EoW November 2011

artículo técnico

Cables para aplicaciones fotovoltaicas Por Jorg Bor de Friedrich Lütze GmbH & Co KG, Stefan Grunwald de Lütze Inc e Ilona Hirtz de Kabelwerke Villingen GmbH

Resumen El reciente crecimiento del mercado de las energías renovables se ha producido en el campo de la energía eólica y solar. En muchos países este crecimiento está respaldado por subvenciones gubernativas. Las aplicaciones de las instalaciones de energía renovable en exteriores requieren altas prestaciones térmicas y mecánicas de los cables y otros componentes. Por consiguiente, algunos organismos de normalización nacionales han especificado los requisitos generales para los cables que se utilizan en instalaciones solares. En 2005 se publicó en los Estados Unidos la norma UL 4703. En el mismo año se creó en Alemania un grupo de trabajo conjunto llamado “Cables para aplica- ciones fotovoltaicas”, que en febrero de 2008 publicó una especificación. La especificación alemana requiere presta- ciones muy altas a temperaturas elevadas para los cables. Varios institutos alemanes han aceptado esta especificación y han elaborado su correspondiente certificación, disponible ya. Este cable certificado ha tenido mucha demanda en el mercado europeo y asiático. Debido a sus diferencias, la norma UL 4703 no puede ser comparada con la especificación alemana. Los distintos requisitos para cables solares presentan ventajas y desventajas que dependen de las condiciones específicas de cada zona. 1 Introducción El mercado de las energías renovables está creciendo rápidamente. Merill Lynch prevé que crecerá diez veces más en los próximos cinco años [1] . Este crecimiento se refiere a la energía eólica y a la solar. Al ser motivo de interés público, algunos gobiernos han decidido respaldar el mercado de las energías renovables con numerosas subvenciones.

fotovoltaicas” que produjo una especi- ficación pública. Este documento fue publicado en febrero de 2008 [2] . Gracias a la estrecha colaboración entre varios institutos, esta especificación es idéntica a la especificación TÜV 2 PfG 1169/08.2007 y a la VDE E PV 01:2008-02. El subcomité UK 411.2 de DKE autorizó la publicación y aplicación del documento, pero, debido a las normas CENELEC, la especificación no fue adoptada como norma nacional en Alemania.

Por consiguiente, se puede esperar un crecimiento aún mayor de este mercado.

2 Condiciones en el exterior

El mercado fotovoltaico es un mercado muy específico, donde se deben respetar las distintas leyes nacionales. Las dimensiones de un sistema pueden variar de una pequeña instalación solar para hogares con una potencia nominal de pocos kilovatios a grandes instalaciones solares centralizadas de varios gigavatios, y los componentes que se usan en estos sistemas deben ser aptos para dichas aplicaciones específicas. Un factor determinante, común para todos los sistemas de energía fotovoltaica, es la instalación en exteriores, que implica altas temperaturas y, obviamente, altas radiaciones UV. Se deben considerar también la exposición a la intemperie y a la humedad. Además, la seguridad y la fiabilidad son aspectos muy importantes. Las mejoras en la tecnología de paneles solares han determinado las prestaciones eléctricas de los componentes. Normal- mente, las instalaciones solares utilizan corriente continua de bajo voltaje y los paneles están conmutados en paralelo. Por lo tanto, la corriente es el parámetro eléctrico determinante. En términos de cables, esto significa que hay distintas secciones de conductores. 3 La especificación común de los institutos técnicos alemanes En 2005, el organismo alemán de normalización para el sector eléctrico- electrotécnico DKE fundó un grupo de trabajo llamado “Cables para aplicaciones

4 Detalles técnicos

de la especificación alemana

En la especificación alemana [2] se requiere una resistencia muy alta del cable a temperaturas elevadas. Además, el cable debe tener una gran estabilidad mecánica, debe ser no propagador de la llama y sin halógenos. Para cumplir esta especificación, los fabricantes generalmente usan copolímeros a base de poliolefinas reticuladas retardantes de la llama sin halógenos para el aislamiento y la cubierta de los cables. Según las especificaciones DKE, el cable solar debe ser un cable unipolar con doble capa de aislamiento, y cada capa de aislamiento debe tener un espesor de pared mínimo de 0,5mm. En los apartados siguientes se ilustran los ensayos más importantes que se requieren en la especificación alemana [2] . 4.1 Campo de temperatura Según la especificación alemana [2] los cables solares deben ser aptos para un campo de temperatura ambiente de -40ºC a +90ºC. La temperatura máxima del conductor está fijada en +120ºC. 4.2 Ensayo de presión a temperatura elevada El objetivo de esta prueba es controlar la estabilidad mecánica del aislamiento y de la cubierta del cable a una alta carga térmica y mecánica.

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EuroWire – Noviembre de 2011