EOW March 2014

Artículo técnico

Desarrollo de un cable para sistemas de producción de energía fotovoltaica Por Arifumi Matsumura*, Masaki Nishiguchi Shigeru Kubo, Fitel Photonics Laboratory, Furukawa Electric Co Ltd, Japón

Resumen Furukawa ha desarrollado un cable para sistemas de producción de energía fotovoltaica que cumple los requisitos de la norma TÜV 2Pfg1169/2007 [1] y la norma JCS4517 [2] . Para cumplir los requisitos de dichas normas, un cable para sistemas de producción de energía fotovoltaica debe estar constituido por materiales aislantes y de revestimiento sin halógenos. Además, el cable debe ser resistente a la propagación vertical de la llama, a altas y bajas temperaturas y a los ácidos. También es necesario que el cable tenga un índice de temperatura superior a 120ºC porque las temperaturas en el entorno de trabajo pueden oscilar entre -40ºC y +90ºC. La temperatura a la que se obtiene un 50 por ciento de envejecimiento residual después de 20.000 horas debe ser superior a 120ºC. En particular, se requieren excelentes propiedades de resistencia a la degradación térmica. Para este nuevo cable se ha usado polietileno reticulado como aislante y poliolefina reticulada altamente incombustible como material de revestimiento. Esto ha permitido cumplir los requisitos de las normas citadas arriba. Además, se ha confirmado que el uso de este cable no crea problemas en términos de pelado y goteo. También es posible fabricar este cable sin usar equipos especiales de bridging como los dispositivos de irradiación de haz de electrones. Este cable presenta muchas ventajas en términos de costes y de respuesta a la producción a gran escala. 1 Introducción En los últimos años, mientras se ha observado un creciente interés por los problemas medioambientales en todo el mundo, las actividades en el sector de la producción de energía renovable como la producción de energía eolica, fotovoltaica y de biomasas se han intensificado.

la corriente eléctrica será mayor y por consiguiente se prevé que las dimensiones de los cables aumenten. Pero la capacidad de la irradiación con haz de electrones es limitada. Además, en el caso de cables de dimensiones pequeñas para corrientes eléctricas bajas, el coste del dispositivo de irradiación es alto, y se prefiere efectuar el bridging sin irradiación de haz de electrones. El nuevo cable cumple la norma de sobre las propiedades de alargamiento en caliente con el método de bridging sin irradiación de haz de electrones en los materiales de poliole- fina. Se describen a continuación las propiedades físicas principales del cable para sistemas de producción de energía fotovoltaica recién desarrollado. 3 Método de prueba 3.1 Ensayo de alargamiento en caliente Se ha realizado un ensayo de alarga- miento en caliente según las normas IEC60811-2-1. Se han cortado una muestra tubular del cable y una muestra tubular de la cubierta. Se han colgado las muestras en un horno a 20ºC. Se ha aplicado una carga de 20 N/cm 2 a las muestras. Se ha medido el porcentaje de alargamiento después de 15 minutos. Luego, se ha quitado la carga. Después de restablecer la temperatura en el horno, se han sacado las muestras y se han dejado enfriar a temperatura ambiente y se ha medido de nuevo el porcentaje de alargamiento. Se han considerado aceptables los resultados de las pruebas con un porcentaje de alargamiento bajo carga inferior a un 100 por ciento y con un porcentaje de alargamiento de un 25 por ciento después de quitar la carga.

Para la producción de energía fotovoltaica, las instalaciones de más de 1 megawatio, llamadas “mega solar” en inglés, se han difundido rápidamente. En el futuro, se prevé que aumente la demanda de cables para este tipo de instalaciones de producción de energía. Actualmente, cada país aplica sus normas para asegurar la fiabilidad de los cables eléctricos de estas instalaciones de producción de energía. En Europa tenemos las normas TÜV 2Pfg1169, mientras que en Norteamérica se usan las normas UL4703 [3] . Recientemente, en Japón se han establecido las normas JCS4517 basadas en las normas TÜV 2Pfg1169. Dado que cada país aplica sus propias normas, la demanda de cables compatibles que cumplan todas las normas crece. Por otro lado, es necesario desarrollar cables menos costosos debido a la grande proliferación de estas instalaciones. Actualmente, la demanda para cables de bajo coste es mucho más alta que la demanda de cables integrados. Ante este panorama, Furukawa ha desarrollado un cable que cumple los requisitos de las normas TÜV y JCS. 2 Un cable recién desarrollado para sistemas de producción de energía fotovoltaica La propiedad más requerida para un cable de sistemas de producción de energía fotovoltaica es la propiedad de alargamiento en caliente, que también se requiere en las normas TÜV y JCS. Normalmente, se irradia un hilo eléctrico de poliolefina sin halógenos con un haz de electrones para cumplir la norma sobre las propiedades de alargamiento en caliente. Sin embargo, en una enorme instalación solar futura la capacidad de

3.2 Propiedades de resistencia a la degradación térmica

Se ha cortado una muestra tubular del cable y una muestra tubular de la cubierta.

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Marzo de 2014