquemos la protección de su planta
Indíquenos la tensión del arreglo, la corriente por string, la topología del inversor y si hay almacenamiento. Con eso definimos curva, tamaño, base y señalización, y le enviamos la cotización.
Fusibles para energías renovables: qué protección usar en cada punto