Tema: Dimensionado de cables y protecciones CC

Hola,

Estaba tratando de calcular adecuadamente el dimensionado de la sección de cable y la intensidad de las protecciones para una instalación solar de 2 strings de 6 paneles de 550Wp (Voc 49.6 e Isc 14.04) e inversor híbrido Deye de 8kw con baterías de 48v. La conexión entre los strings en cuestión y el cuadro de protecciones DC (el inversor estaría a 40 cm de este) es de 16 metros para el string 1 y de 10 metros para el string 2. (distancias prácticamente iguales para ambos polos, pues estárían conectadas en "leap frog" y ambos terminales quedarían en el mismo extremo).

Si no me equivoco, en cuanto a las protecciones para cada string sería adecuado un magneto dc de 1000v y 20 A y un sobretensiones de 500v DC (máximo voltaje por mppt del inversor). Si a alguien con más experiencia y conocimiento le parece inadecuada, por favor que lo diga también.

Pero mi duda está principalmente en el dimensionamiento adecuado de la sección del cable, ya que he visto distintas recomendaciones, en algún sitio creo haber leído que la caída máxima admisible de tensión es del 3% pero creo que la ITC-BT-40 habla de un máximo de 1,5%.

¿Con esos datos, que sección de cable elegiríais vosotros para una instalación de autoconsumo de ese tipo? ¿Podría valer con 6mm2 de cable solar H1Z2Z2-K o se queda demasiado justo? ¿Lo veríais incluso peligroso por temperatura o sólo ineficiente? ¿Sería mejor usar uno de 10mm2 para ir más holgado en ambos strings?

Si alguien con buen conocimiento del tema puede darme su opinión se lo agradecería mucho. Algunos familiares están instalando placas solares y dado que suelen hacerse chapucillas en algunas instalaciones me gusta estar un poco sobre el tema aunque no sea un experto, para controlar que todo tiene buena pinta.

Gracias por adelantado!

Me contesto yo mismo con lo que creo que es el cálculo correcto y si meto algún patazo que alguien me corrija:

Sección (en mm2) = 2 * L (m) * Isc (A) / Caída de tensión máxima admisible (V) * Conductividad cobre a 90º (por ponerme en condiciones extremas)

dónde

S = Sección nominal del cable en mm2 (externa)
L = Longitud desde conexión del string al inversor híbrido o caja de protecciones DC
Isc = Intensidad de cortocircuito de paneles
Caída máxima de tensión admisible = (Vmp de cada placa x nº de placas en el string) x porcentaje máximo en tanto por uno de caída máxima admisible
Conductividad del cobre a 90º = Por poner condiciones lo más desfavorables posible.

Según esto la sección de cable adecuada me saldría:

S= (2 * 20 * 14,04) / (40,83V * 6 paneles * 0.03) * 44 = 3,47 mm2 => cable de 4mm2

No obstante, como no estaba seguro de si como voltaje del sistema hay que coger el dato de Vmp multiplicado por el número de placas, he decidido ponerme en el más extremo de los casos que se me ha ocurrido, esto es, además de la conductividad del cobre a 90º en lugar de a 20º, coger como tensión del sistema entre generación (salida del string) e inversor híbrido el voltaje Vmp de cada placa multiplicado por el número de placas, he cogido el mínimo de funcionamiento del mppt del inversor, esto es 125 voltios dc. Si alguien ve esto último un disparate que no se corte en decírmelo, pero pensando es lo que he visto más lógico. Por tanto, la ecuación a aplicar para el dimensionado me quedaría como sigue:

S = ( 2 * 20 * 14.04 ) / (150 * 0.015 * 44) = 5,67 mm2 => cable de 6 mm2 (he supuesto una pérdida máxima admisible de 1.5% aunque no me queda claro si es esa o el 3%)

A ver si alguien que domine el tema mejor que yo me puede decir si lo ve lógico o he cometido algún error de bulto.

Hay abundante información divulgativa al respecto con ejemplos. Si realizas una búsqueda por internet encontrarás esto por ejemplo:https://www.monsolar.com/blog/calcul...egulador-mppt/

Gracias por el aporte nikbry. He visto y probado alguna de esas calculadoras pero lo cierto es que me siguen quedando algunas lagunas, por eso buscaba la ayuda de alguien experto en el tema que me acabara de despejar mi duda. qué resumiéndolo mucho sería simplemente esta:

Cuándo, como es el caso, cuentas con un inversor híbrido todo en uno como el Deye, ¿cuál es la fórmula detallada a aplicar para calcular la sección de cable desde la salida del string a la entrada al inversor (dado que ya integra regulador y demás) teniendo en cuenta los casos más desfavorable? Al final mi duda se reduce a eso y, pese a haber leído info al respecto, no acabo de estar 100% seguro.

Entiendo que, cuando usas un inversor como el Deye, que lo engloba todo (incluidas protecciones internas), el único cálculo real necesario es el de la sección del cable entre la salida del string y la conexión al inversor para que el cable esté protegido de calentamientos y no haya pérdidas insaumibles ni riesgo de incendio. Cualquier otro cálculo, más allá de aplicar los coeficientes correctores adecuados al string para que no se superen los valores máximos de tensión e intensidad de entrada al inversor en función de las condiciones climáticas, sería innecesario mientras se sigan las indicaciones de las ficha técnicas. Por ejemplo, si montas baterías Pylontech, vienen con su kit de cables oficiales donde pone claramente las intensidades máximas que soporta el cable.

La sección del cable se establece por dos criterios: seguridad y caída de tensión (eficiencia). Para instalaciones solares el IDAE publicó unos valores de referencia de eficiencia.
Para la seguridad (térmica del conductor) las calculadoras suelen dar valores correctos,pero si te apetece calcularlo a mano, aquí te explican cómo https://www.areatecnologia.com/elect...de-cables.html.
Y si lo que buscas es un enfoque pragmático y sin historias: cuánto mayor la sección, mejor.

Te agradezco tu aportación y la info pero sigo sin tenerlo claro del todo. Además por lo que veo en ese link se refieren a corriente alterna. Mi duda es concreta (a lo mejor tú que pareces tener experiencia en el tema me la puedes resolver):

Al partir de la fórmula general del cálculo de sección para corriente continua

S = (2 * L * I * resistividad específica del material a temperatura "x") / máxima caída de tensión admisible en voltios

Si esa fórmula es la correcta como creo, mi duda es: ¿sobre que valor de tensión debo calcular la caída máxima admisible de tensión en el tramo paneles- inversor todo en uno? A eso se reduce mi duda. Si tú lo tienes claro me podrías solucionar del todo la duda.

No tengo claro de que voltaje partir para calcular la caída máxima de tensión admisible del 1,5%... ¿Sobre la suma de Vmp de cada panel de la serie (eso no lo veo puesto que practicamente siempre trabajará a tensiones inferiores debido a aumentos de temperatura, suciedad etc...), sobre el voltaje mínimo de funcionamiento del mppt (mi razonamiento para esto es que por debajo de esa tensión el inversor no funcionará y por lo tanto no circularía intensidad por los cables por lo que no se calentarían)... ¿sobre qué valor?



cual es el valor de tensión a emplear

No soy un experto, ni un profesional del ámbito, pero por lo que he leído se utiliza el Vmp.
Si quieres utilizar el Vnoct pienso que sería más ajustado a las condiciones normales.
Utilizar la tensión de arranque del inversor no tiene sentido, ya que son valores de potencia bajos en los que el inversor opera poco tiempo y en los que las ineficiencias si se producen son "despreciables".
Asegúrate de hacer bien el cálculo para el aspecto de seguridad térmica, ya que son cables que trabajan a la intemperie y a intensidades altas durante muchas horas.

En en enlace siguiente tienes un ejemplo de cálculo hecho por un fabricante de cables que aclarará tus dudas, ya que se justifican todos los pasos según la normativa vigente.

https://www.prysmianclub.es/calculo-...a-autoconsumo/

Muchas gracias por tu respuesta! La verdad es que justo encontré ese enlace (después de ver 1000 páginas...) el día de mi último mensaje y fue, de largo, el que más me ayudó. Además es el que coincide con el sentido común y el que veo más claro, bien referenciado a normas UNE y con un caso práctico habitual.

Es que la mayoría de las páginas son muy confusas, encuentro muchas en las que para calcular la sección (por el criterio de caida de tensión admisible) cogen como referencia en lugar de los datos técnicos del panel, EL VOLTAJE DEL SISTEMA DE BATERÍAS!! (que alguien me corrija si la locura es lo que digo yo pero, que carajo tiene que ver el voltaje al que trabaje la batería en su tramo inversor-batería con la sección del cable desde los paneles al inversor??), por otra parte veo páginas que dicen alegremente que paneles con Voc 49 voltios y Vmp 40, son paneles de 24 V (¿¿??). Si estas cosas tienen algún sentido y soy yo al que le parecen raras por desconocimiento por favor que me las explique...

Por cierto, en muchas de esas páginas veo también grandes cagadas, como coger la conductividad del cobre a 20ºC para el cálculo... Si alguien se piensa que en una instalación que transcurre frecuentemente por exterior en tejados y fachadas expuestas al Sol en pleno verano y con altas intensidades de corriente circulando ese valor es el más realista... en fin.

Iniciado por Deckard14

Muchas gracias por tu respuesta! La verdad es que justo encontré ese enlace (después de ver 1000 páginas...) el día de mi último mensaje y fue, de largo, el que más me ayudó. Además es el que coincide con el sentido común y el que veo más claro, bien referenciado a normas UNE y con un caso práctico habitual.

Es que la mayoría de las páginas son muy confusas, encuentro muchas en las que para calcular la sección (por el criterio de caida de tensión admisible) cogen como referencia en lugar de los datos técnicos del panel, EL VOLTAJE DEL SISTEMA DE BATERÍAS!! (que alguien me corrija si la locura es lo que digo yo pero, que carajo tiene que ver el voltaje al que trabaje la batería en su tramo inversor-batería con la sección del cable desde los paneles al inversor??), por otra parte veo páginas que dicen alegremente que paneles con Voc 49 voltios y Vmp 40, son paneles de 24 V (¿¿??). Si estas cosas tienen algún sentido y soy yo al que le parecen raras por desconocimiento por favor que me las explique...

Por cierto, en muchas de esas páginas veo también grandes cagadas, como coger la conductividad del cobre a 20ºC para el cálculo... Si alguien se piensa que en una instalación que transcurre frecuentemente por exterior en tejados y fachadas expuestas al Sol en pleno verano y con altas intensidades de corriente circulando ese valor es el más realista... en fin.

Sí, sí, pero ese enlace tampoco te aclara tu principal duda, el porqué utilizan el Vmp.... el valor menos conservador...

Iniciado por nikbry

Sí, sí, pero ese enlace tampoco te aclara tu principal duda, el porqué utilizan el Vmp.... el valor menos conservador...

Jeje, tienes razón, pero en cualquier caso me deja más tranquilo ver que coincide con lo que yo tenía en la cabeza. Al menos parece quedar claro lo de la locura de coger los 48v de la batería como voltaje de referencia en el cálculo del porcentaje de pérdida en la caida de tensión para la línea string-inversor todo en uno. Pero lo que tú dices, sigo con la duda del por qué coger el Vmp para el cálculo en vez de condiciones más desfavorables (se me ocurre que quizá porque a voltajes más bajos nunca va a alcanzar mayores intensidades que las que hemos escogido como Intensidad máxima en la misma fórmula? Que además cogen la Isc por ponerse en el caso más desfavorable en lugar de la Imp, como me decía también el sentido común). Por eso, por curarme en salud, yo me fui al caso más extremo que se me ocurrió, que como te comenté fue coger el voltaje mínimo de funcionamiento del mppt del inversor, o sea, 125v. No obstante, y como tú apuntaste entonces, creo que es también subrrealista coger ese valor de tensión porque a ese voltaje la potencia entregada por el string de placas, y por ende la intensidad circulante, serían mínimos. Pero era la forma que se me ocurrió de irme al caso más extremo imaginable.

Y, por poner otra duda, aunque esto quizá sería mejor ponerlo ya en un post aparte, ¿sabeis si hay alguna normativa específica que regule cuantos conductores pueden ir por un mismo tubo para continua? ¿Se aplica quizá el mismo criterio que viene reflejado en la ITC-BT-21 en función del diametro del tubo y la sección de los conductores? En el último link aportado por 2j__ se da a entender que ambos strings van agrupados en un sólo tubo al aplicar el factor de corrección 0,8 porque en la tabla pone "número de circuitos o cables multipolares" (que no número de conductores), por lo que se da a entender que los 4 conductores van por el mismo tubo, sin embargo, el esquema inicial muestra tubos independientes para cada string... Supongo que se seguirá un criterio igual al de máximo de conductores para AC y estará permitido, porque he visto cantidad de instalaciones con 2 strings, o sea los 4 cables (2 positivos, 2 negativos) por el mismo tubo.

Iniciado por Deckard14

Y, por poner otra duda, aunque esto quizá sería mejor ponerlo ya en un post aparte, ¿sabeis si hay alguna normativa específica que regule cuantos conductores pueden ir por un mismo tubo para continua? ¿Se aplica quizá el mismo criterio que viene reflejado en la ITC-BT-21 en función del diametro del tubo y la sección de los conductores? En el último link aportado por 2j__ se da a entender que ambos strings van agrupados en un sólo tubo al aplicar el factor de corrección 0,8 porque en la tabla pone "número de circuitos o cables multipolares" (que no número de conductores), por lo que se da a entender que los 4 conductores van por el mismo tubo, sin embargo, el esquema inicial muestra tubos independientes para cada string... Supongo que se seguirá un criterio igual al de máximo de conductores para AC y estará permitido, porque he visto cantidad de instalaciones con 2 strings, o sea los 4 cables (2 positivos, 2 negativos) por el mismo tubo.

La norma sera la misma, al final no es por un tema seguridad, sino por establecer unas normas basicas para que en las instalaciones los tubos no esten atorados de cables y al cablearlos estos no sufran daños.