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Seguridad electrica de plantas fotovoltaicas con conexion en baja

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SEGURIDAD ELÉCTRICA DE PLANTAS FOTOVOLTAICAS CON<br />

CONEXIÓN EN BAJA TENSIÓN<br />

ELECTRICAL SECURITY IN PHOTOVOLTAIC PLANTS CONNECTED TO<br />

LOW VOLTAGE NETWORKS<br />

N. R. Melchor*, F. R. Quintela**, R. C. Redondo**, J. M. G. Arévalo**<br />

* STS Proyectos <strong>de</strong> Ing<strong>en</strong>iería<br />

** Universidad <strong>de</strong> Salamanca<br />

Resum<strong>en</strong><br />

El Real Decreto 1663/2000 sobre <strong>con</strong>exión <strong>de</strong> instalaciones<br />

<strong>fotovoltaicas</strong> a la red <strong>de</strong> <strong>baja</strong> t<strong>en</strong>sión cita un interruptor<br />

difer<strong>en</strong>cial para la seguridad <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua, que<br />

nada <strong>con</strong>tribuye a ella. Aunque hace tiempo que se llegó a<br />

un equilibrio práctico <strong>en</strong>tre seguridad real y exig<strong>en</strong>cia<br />

formal <strong>de</strong> la norma, todavía surg<strong>en</strong>, a veces, dificulta<strong>de</strong>s.<br />

En este artículo se analizan este y otros aspectos <strong>de</strong> la<br />

seguridad <strong>de</strong> las <strong>plantas</strong> <strong>fotovoltaicas</strong>.<br />

Abstract<br />

Spanish Royal Decree 1663/2000 on the <strong>con</strong>nection of<br />

photovoltaic installations to the low voltage network<br />

m<strong>en</strong>tions a differ<strong>en</strong>tial switch used to increase the security<br />

of the direct curr<strong>en</strong>t network, ev<strong>en</strong> though it will not work<br />

there. Although a practical equilibrium betwe<strong>en</strong> real<br />

security and legal <strong>de</strong>mands was reached long ago,<br />

sometimes difficulties arise, ev<strong>en</strong> nowadays. This and<br />

other aspects of security in photovoltaic plants are<br />

analyzed in this paper.<br />

Palabras clave<br />

planta fotovoltaica, interruptor difer<strong>en</strong>cial, Real Decreto<br />

1663/2000, g<strong>en</strong>erador flotante, corri<strong>en</strong>te <strong>con</strong>tinua<br />

Keywords<br />

photovoltaic plant, differ<strong>en</strong>tial switch, Royal Decree<br />

1663/2000, floating g<strong>en</strong>erator, direct curr<strong>en</strong>t<br />

Código DYNA:<br />

3306.99-1<br />

Introducción<br />

El Real Decreto 1663/2000 <strong>de</strong> 29 <strong>de</strong> septiembre <strong>de</strong> 2000 sobre <strong>con</strong>exión<br />

<strong>de</strong> instalaciones <strong>fotovoltaicas</strong> a la red <strong>de</strong> <strong>baja</strong> t<strong>en</strong>sión <strong>de</strong>dica su artículo once al<br />

sistema <strong>de</strong> protecciones que <strong>de</strong>be formar parte <strong>de</strong> ellas. En lo que se refiere a la<br />

parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua dice: "El sistema <strong>de</strong> protecciones <strong>de</strong>berá cumplir las<br />

exig<strong>en</strong>cias previstas <strong>en</strong> la reglam<strong>en</strong>tación vig<strong>en</strong>te. ... incluy<strong>en</strong>do lo sigui<strong>en</strong>te: ...<br />

2 Interruptor automático difer<strong>en</strong>cial <strong>con</strong> el fin <strong>de</strong> proteger a las personas <strong>en</strong> el<br />

caso <strong>de</strong> <strong>de</strong>rivación <strong>de</strong> algún elem<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua <strong>de</strong> la<br />

instalación"[1].<br />

Es <strong>con</strong>ocido que este punto 2 <strong>de</strong>l artículo 11 ha originado y origina dudas<br />

a qui<strong>en</strong>es redactan proyectos <strong>de</strong> instalaciones <strong>fotovoltaicas</strong>, ya que, como se<br />

1 v1.0


N. R. Melchor, F. R. Quintela, R. C. Redondo y J. M. G. Arévalo Universidad <strong>de</strong> Salamanca<br />

http://www.usal.es/electricidad<br />

verá, la inclusión <strong>de</strong> un interruptor difer<strong>en</strong>cial <strong>en</strong> cualquier parte <strong>de</strong> las<br />

instalaciones <strong>fotovoltaicas</strong> habituales <strong>de</strong> <strong>baja</strong> t<strong>en</strong>sión no proporciona<br />

“protección a las personas <strong>en</strong> el caso <strong>de</strong> <strong>de</strong>rivación <strong>de</strong> algún elem<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la<br />

parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua <strong>de</strong> la instalación”.<br />

A pesar <strong>de</strong>l tiempo transcurrido <strong>de</strong>s<strong>de</strong> la promulgación <strong>de</strong>l Real Decreto,<br />

y <strong>de</strong> las dificulta<strong>de</strong>s que origina el artículo que se ha citado, no se ha acometido<br />

su reforma. Algunos proyectistas incluy<strong>en</strong> un interruptor difer<strong>en</strong>cial <strong>en</strong> la<br />

instalación que, aunque no influye <strong>en</strong> la seguridad <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua a que<br />

se refiere el Real Decreto, pue<strong>de</strong> servir para aum<strong>en</strong>tar la seguridad <strong>de</strong> otras<br />

partes, y para cumplir formalm<strong>en</strong>te, ante los órganos <strong>de</strong> la Administración, la<br />

exig<strong>en</strong>cia legal <strong>de</strong> incluir un interruptor difer<strong>en</strong>cial.<br />

Para tratar <strong>de</strong> <strong>con</strong>tribuir a aclarar este y otros aspectos <strong>de</strong> la seguridad <strong>de</strong><br />

las instalaciones <strong>fotovoltaicas</strong> <strong>de</strong> <strong>baja</strong> t<strong>en</strong>sión, se aborda <strong>en</strong> este artículo su<br />

análisis, y se justificarán las soluciones, a nuestro juicio, más <strong>con</strong>v<strong>en</strong>i<strong>en</strong>tes.<br />

Interruptores difer<strong>en</strong>ciales<br />

De la <strong>de</strong>finición <strong>de</strong> 'interruptor difer<strong>en</strong>cial' se ocupa la primera<br />

Instrucción Complem<strong>en</strong>taria <strong>de</strong>l Reglam<strong>en</strong>to Electrotécnico para Baja T<strong>en</strong>sión,<br />

la ITC-BT-01 [2]. Hasta que se publicó el Real Decreto 1663/2000 nadie t<strong>en</strong>ía<br />

duda <strong>de</strong> lo que se quería <strong>de</strong>cir <strong>con</strong> la expresión 'interruptor difer<strong>en</strong>cial': se<br />

trataba <strong>de</strong> un interruptor automático bi<strong>en</strong> i<strong>de</strong>ntificado, por ser <strong>de</strong> uso común <strong>en</strong><br />

los sistemas eléctricos <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te alterna para fines <strong>de</strong> protección <strong>de</strong> las<br />

personas.<br />

Los interruptores difer<strong>en</strong>ciales se sitúan <strong>en</strong> las líneas específicas que<br />

alim<strong>en</strong>tan directam<strong>en</strong>te receptores que pue<strong>de</strong>n ser manejados por usuarios [3],<br />

para proteger a estos usuarios <strong>de</strong>l riesgo <strong>de</strong> <strong>con</strong>tactos eléctricos indirectos.<br />

También se colocan al comi<strong>en</strong>zo <strong>de</strong> instalaciones receptoras más amplias, <strong>en</strong> el<br />

lugar <strong>en</strong> que estas se <strong>con</strong>ectan al sistema g<strong>en</strong>eral <strong>de</strong> distribución. Se trata <strong>de</strong><br />

interruptores difer<strong>en</strong>ciales <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te alterna.<br />

Tras la publicación <strong>de</strong>l Real Decreto 1663/2000, y <strong>de</strong>bido al citado punto<br />

2 <strong>de</strong> su artículo 11, algunos ag<strong>en</strong>tes comerciales <strong>de</strong> empresas <strong>de</strong> suministro <strong>de</strong><br />

material eléctrico recibieron peticiones <strong>de</strong> interruptores difer<strong>en</strong>ciales para<br />

corri<strong>en</strong>te <strong>con</strong>tinua, realizadas por proyectistas e instaladores. Las respuestas <strong>de</strong><br />

los proveedores fueron <strong>en</strong> muchos casos "que no los t<strong>en</strong>emos", "que no exist<strong>en</strong><br />

interruptores difer<strong>en</strong>ciales <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te <strong>con</strong>tinua" o parecidas a estas.<br />

Interruptores difer<strong>en</strong>ciales para corri<strong>en</strong>te sinusoidal<br />

Los interruptores difer<strong>en</strong>ciales [4] <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te alterna, los comunes <strong>de</strong>l<br />

mercado, funcionan por la fuerza electromotriz que, <strong>en</strong> un circuito auxiliar <strong>de</strong>l<br />

interruptor, induce la corri<strong>en</strong>te difer<strong>en</strong>cial residual <strong>de</strong> los hilos activos que<br />

alim<strong>en</strong>tan la instalación que se quiere proteger, todos los cuales se hac<strong>en</strong> pasar<br />

por él (Fig. 1). La int<strong>en</strong>sidad residual es la suma instantánea <strong>de</strong> las int<strong>en</strong>sida<strong>de</strong>s<br />

<strong>de</strong> todos los hilos que llegan a esa instalación [2]. Si la instalación a la que<br />

protege el interruptor no ti<strong>en</strong>e corri<strong>en</strong>tes <strong>de</strong> <strong>de</strong>fecto a tierra ni corri<strong>en</strong>tes <strong>de</strong><br />

fuga [2], la int<strong>en</strong>sidad residual es cero. Si exist<strong>en</strong> esas corri<strong>en</strong>tes <strong>de</strong> <strong>de</strong>fecto o <strong>de</strong><br />

fuga, y las int<strong>en</strong>sida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> los hilos activos son sinusoidales <strong>de</strong> la misma<br />

frecu<strong>en</strong>cia, la int<strong>en</strong>sidad residual es también sinusoidal <strong>de</strong> la misma frecu<strong>en</strong>cia,<br />

es <strong>de</strong>cir, una función <strong>de</strong>l tiempo <strong>de</strong> la forma i = 2Is<strong>en</strong>2ft , don<strong>de</strong> I es el valor<br />

eficaz <strong>de</strong> la int<strong>en</strong>sidad residual, f es la frecu<strong>en</strong>cia y t es el tiempo. D<strong>en</strong>tro <strong>de</strong><br />

2


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ciertos límites <strong>de</strong> funcionami<strong>en</strong>to, la fuerza electromotriz que esa int<strong>en</strong>sidad<br />

induce es proporcional a su <strong>de</strong>rivada respecto al tiempo:<br />

e = M di<br />

<br />

= 2 2fMIs<strong>en</strong> 2ft <br />

dt <br />

<br />

2 <br />

<br />

M es un coefici<strong>en</strong>te <strong>de</strong> inducción mutua que <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong> <strong>de</strong> cada interruptor<br />

difer<strong>en</strong>cial. El valor eficaz E <strong>de</strong> esa fuerza electromotriz, que es igual al valor<br />

eficaz VAB <strong>de</strong> la t<strong>en</strong>sión <strong>en</strong>tre los terminales A y B (Fig. 1) resulta<br />

E = VAB = Em 2 = 2fMI = KI , proporcional al valor eficaz <strong>de</strong> la int<strong>en</strong>sidad<br />

residual. Esta t<strong>en</strong>sión es la que se aplica a la bobina <strong>de</strong>l relé para que, cuando<br />

alcance <strong>de</strong>terminado valor, abra los <strong>con</strong>tactos <strong>de</strong>l interruptor difer<strong>en</strong>cial.<br />

B<br />

L<br />

A<br />

i R<br />

i S<br />

i T<br />

iN Fig. 1.- Esquema fundam<strong>en</strong>tal <strong>de</strong> un interruptor difer<strong>en</strong>cial.<br />

i = iR + iS + iT iN se llama int<strong>en</strong>sidad instantánea residual.<br />

Pero, las int<strong>en</strong>sida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua <strong>de</strong> una instalación<br />

fotovoltaica, son <strong>con</strong>stantes, no <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong>n <strong>de</strong>l tiempo, por lo que la int<strong>en</strong>sidad<br />

residual i también lo es, y su <strong>de</strong>rivada es, por eso, cero: e = M( di dt)=<br />

0 . Por<br />

tanto el interruptor difer<strong>en</strong>cial no la <strong>de</strong>tecta, cualquiera que sea su valor.<br />

Es <strong>de</strong>cir, si los redactores <strong>de</strong>l Real Decreto 1663/2000 pret<strong>en</strong>dían que se<br />

instalara <strong>en</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua un interruptor difer<strong>en</strong>cial como los que se<br />

utilizan <strong>en</strong> corri<strong>en</strong>te alterna, estarían imponi<strong>en</strong>do algo inútil, pues esos<br />

interruptores no sirv<strong>en</strong> para <strong>de</strong>tectar corri<strong>en</strong>tes residuales <strong>de</strong> int<strong>en</strong>sidad<br />

<strong>con</strong>stante.<br />

Interruptores difer<strong>en</strong>ciales para corri<strong>en</strong>te <strong>con</strong>tinua<br />

Consecu<strong>en</strong>cia inmediata <strong>de</strong> lo anterior es preguntarse si exist<strong>en</strong><br />

interruptores difer<strong>en</strong>ciales para corri<strong>en</strong>te <strong>con</strong>tinua, para que pudieran<br />

instalarse <strong>en</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua <strong>de</strong> la instalación fotovoltaica. Aquí 'corri<strong>en</strong>te<br />

<strong>con</strong>tinua' <strong>de</strong>signará cualquier corri<strong>en</strong>te <strong>de</strong> int<strong>en</strong>sidad <strong>con</strong>stante, in<strong>de</strong>p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>te<br />

<strong>de</strong>l tiempo. Quedan excluidas, por tanto, no solo las corri<strong>en</strong>tes alternas, sino,<br />

incluso, corri<strong>en</strong>tes <strong>de</strong> un solo s<strong>en</strong>tido cuya int<strong>en</strong>sidad no sea <strong>con</strong>stante, como,<br />

por ejemplo, corri<strong>en</strong>tes rectificadas <strong>de</strong> media o doble onda [5].<br />

La respuesta es que, <strong>en</strong> el comercio, y homologados para los fines que<br />

pret<strong>en</strong><strong>de</strong>ría el Real Decreto 1663/2000, no exist<strong>en</strong> esos interruptores. Pero sí se<br />

pue<strong>de</strong>n diseñar, <strong>en</strong> principio, interruptores difer<strong>en</strong>ciales para int<strong>en</strong>sidad<br />

<strong>con</strong>stante. Sin embargo, como veremos <strong>en</strong>seguida, la inclusión <strong>de</strong> estos<br />

interruptores <strong>en</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua <strong>de</strong> las instalaciones <strong>fotovoltaicas</strong><br />

habituales, también sería inútil para la protección <strong>de</strong> las personas <strong>en</strong> el caso <strong>de</strong><br />

<strong>de</strong>rivación <strong>de</strong> algún elem<strong>en</strong>to <strong>de</strong> esa parte <strong>de</strong> la instalación.<br />

3<br />

T


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La protección que proporciona un interruptor difer<strong>en</strong>cial<br />

La protección que proporciona el interruptor difer<strong>en</strong>cial <strong>en</strong> las<br />

instalaciones habituales <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te sinusoidal <strong>con</strong>siste <strong>en</strong> separar la<br />

instalación que está protegida por él, <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> la instalación <strong>de</strong> la que<br />

provi<strong>en</strong>e la <strong>en</strong>ergía (Fig. 2). De esa forma, incluso si toda o parte <strong>de</strong> la corri<strong>en</strong>te<br />

<strong>de</strong> <strong>de</strong>fecto circula ya por el cuerpo <strong>de</strong> una persona, esa corri<strong>en</strong>te cesa cuando el<br />

interruptor difer<strong>en</strong>cial <strong>de</strong>s<strong>con</strong>ecta la parte <strong>de</strong> la instalación protegida. En estas<br />

instalaciones la fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía es la red exterior, la red pública.<br />

Lado <strong>de</strong>l usuario<br />

R iR S iS T iT N iN Fig. 2.- En las instalaciones ordinarias <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te alterna la <strong>en</strong>ergía<br />

provi<strong>en</strong>e <strong>de</strong> un transformador <strong>con</strong> el neutro <strong>de</strong> su secundario<br />

<strong>con</strong>ectado a tierra. La instalación protegida por el interruptor<br />

difer<strong>en</strong>cial es, <strong>en</strong> la figura, la <strong>de</strong> la <strong>de</strong>recha <strong>de</strong> ese interruptor. Si hay<br />

corri<strong>en</strong>te a tierra <strong>en</strong> esa parte <strong>de</strong> la instalación, la int<strong>en</strong>sidad<br />

difer<strong>en</strong>cial residual no es cero, y pue<strong>de</strong> abrir los <strong>con</strong>tactos <strong>de</strong>l<br />

interruptor difer<strong>en</strong>cial. Si así ocurre, quedan separadas la fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong><br />

<strong>en</strong>ergía y la parte <strong>de</strong> la instalación protegida por el interruptor<br />

difer<strong>en</strong>cial, y cesa la corri<strong>en</strong>te <strong>de</strong> <strong>de</strong>fecto.<br />

Pero <strong>en</strong> una instalación fotovoltaica la fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong><br />

<strong>con</strong>tinua son las placas <strong>fotovoltaicas</strong>. Por tanto, quizá los redactores <strong>de</strong>l Real<br />

Decreto pret<strong>en</strong>dieran que esa parte, la fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua,<br />

o sea, las placas, se separara <strong>de</strong>l resto <strong>de</strong> la instalación <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te <strong>con</strong>tinua por<br />

medio <strong>de</strong> un interruptor difer<strong>en</strong>cial cuando haya una <strong>de</strong>rivación. Pero ese resto<br />

<strong>de</strong> la instalación <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te <strong>con</strong>tinua es solo una mínima parte <strong>de</strong> ella, <strong>en</strong><br />

<strong>con</strong>creto solo las líneas que van <strong>de</strong>s<strong>de</strong> las placas al <strong>con</strong>vertidor. Un interruptor<br />

que <strong>de</strong>s<strong>con</strong>ecte <strong>de</strong> las placas esas líneas, hace, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> luego, que la t<strong>en</strong>sión <strong>en</strong> las<br />

líneas se anule, pues los <strong>con</strong>vertidores, al faltar t<strong>en</strong>sión <strong>en</strong> el lado <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua,<br />

también <strong>de</strong>s<strong>con</strong>ectan <strong>de</strong>l lado <strong>de</strong> alterna. Pero el resto <strong>de</strong> la instalación <strong>de</strong><br />

<strong>con</strong>tinua, la práctica totalidad <strong>de</strong> esta instalación y la más accesible, que son las<br />

placas, no quedan separadas <strong>de</strong> la fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía, que son ellas mismas (Fig.<br />

3).<br />

Fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía<br />

Fig. 3.- Las placas <strong>fotovoltaicas</strong>, que son el compon<strong>en</strong>te principal <strong>de</strong> la<br />

parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua <strong>de</strong> una instalación fotovoltaica, no pue<strong>de</strong>n ser<br />

separadas <strong>de</strong> la fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía por ningún interruptor, pues ellas<br />

mismas son fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía.<br />

Por tanto, si se pudiera <strong>con</strong>seguir por medio <strong>de</strong> un interruptor<br />

difer<strong>en</strong>cial instalado <strong>en</strong> el lado <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua algún grado <strong>de</strong> protección "a las<br />

personas <strong>en</strong> el caso <strong>de</strong> <strong>de</strong>rivación <strong>de</strong> algún elem<strong>en</strong>to <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua <strong>de</strong><br />

la instalación", ese interruptor difer<strong>en</strong>cial habría <strong>de</strong> realizar alguna función<br />

distinta <strong>de</strong> la que acostumbran a realizar los interruptores difer<strong>en</strong>ciales, es<br />

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<strong>de</strong>cir, distinta <strong>de</strong> separar la fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía. El autor <strong>de</strong>l artículo <strong>de</strong> la<br />

refer<strong>en</strong>cia [6] trata <strong>de</strong> <strong>en</strong><strong>con</strong>trar algún diseño que incluya un interruptor <strong>en</strong> la<br />

parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua <strong>con</strong> este fin, sin que <strong>con</strong>siga llegar a ninguna solución<br />

verda<strong>de</strong>ram<strong>en</strong>te útil.<br />

Es <strong>de</strong>cir, la <strong>con</strong>secu<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> interpretar el citado Real Decreto <strong>en</strong> el<br />

s<strong>en</strong>tido <strong>de</strong> que hay que instalar <strong>en</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua un interruptor<br />

difer<strong>en</strong>cial para la seguridad <strong>de</strong> las personas <strong>con</strong>duce a diseños ineficaces.<br />

Instalación fotovoltaica “<strong>de</strong> g<strong>en</strong>erador flotante” <strong>con</strong>ectada a la red<br />

La figura 4 muestra esquemáticam<strong>en</strong>te una forma frecu<strong>en</strong>te <strong>de</strong><br />

instalación fotovoltaica <strong>con</strong>ectada a la red eléctrica <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te alterna. La parte<br />

principal <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua son las placas <strong>fotovoltaicas</strong>, que suel<strong>en</strong> ir <strong>en</strong>marcadas <strong>en</strong><br />

bastidores metálicos, apoyados a su vez <strong>en</strong> soportes metálicos. Estas partes<br />

metálicas se <strong>con</strong>ectan todas <strong>en</strong>tre sí para que sean equipot<strong>en</strong>ciales y, a<strong>de</strong>más, se<br />

<strong>con</strong>ectan a tierra como medida <strong>de</strong> seguridad para la instalación fr<strong>en</strong>te a<br />

<strong>de</strong>scargas atmosféricas. De día, cuando hay luz solar, cada placa fotovoltaica es<br />

un g<strong>en</strong>erador <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te <strong>con</strong>tinua. Cada <strong>con</strong>junto <strong>de</strong> varias placas <strong>con</strong>ectadas<br />

<strong>en</strong> serie se llama, precisam<strong>en</strong>te, una serie. Cada serie, por tanto, equivale a un<br />

g<strong>en</strong>erador cuya t<strong>en</strong>sión es la suma <strong>de</strong> las t<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> las placas que la forman.<br />

De los dos terminales <strong>de</strong> cada serie, <strong>de</strong>l terminal positivo y <strong>de</strong>l terminal<br />

negativo, part<strong>en</strong> dos <strong>con</strong>ductores activos [2], el <strong>con</strong>ductor positivo y el<br />

<strong>con</strong>ductor negativo, que están aislados <strong>en</strong>tre sí y aislados <strong>de</strong> tierra.<br />

ca - TT<br />

cc - IT<br />

iR iS iT iN 5<br />

Convertidores<br />

+<br />

-<br />

Placas<br />

<strong>fotovoltaicas</strong><br />

Red<br />

pública<br />

Fig. 4.- Esquema simplificado <strong>de</strong> instalación fotovoltaica <strong>con</strong>ectada a<br />

la red. Ningún hilo activo <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua está <strong>con</strong>ectado a<br />

tierra. Esa disposición se <strong>con</strong>oce como “<strong>de</strong> g<strong>en</strong>erador flotante”.<br />

Esta disposición suele <strong>de</strong>nominarse “<strong>de</strong> g<strong>en</strong>erador flotante”. Coinci<strong>de</strong><br />

<strong>con</strong> el sistema que el Reglam<strong>en</strong>to Electrotécnico para Baja T<strong>en</strong>sión <strong>de</strong>nomina<br />

esquema IT [7], <strong>en</strong> el que no hay <strong>con</strong>ductores activos puestos a tierra, pero sí lo<br />

están, mediante una <strong>con</strong>exión específica, las masas y partes metálicas accesibles<br />

<strong>de</strong> todos los aparatos. Los extremos finales <strong>de</strong> los dos <strong>con</strong>ductores activos van<br />

<strong>con</strong>ectados al <strong>con</strong>vertidor (Fig. 4), que hace circular la int<strong>en</strong>sidad <strong>de</strong> las placas,<br />

<strong>en</strong> s<strong>en</strong>tidos alternativos a la frecu<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> la red, por el primario <strong>de</strong> un<br />

transformador. En el secundario <strong>de</strong> ese transformador, que está <strong>con</strong>ectado a la<br />

red pública, se induce así una fuerza electromotriz, que <strong>en</strong>trega la <strong>en</strong>ergía <strong>de</strong> las<br />

placas a la red.<br />

Con esta disposición, si uno cualquiera <strong>de</strong> los hilos que part<strong>en</strong> <strong>de</strong> las<br />

placas, positivo o negativo, se pone <strong>en</strong> <strong>con</strong>tacto eléctrico <strong>con</strong> una parte metálica,<br />

que está puesta a tierra, el único efecto es que los pot<strong>en</strong>ciales <strong>de</strong> ese hilo, <strong>de</strong> la<br />

parte metálica y <strong>de</strong> tierra son los mismos, y no hay ninguna corri<strong>en</strong>te <strong>de</strong><br />

<strong>de</strong>rivación a tierra. Si ahora una persona toca la parte metálica, no hay tampoco<br />

ninguna corri<strong>en</strong>te <strong>de</strong> <strong>de</strong>rivación por su cuerpo, pues la difer<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> pot<strong>en</strong>cial a<br />

que está sometida es cero, que es la difer<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> pot<strong>en</strong>cial <strong>en</strong>tre la parte<br />

metálica y tierra. Esto es así, incluso, si la puesta a tierra fuera <strong>de</strong>fectuosa, <strong>en</strong>


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cuyo caso la <strong>con</strong>exión a tierra se realiza por el cuerpo <strong>de</strong> la persona. Es <strong>de</strong>cir, si<br />

una persona toca una parte metálica que estuviera aislada <strong>de</strong> tierra y que se ha<br />

puesto <strong>en</strong> <strong>con</strong>tacto <strong>con</strong> un hilo activo, no circula ninguna corri<strong>en</strong>te por la<br />

persona, salvo, a lo sumo, la producida inicialm<strong>en</strong>te por las cargas estáticas. Por<br />

tanto, <strong>con</strong> los dos hilos activos aislados <strong>en</strong>tre sí y <strong>de</strong> tierra, un primer <strong>de</strong>fecto a<br />

tierra no es peligroso para las personas.<br />

Si ahora se produce un nuevo <strong>con</strong>tacto <strong>de</strong>l otro <strong>con</strong>ductor <strong>con</strong> la parte<br />

metálica, tampoco hay una corri<strong>en</strong>te <strong>de</strong> fuga a tierra, sino un cortocircuito,<br />

pues, como se ha dicho, toda la parte metálica es una superficie equipot<strong>en</strong>cial.<br />

Si ahora una persona toca la parte metálica, tampoco se produce ninguna<br />

corri<strong>en</strong>te <strong>de</strong> fuga a tierra por ella, pues la difer<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> pot<strong>en</strong>cial <strong>en</strong>tre la parte<br />

metálica y tierra sigue si<strong>en</strong>do cero. El cortocircuito tampoco produce una avería<br />

<strong>en</strong> las placas, pues la int<strong>en</strong>sidad <strong>de</strong> cortocircuito <strong>de</strong> las placas <strong>fotovoltaicas</strong> es<br />

solo escasam<strong>en</strong>te superior a su int<strong>en</strong>sidad nominal. El efecto <strong>de</strong>l cortocircuito es<br />

anular la t<strong>en</strong>sión <strong>en</strong> la <strong>en</strong>trada <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua <strong>de</strong>l <strong>con</strong>vertidor, por lo<br />

que este se <strong>de</strong>s<strong>con</strong>ectará automáticam<strong>en</strong>te <strong>de</strong> la línea <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua que le llega,<br />

ya que los <strong>con</strong>vertidores van dotados <strong>de</strong> un interruptor automático que se abre<br />

cuando la t<strong>en</strong>sión <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua disminuye hasta cierto valor que no hace posible<br />

<strong>con</strong>tinuar <strong>con</strong> la <strong>en</strong>trega <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía a la red pública. Esta <strong>de</strong>s<strong>con</strong>exión es el<br />

mejor aviso <strong>de</strong> avería, pues cesa el suministro <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía a la red.<br />

Solo pue<strong>de</strong> haber peligro para la persona si el segundo <strong>de</strong>fecto a tierra se<br />

produce a través <strong>de</strong> ella. Pero esto solo ocurre si ya se ha producido un primer<br />

<strong>de</strong>fecto a tierra <strong>de</strong> uno <strong>de</strong> los hilos <strong>de</strong> una serie <strong>de</strong> placas <strong>fotovoltaicas</strong>, si ese<br />

<strong>de</strong>fecto no ha sido reparado, y si la persona toca directam<strong>en</strong>te el otro hilo<br />

activo. Esta situación equivale al <strong>con</strong>tacto directo <strong>de</strong> la persona <strong>con</strong> los dos hilos<br />

activos, <strong>con</strong>tacto cuyas <strong>con</strong>secu<strong>en</strong>cias no pue<strong>de</strong> evitar ningún interruptor<br />

difer<strong>en</strong>cial, tampoco <strong>en</strong> las instalaciones <strong>de</strong> alterna, si la persona está aislada <strong>de</strong><br />

tierra.<br />

<strong>Seguridad</strong> <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua<br />

Toda protección fr<strong>en</strong>te a <strong>con</strong>tactos indirectos <strong>de</strong>be <strong>con</strong>seguir que<br />

cualquier <strong>con</strong>tacto acci<strong>de</strong>ntal <strong>de</strong> un <strong>con</strong>ductor activo <strong>con</strong> una parte metálica, no<br />

cause una <strong>de</strong>rivación a tierra a través <strong>de</strong> una persona que esté tocando los<br />

bastidores, soportes o carcasas <strong>de</strong> placas y equipos. Ya se ha expuesto cómo el<br />

sistema IT asegura totalm<strong>en</strong>te dicha protección <strong>en</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua <strong>de</strong> las<br />

<strong>plantas</strong> <strong>fotovoltaicas</strong>, pues no hay riesgo <strong>de</strong> <strong>con</strong>tactos indirectos, y ni siquiera<br />

hay riesgo <strong>de</strong> <strong>de</strong>rivación a tierra a través <strong>de</strong> la persona, cuando esta toca<br />

directam<strong>en</strong>te un solo <strong>con</strong>ductor activo. Eso significa que el nivel <strong>de</strong> seguridad<br />

alcanzado <strong>con</strong> esta disposición resulta comparable al que se <strong>con</strong>sigue <strong>en</strong> las<br />

instalaciones ordinarias <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te alterna <strong>con</strong> los interruptores difer<strong>en</strong>ciales,<br />

aunque <strong>con</strong> la v<strong>en</strong>taja para las instalaciones <strong>fotovoltaicas</strong> <strong>de</strong> g<strong>en</strong>erador flotante,<br />

<strong>de</strong> que esa seguridad no <strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong> <strong>de</strong>l correcto funcionami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> un<br />

interruptor difer<strong>en</strong>cial ni <strong>de</strong> ningún otro aparato, sino que es una característica<br />

<strong>de</strong> seguridad inher<strong>en</strong>te a la propia instalación.<br />

Por otra parte, para mejorar la protección fr<strong>en</strong>te a <strong>con</strong>tactos directos, es<br />

recom<strong>en</strong>dable un bu<strong>en</strong> aislami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> las partes metálicas activas. Un<br />

aislami<strong>en</strong>to Clase II, <strong>en</strong> el s<strong>en</strong>tido <strong>de</strong> la ITC-BT-43, es, <strong>en</strong> este caso, el más<br />

<strong>con</strong>v<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te.<br />

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Ambas medidas, la <strong>con</strong>figuración IT o <strong>de</strong> g<strong>en</strong>erador flotante, y doble<br />

aislami<strong>en</strong>to, a nuestro juicio proporcionan a la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua <strong>de</strong> las<br />

instalaciones <strong>fotovoltaicas</strong> un nivel <strong>de</strong> seguridad a<strong>de</strong>cuado.<br />

Interruptor difer<strong>en</strong>cial <strong>en</strong> la parte <strong>de</strong> alterna<br />

Como se ha dicho, <strong>en</strong> las instalaciones ordinarias <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te alterna, tal<br />

como la <strong>de</strong> una vivi<strong>en</strong>da, el interruptor difer<strong>en</strong>cial separa la red pública <strong>de</strong> la<br />

instalación particular. Esto sugiere otra interpretación <strong>de</strong>l citado punto 2 <strong>de</strong>l<br />

Real Decreto 1663/2000. Pudiera ser que su redactor <strong>con</strong>si<strong>de</strong>re a cada<br />

instalación fotovoltaica como una instalación más <strong>de</strong> usuario, como una<br />

instalación particular, que <strong>de</strong>be ser separada <strong>de</strong> la red pública por medio <strong>de</strong> un<br />

interruptor difer<strong>en</strong>cial cuando haya una corri<strong>en</strong>te <strong>de</strong> <strong>de</strong>fecto a tierra <strong>en</strong> esa<br />

instalación.<br />

Si fuera <strong>de</strong> esta manera, no ha t<strong>en</strong>ido <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta una difer<strong>en</strong>cia es<strong>en</strong>cial<br />

<strong>de</strong> las instalaciones <strong>fotovoltaicas</strong> <strong>con</strong> el resto <strong>de</strong> instalaciones habituales <strong>de</strong><br />

usuario, que es que, <strong>en</strong> este caso, la instalación a proteger es también fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong><br />

<strong>en</strong>ergía ella misma. Y por eso, su <strong>de</strong>s<strong>con</strong>exión <strong>de</strong> la red pública no anula la<br />

t<strong>en</strong>sión <strong>en</strong>tre sus terminales, que solo cesa durante la noche, cuando no hay luz<br />

solar. Es <strong>de</strong>cir, separar una instalación fotovoltaica <strong>de</strong> la red pública por medio<br />

<strong>de</strong> un interruptor omnipolar, no anula las t<strong>en</strong>siones <strong>en</strong> toda la instalación<br />

fotovoltaica.<br />

A<strong>de</strong>más, como se verá más a<strong>de</strong>lante, un interruptor difer<strong>en</strong>cial <strong>en</strong> la<br />

parte <strong>de</strong> alterna no <strong>de</strong>tecta ninguna <strong>de</strong>rivación a tierra que se produzca <strong>en</strong> la<br />

parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua, ni ejerce, por tanto, ninguna protección <strong>en</strong> esa parte,<br />

protección que, como se ha visto, tampoco es necesaria si la instalación es <strong>de</strong><br />

g<strong>en</strong>erador flotante.<br />

Dón<strong>de</strong> poner el interruptor difer<strong>en</strong>cial<br />

La inclusión <strong>de</strong> un interruptor difer<strong>en</strong>cial <strong>en</strong> la parte <strong>de</strong> alterna es<br />

solución que se ha ido ext<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do <strong>en</strong>tre los proyectistas (Fig. 4). Con<br />

in<strong>de</strong>p<strong>en</strong><strong>de</strong>ncia <strong>de</strong> la protección que proporcione, <strong>de</strong> la que nos ocuparemos<br />

<strong>en</strong>seguida, ofrece, al m<strong>en</strong>os, dos v<strong>en</strong>tajas prácticas. La primera es que se trata<br />

<strong>de</strong>l interruptor difer<strong>en</strong>cial <strong>de</strong> uso habitual, por lo que, a<strong>de</strong>más <strong>de</strong> estar<br />

homologado, no hay dificultad para su adquisición <strong>en</strong> el mercado; y la segunda,<br />

que suele ser sufici<strong>en</strong>te para satisfacer los requerimi<strong>en</strong>tos formales <strong>de</strong> los<br />

órganos <strong>de</strong> la Administración, incluida la exig<strong>en</strong>cia <strong>de</strong>l citado punto 2.<br />

Su funcionami<strong>en</strong>to es el <strong>de</strong> siempre: el interruptor abrirá sus <strong>con</strong>tactos si<br />

el valor eficaz <strong>de</strong> la int<strong>en</strong>sidad residual alcanza el valor que corresponda a su<br />

s<strong>en</strong>sibilidad. Para que así sea, <strong>con</strong>vi<strong>en</strong>e reforzar la puesta a tierra <strong>de</strong>l neutro <strong>de</strong>l<br />

transformador <strong>de</strong> la red pública. Nuestra recom<strong>en</strong>dación es que solo ese neutro<br />

se ponga a tierra, y que permanezca aislado el neutro <strong>de</strong>l transformador <strong>de</strong> la<br />

parte <strong>de</strong> alterna <strong>de</strong>l <strong>con</strong>vertidor. Así toda la int<strong>en</strong>sidad <strong>de</strong> <strong>de</strong>rivación que se<br />

produzca <strong>en</strong> la parte <strong>de</strong> alterna <strong>de</strong>l usuario se cierra hacia el transformador <strong>de</strong><br />

la red pública y esa int<strong>en</strong>sidad coinci<strong>de</strong> <strong>en</strong>tonces <strong>con</strong> la <strong>de</strong> <strong>de</strong>fecto <strong>de</strong>l<br />

interruptor difer<strong>en</strong>cial. Porque si el neutro <strong>de</strong> la salida <strong>de</strong>l <strong>con</strong>vertidor está<br />

también a tierra, la int<strong>en</strong>sidad <strong>de</strong> <strong>de</strong>rivación pue<strong>de</strong> circular hacia los dos<br />

neutros, el <strong>de</strong>l <strong>con</strong>vertidor y el <strong>de</strong>l transformador <strong>de</strong> la red pública. Como el<br />

difer<strong>en</strong>cial solo <strong>de</strong>tecta la int<strong>en</strong>sidad <strong>de</strong> <strong>de</strong>fecto que circula hacia el neutro <strong>de</strong>l<br />

transformador <strong>de</strong> la red pública, pue<strong>de</strong> no abrir sus <strong>con</strong>tactos aunque la<br />

int<strong>en</strong>sidad <strong>de</strong> <strong>de</strong>rivación supere su s<strong>en</strong>sibilidad.<br />

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Hacia<br />

el C.T. Cuadro G<strong>en</strong>eral<br />

<strong>de</strong> Protección Contador<br />

bidireccional<br />

Cuadro<br />

g<strong>en</strong>eral<br />

kWh<br />

Fig. 5.- Si solo se <strong>con</strong>ecta a tierra el neutro <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> la red<br />

pública, la red alterna <strong>de</strong>l usuario queda protegida fr<strong>en</strong>te a <strong>con</strong>tactos<br />

indirectos por el difer<strong>en</strong>cial y el <strong>con</strong>vertidor.<br />

En cuanto el interruptor difer<strong>en</strong>cial abre sus <strong>con</strong>tactos, el <strong>con</strong>vertidor se<br />

<strong>de</strong>s<strong>con</strong>ecta también <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua, o sea <strong>de</strong> la fu<strong>en</strong>te fotovoltaica, lo<br />

que asegura que toda la parte <strong>de</strong> la línea <strong>de</strong> alterna compr<strong>en</strong>dida <strong>en</strong>tre el<br />

<strong>con</strong>vertidor y el difer<strong>en</strong>cial que<strong>de</strong> separada <strong>de</strong> las dos fu<strong>en</strong>tes <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía, <strong>de</strong> la<br />

fotovoltaica y <strong>de</strong> la red pública, que es lo que asegura la protección <strong>de</strong> las<br />

personas <strong>en</strong> ese tramo. Por esta razón es a<strong>con</strong>sejable situar el difer<strong>en</strong>cial lo más<br />

próximo posible a la red pública y no junto al <strong>con</strong>vertidor. De esta manera se<br />

protege fr<strong>en</strong>te a <strong>con</strong>tactos indirectos toda la línea <strong>de</strong> alterna (Fig. 5), aunque no<br />

influya nada <strong>en</strong> la seguridad <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua.<br />

Dos diseños <strong>de</strong> <strong>plantas</strong> <strong>fotovoltaicas</strong><br />

En las figuras 6 y 7 se muestran dos diseños básicos <strong>de</strong> <strong>plantas</strong><br />

<strong>fotovoltaicas</strong> <strong>de</strong> <strong>baja</strong> t<strong>en</strong>sión y g<strong>en</strong>erador flotante <strong>con</strong>ectadas a la red. El<br />

primero utiliza un único <strong>con</strong>vertidor. El segundo utiliza varios pequeños<br />

<strong>con</strong>vertidores cuyas salidas se reún<strong>en</strong> para formar líneas trifásicas que se<br />

<strong>con</strong>ectan a la red pública. Entre estas dos soluciones cab<strong>en</strong> variantes que<br />

participan <strong>de</strong> uno u otro sistema <strong>en</strong> distinto grado.<br />

Una primera v<strong>en</strong>taja <strong>de</strong>l diseño <strong>con</strong> un solo <strong>con</strong>vertidor (Fig. 6) es<br />

reducir costes, pues se <strong>con</strong>c<strong>en</strong>tran <strong>en</strong> un solo aparato todos los compon<strong>en</strong>tes<br />

electrónicos, y el <strong>con</strong>junto resulta más fácil <strong>de</strong> mant<strong>en</strong>er. El r<strong>en</strong>dimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong>l<br />

<strong>con</strong>junto <strong>de</strong> la instalación es ligeram<strong>en</strong>te mayor, pues, si bi<strong>en</strong> los r<strong>en</strong>dimi<strong>en</strong>tos<br />

<strong>en</strong>ergéticos <strong>de</strong> los <strong>con</strong>vertidores no son muy difer<strong>en</strong>tes <strong>en</strong> ambos diseños, la<br />

pot<strong>en</strong>cia que se pier<strong>de</strong> <strong>en</strong> la resist<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> los hilos es m<strong>en</strong>or <strong>en</strong> el diseño <strong>con</strong><br />

un solo <strong>con</strong>vertidor. En este diseño, la mayor parte <strong>de</strong>l cableado es el <strong>de</strong> las<br />

líneas <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te <strong>con</strong>tinua, que van <strong>de</strong>s<strong>de</strong> cada serie <strong>de</strong> placas al <strong>con</strong>vertidor<br />

único (Fig. 6). Debido a que la t<strong>en</strong>sión <strong>de</strong> estas líneas es tan elevada como lo<br />

permita el <strong>con</strong>vertidor, más <strong>de</strong> 600 V por lo g<strong>en</strong>eral, las pérdidas <strong>en</strong> sus<br />

<strong>con</strong>ductores, inversam<strong>en</strong>te proporcionales al cuadrado <strong>de</strong> esa t<strong>en</strong>sión, son<br />

m<strong>en</strong>ores, como se verá, que las <strong>de</strong>l diseño <strong>con</strong> varios <strong>con</strong>vertidores.<br />

8<br />

I d<br />

+ -<br />

- +


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Módulos<br />

fotovoltaicos<br />

Interruptores<br />

Módulos<br />

fotovoltaicos<br />

27 81<br />

59 RA<br />

Interruptores<br />

RV 0.6/1 kV<br />

On<br />

Off<br />

9<br />

RV 0.6/1 kV<br />

kWh<br />

Módulos<br />

fotovoltaicos<br />

81 Relé <strong>de</strong> frecu<strong>en</strong>cia<br />

RA Relé anti-isla<br />

Interruptor<br />

automático <strong>con</strong><br />

bloque difer<strong>en</strong>cial<br />

Seccionador<br />

(interruptor frontera<br />

precintable)<br />

Contador<br />

bidireccional<br />

Caja g<strong>en</strong>eral <strong>de</strong><br />

protección<br />

Interruptores<br />

27<br />

Relé <strong>de</strong> mínima<br />

t<strong>en</strong>sión<br />

59<br />

Relé <strong>de</strong><br />

sobret<strong>en</strong>sión<br />

RV 0.6/1kV<br />

Hacia el C.T.<br />

Fig. 6.- Planta <strong>con</strong> un único gran <strong>con</strong>vertidor. La casi totalidad <strong>de</strong>l<br />

cableado es el <strong>de</strong> las líneas <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te <strong>con</strong>tinua, <strong>de</strong> 600 V o más,<br />

<strong>de</strong>s<strong>de</strong> las series <strong>de</strong> placas al <strong>con</strong>vertidor.<br />

Utilizar varios pequeños <strong>con</strong>vertidores ti<strong>en</strong>e la v<strong>en</strong>taja <strong>de</strong> que una avería<br />

<strong>en</strong> uno no elimina la producción <strong>de</strong> toda la planta. Pero las líneas <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua<br />

son muy cortas ahora, pues cada <strong>con</strong>vertidor se suele situar cerca <strong>de</strong> su serie <strong>de</strong><br />

placas (Fig. 7). De la salida <strong>de</strong> cada <strong>con</strong>vertidor part<strong>en</strong> líneas <strong>de</strong> alterna <strong>de</strong> 230 ó<br />

400 V hacia la red g<strong>en</strong>eral. Estas líneas <strong>con</strong>stituy<strong>en</strong> <strong>en</strong> este diseño la mayor<br />

parte <strong>de</strong>l cableado, y <strong>en</strong> ellas, las pérdidas son mayores que <strong>en</strong> las <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua.<br />

Por estas razones suele preferirse el diseño <strong>de</strong> gran <strong>con</strong>vertidor único. El<br />

in<strong>con</strong>v<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te <strong>de</strong> la interrupción por avería no resulta e<strong>con</strong>ómicam<strong>en</strong>te<br />

importante para el propietario <strong>de</strong> la instalación cuando esa producción <strong>de</strong>


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<strong>en</strong>ergía esté cubierta por compañías <strong>de</strong> seguros, que in<strong>de</strong>mnizarían la pérdida<br />

<strong>de</strong> ingresos.<br />

27 81<br />

59 RA<br />

On<br />

Off<br />

Hacia el C.T.<br />

27 81<br />

59 RA<br />

10<br />

On<br />

Off<br />

RV 0.6/1kV<br />

RV 0.6/1 kV<br />

kWh<br />

RV 0.6/1kV<br />

27 81<br />

59 RA<br />

Fig. 7.- Planta <strong>con</strong> varios pequeños <strong>con</strong>vertidores. La mayor parte <strong>de</strong>l<br />

cableado es el <strong>de</strong> las líneas <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te alterna <strong>de</strong>s<strong>de</strong> cada <strong>con</strong>vertidor<br />

a la red g<strong>en</strong>eral.<br />

En las <strong>plantas</strong> <strong>de</strong> un solo <strong>con</strong>vertidor, la parte <strong>de</strong> alterna se reduce a la<br />

mínima expresión: inmediatam<strong>en</strong>te aguas arriba <strong>de</strong>l <strong>con</strong>vertidor va el cuadro<br />

<strong>de</strong> protecciones <strong>de</strong> la planta y, a su salida, el <strong>con</strong>tador <strong>con</strong> su caja g<strong>en</strong>eral <strong>de</strong><br />

protección y una línea trifásica <strong>de</strong> <strong>con</strong>exión a la red pública.<br />

La protección para el caso <strong>de</strong> cortocircuito <strong>en</strong> esa línea trifásica <strong>con</strong>siste<br />

<strong>en</strong> un separador para cada fu<strong>en</strong>te <strong>de</strong> <strong>en</strong>ergía: los fusibles <strong>de</strong> la caja g<strong>en</strong>eral <strong>de</strong><br />

protección separarán la instalación fotovoltaica y la red pública, y las<br />

protecciones <strong>de</strong> cabecera <strong>de</strong> la instalación fotovoltaica <strong>de</strong>s<strong>con</strong>ectarán <strong>de</strong> la línea<br />

el <strong>con</strong>vertidor. Las protecciones fusibles o magnetotérmicas que <strong>de</strong>tectan<br />

On<br />

Off


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sobreint<strong>en</strong>sidad <strong>en</strong> caso <strong>de</strong> cortocircuito actuarán sin ningún problema, pues la<br />

pot<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> cortocircuito <strong>de</strong> la red pública es incomparablem<strong>en</strong>te mayor que la<br />

pot<strong>en</strong>cia nominal <strong>de</strong> la instalación, <strong>con</strong> lo que los altos valores <strong>de</strong> las<br />

int<strong>en</strong>sida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> cortocircuito dispararán las protecciones.<br />

Como ya se ha dicho, si se <strong>de</strong>sea dotar también <strong>de</strong> protección difer<strong>en</strong>cial<br />

la línea <strong>de</strong> <strong>con</strong>exión, el interruptor difer<strong>en</strong>cial <strong>de</strong>be situarse junto al <strong>con</strong>tador <strong>de</strong><br />

<strong>en</strong>ergía, y no junto al <strong>con</strong>vertidor.<br />

Si el diseño elegido es el <strong>de</strong> varios <strong>con</strong>vertidores distribuidos por la<br />

planta (Fig. 7), <strong>en</strong>tonces la red <strong>de</strong> cableado será mayoritariam<strong>en</strong>te <strong>de</strong> corri<strong>en</strong>te<br />

alterna, y estará <strong>con</strong>ectada a la red pública <strong>de</strong> distribución a través <strong>de</strong>l cuadro<br />

<strong>de</strong> protección <strong>de</strong> la planta, <strong>de</strong>l que parte la línea hasta el <strong>con</strong>tador. Aquí son <strong>de</strong><br />

aplicación las mismas soluciones que antes, <strong>en</strong> particular la <strong>de</strong> colocar el<br />

interruptor difer<strong>en</strong>cial lo más próximo posible al <strong>con</strong>tador, y no poner a tierra<br />

el neutro <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> alterna <strong>de</strong>l <strong>con</strong>vertidor y sí el <strong>de</strong>l transformador <strong>de</strong> la<br />

red g<strong>en</strong>eral. Así queda protegida toda la red <strong>de</strong> alterna que, <strong>en</strong> este caso, es una<br />

parte <strong>con</strong>si<strong>de</strong>rable <strong>de</strong> la instalación.<br />

Conclusiones<br />

Consecu<strong>en</strong>cia <strong>de</strong> lo dicho es que la <strong>con</strong>figuración <strong>de</strong> g<strong>en</strong>erador flotante<br />

<strong>de</strong> una planta fotovoltaica, junto <strong>con</strong> aislami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> nivel II, proporcionan<br />

seguridad sufici<strong>en</strong>te a las personas <strong>en</strong> caso <strong>de</strong> <strong>de</strong>rivación <strong>de</strong> algún elem<strong>en</strong>to <strong>de</strong><br />

la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua <strong>de</strong> la instalación.<br />

Si se incluye un interruptor difer<strong>en</strong>cial <strong>en</strong> la parte <strong>de</strong> alterna, es<br />

recom<strong>en</strong>dable situarlo <strong>en</strong> la parte <strong>de</strong> la línea <strong>de</strong> alterna más próxima a la<br />

<strong>con</strong>exión <strong>con</strong> la red pública. Pero, se insiste, este interruptor no <strong>de</strong>tecta ninguna<br />

<strong>de</strong>rivación <strong>en</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua, sino que, <strong>en</strong> combinación <strong>con</strong> la <strong>de</strong>s<strong>con</strong>exión<br />

que realiza el <strong>con</strong>vertidor, sí separa la línea <strong>de</strong> alterna <strong>de</strong> sus dos fu<strong>en</strong>tes <strong>de</strong><br />

<strong>en</strong>ergía y, por tanto, la protege <strong>en</strong> caso <strong>de</strong> <strong>de</strong>rivación a tierra. Esta es su única<br />

protección. Para asegurar un bu<strong>en</strong> funcionami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> este interruptor<br />

difer<strong>en</strong>cial, no se <strong>de</strong>be poner a tierra el neutro <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> alterna <strong>de</strong>l<br />

<strong>con</strong>vertidor, y sí el neutro <strong>de</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>baja</strong> <strong>de</strong>l transformador <strong>de</strong> la red<br />

pública.<br />

La <strong>de</strong>s<strong>con</strong>exión eléctrica <strong>en</strong>tre la parte fotovoltaica y la red pública no<br />

anula la t<strong>en</strong>sión <strong>en</strong> la parte <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua, que permanece mi<strong>en</strong>tras haya luz<br />

solar. Como complem<strong>en</strong>to <strong>de</strong> esta afirmación <strong>con</strong>vi<strong>en</strong>e <strong>de</strong>cir que,<br />

cortocircuitando los terminales <strong>de</strong> las series <strong>de</strong> placas, se pue<strong>de</strong> anular la<br />

t<strong>en</strong>sión <strong>en</strong> todos los terminales <strong>de</strong> <strong>con</strong>tinua. Esta medida no daña la instalación,<br />

y pue<strong>de</strong> ser recom<strong>en</strong>dable para la seguridad, si hay que realizar operaciones <strong>de</strong><br />

mant<strong>en</strong>imi<strong>en</strong>to o <strong>de</strong> reparación durante el día.<br />

Refer<strong>en</strong>cias<br />

[1] Real Decreto 1663/2000, <strong>de</strong> 29 <strong>de</strong> septiembre. BOE núm. 235 <strong>de</strong> 30 <strong>de</strong><br />

septiembre <strong>de</strong> 2000.<br />

[2] ITC-BT-01 <strong>de</strong>l Reglam<strong>en</strong>to electrotécnico para <strong>baja</strong> t<strong>en</strong>sión aprobado por<br />

Real Decreto 842/2002, <strong>de</strong> 2 <strong>de</strong> agosto. BOE núm. 224 <strong>de</strong> 18 <strong>de</strong> septiembre<br />

<strong>de</strong> 2002.<br />

[3] ITC-BT-25 <strong>de</strong>l Reglam<strong>en</strong>to electrotécnico para <strong>baja</strong> t<strong>en</strong>sión aprobado por<br />

Real Decreto 842/2002, <strong>de</strong> 2 <strong>de</strong> agosto. BOE núm. 224 <strong>de</strong> 18 <strong>de</strong> septiembre<br />

<strong>de</strong> 2002.<br />

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N. R. Melchor, F. R. Quintela, R. C. Redondo y J. M. G. Arévalo Universidad <strong>de</strong> Salamanca<br />

http://www.usal.es/electricidad<br />

[4] REDONDO QUINTELA, Félix y REDONDO MELCHOR, Roberto C.<br />

Definiciones y <strong>con</strong>ceptos [<strong>en</strong> línea]. Universidad <strong>de</strong> Salamanca. Disponible <strong>de</strong><br />

World Wi<strong>de</strong> Web:<br />

http://www.usal.es/~electricidad/Principal/Circuitos/Diccionario/Dicci<br />

onario.php?b="interruptor difer<strong>en</strong>cial"<br />

[5] REDONDO QUINTELA, Félix y REDONDO MELCHOR, Roberto C. Re<strong>de</strong>s<br />

Eléctricas <strong>de</strong> Kirchhoff. 2ª ed. Béjar (Salamanca): Revi<strong>de</strong>, S. L., 2005. ISBN: 84-<br />

921624-9-X. Pág. 690 y 695.<br />

[6] E. Lor<strong>en</strong>zo. Retratos <strong>de</strong> la <strong>con</strong>exión fotovoltaica a la red-I [<strong>en</strong> línea]. Disponible<br />

<strong>de</strong> World Wi<strong>de</strong> Web: http://www.fotovoltaica.com/retrato1.pdf<br />

[7] ITC-BT-24 <strong>de</strong>l Reglam<strong>en</strong>to electrotécnico para <strong>baja</strong> t<strong>en</strong>sión aprobado por<br />

Real Decreto 842/2002, <strong>de</strong> 2 <strong>de</strong> agosto. BOE núm. 224 <strong>de</strong> 18 <strong>de</strong> septiembre<br />

<strong>de</strong> 2002.<br />

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