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Apagado rápido (rapid shutdown) en sistemas FV

Qué es el apagado rápido de un sistema fotovoltaico, por qué existe, qué límites fija la NFPA 70-2017 y qué dice el RETIE 2024 sobre la sección 690.12.

Por Shadai García, CEO e ingeniero de protecciones de Tiza Group.

límite del arregloedificio=~CAiniciador+−≤ 80 V dentro≤ 30 V fueraen serviciose acciona el iniciadorcada dispositivo abre su módulofuera del límite: ≤ 30 V; dentro: ≤ 80 Vse repone: los módulos vuelvenU de los conductorest80 V30 Vinicio30 sfuera del límitedentro del límiteCadenaIniciadorDispositivo de móduloConductoresEdificio© tizagrp.comlímite del arregloedificio=~CAiniciador+−≤ 80 V dentro≤ 30 V fueraen serviciose acciona el iniciadorcada dispositivo abre su módulofuera del límite: ≤ 30 V; dentro: ≤ 80 Vse repone: los módulos vuelvenU de los conductorest80 V30 Vinicio30 sfuera del límitedentro del límiteCadenaIniciadorDispositivo de móduloConductoresEdificio© tizagrp.com
Apagado rápido (rapid shutdown): un dispositivo por módulo baja la tensión dentro y fuera del arreglo. Ubicación en el sistema y principio de funcionamiento. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

El apagado rápido es una función que reduce la tensión de los conductores de un sistema fotovoltaico instalado en o sobre un edificio, para proteger a quienes combaten un incendio. En la NFPA 70-2017, base de la NTC 2050 segunda actualización, los conductores fuera del límite del arreglo deben bajar a 30 V en 30 s y los de dentro a 80 V en 30 s. El artículo 3.17.23 del RETIE 2024 cita varias secciones de la 690, pero no la 690.12.

Por qué existe

Un sistema fotovoltaico no se puede apagar como una carga: mientras haya luz, cada módulo produce tensión, y la que tienen los conductores de continua entre el techo y el inversor puede ser de cientos de voltios. Al abrir el interruptor general del edificio, esos conductores siguen energizados. Un bombero que corta una cubierta, o un técnico que abre una canalización, puede tocar un conductor vivo.

El apagado rápido (rapid shutdown) es la función que reduce esa tensión en los conductores que están dentro o cerca del edificio, tras una orden de un dispositivo de iniciación. Nació en la NFPA 70 (NEC), en la edición de 2014, con la sección 690.12, y ha cambiado en cada edición.

Los límites de la NFPA 70-2017

La NTC 2050 segunda actualización (2019) está basada en la NFPA 70 versión 2017, como lo dice el Título 24 del RETIE. En esa edición, la sección 690.12 se aplica a los circuitos fotovoltaicos instalados en o sobre edificios y define un límite del arreglo: un pie (305 mm) alrededor del arreglo en todas direcciones. Los límites que se encuentran en las fuentes consultadas son:

ConductoresLímite tras el inicio del apagado rápido
Fuera del límite del arreglo, o a más de 1 m (3 ft) del punto de entrada al edificioNo más de 30 V en 30 s
Dentro del límite del arreglo (desde el 1 de enero de 2019)No más de 80 V en 30 s

La tensión se mide entre dos conductores cualesquiera y entre cualquier conductor y tierra. La edición de 2014 pedía 30 V y 240 VA en 10 s; la de 2017 eliminó los 240 VA y amplió el tiempo a 30 s. La edición de 2020 cambió la redacción del medio para cumplir el límite dentro del arreglo, del «arreglo con apagado rápido listado» al «sistema de control de riesgo fotovoltaico» (PV hazard control system), con referencia a la norma UL 3741, y la de 2023 mantiene los 80 V. El dispositivo de iniciación está tratado en 690.12(C) de esas ediciones.

Por eso la edición que rige en su proyecto importa: las ediciones posteriores traen otros requisitos que la NTC 2050 de 2019 no incluye.

Primer descarte para un proyecto en Colombia
  • ¿Los conductores fotovoltaicos están instalados en o sobre un edificio?
    • Sí¿El diseñador, el organismo de inspección o el operador de red exigen la 690.12 de la NFPA 70?
      • SíAplique el apagado rápido con los límites de la edición exigida y documente el equipo listado
      • NoVerifique de todos modos con el organismo de inspección; el RETIE no cita la 690.12 en el artículo 3.17.23
    • NoLa 690.12 se refiere a circuitos en o sobre edificios; revise el análisis de riesgos del proyecto y los medios de seccionamiento del campo

Cómo se logra

El apagado rápido se puede implementar con dos familias de equipos, y la elección depende de la arquitectura:

  • Electrónica por módulo (MLPE): microinversores, optimizadores de potencia y relés de módulo reducen la tensión en el techo hasta el nivel de un módulo o menos. Las arquitecturas se comparan en inversor string, microinversor u optimizador.
  • Interruptores o contactores en el techo, que seccionan el string cerca del arreglo para que el cableado que baja al edificio quede sin tensión.

En todos los casos hay un dispositivo de iniciación, normalmente accesible desde el exterior, y rótulos que indican dónde está y qué hace. La norma UL 3741, Standard for Photovoltaic Hazard Control, evalúa el sistema completo y lo certifica como equipo de control de riesgo fotovoltaico.

Qué dice el RETIE 2024

El artículo 3.17.23 de la Resolución 40117 de 2024 (vea RETIE en instalaciones solares fotovoltaicas) regula la instalación de paneles solares fotovoltaicos. Cita, de la NTC 2050 segunda actualización, las secciones 690.9 (sobrecorriente), 690.13 (medio de desconexión), 690.31 (métodos de cableado), 690.41 y 690.42 (puesta a tierra y protección por falla a tierra), 690.45 y 690.47, y exige protección contra falla de arco para sistemas de 80 V o más. No cita la 690.12 ni usa las palabras «apagado rápido» en ese artículo. Lo comprobamos en el texto compilado de la resolución; confirme la redacción vigente en el Diario Oficial.

El RETIE también adapta de la NTC 2050 solo algunos requisitos de sus primeros siete capítulos, de modo que la ausencia de la 690.12 en el artículo no resuelve por sí sola si el proyecto debe cumplirla. Esa decisión se toma con el diseñador y el organismo de inspección. Para la certificación y el dictamen vea certificación RETIE y dictamen de inspección.

Relación con otras protecciones del lado de continua

El apagado rápido no reemplaza a las otras protecciones del campo. El RETIE 2024 exige para sistemas de 80 V en continua o más una protección contra falla de arco fotovoltaica (o componentes que den una protección equivalente) y protección contra falla a tierra de los arreglos (vea detección de fallas a tierra en corriente continua), que pueden estar incorporadas en el inversor. Cada una cubre un riesgo distinto: el arco y la falla a tierra se detectan y se interrumpen en el propio circuito, mientras que el apagado rápido reduce la tensión que queda disponible para quien interviene en el edificio.

Qué revisar en el diseño y en la entrega

  • Qué circuitos pasan por el edificio y dónde está el límite del arreglo.
  • Qué equipo logra la tensión reducida y si está listado para esa función según la norma que exija el proyecto.
  • Dónde está el dispositivo de iniciación y cómo se rotula.
  • Que el apagado se pruebe de forma funcional al entregar el sistema, con la tensión medida en los puntos acordados.
  • Que la documentación indique el equipo, la edición de la norma aplicada y las instrucciones de prueba.

Las plantas en suelo, lejos de edificios, tienen otro riesgo de incendio y otros medios de seccionamiento; sus circuitos de continua se protegen con los fusibles y seccionadores del campo y con la puesta a tierra. En sistemas con baterías, la desconexión del banco se trata en sistema solar híbrido con baterías.

Qué hacemos en Tiza Group

El apagado rápido del techo y de la cubierta lo define y ejecuta el proyectista del sistema. Nuestro equipo de ingeniería primaria diseña a distancia la conexión eléctrica de proyectos solares con la información de su proyecto, y hacemos la puesta en servicio de las plantas solares con las protecciones de conexión que pide el operador de red.

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Referencias

  • NFPA 70-2017, National Electrical Code, sección 690.12, y NFPA 70-2020 y 2023 (cambios citados).
  • NTC 2050 segunda actualización (2019), basada en NFPA 70 versión 2017, según el Título 24 del RETIE.
  • Ministerio de Minas y Energía de Colombia, Resolución 40117 de 2024 (RETIE), artículo 3.17.23 y Título 24.
  • UL 3741, Standard for Photovoltaic Hazard Control.
  • IAEI Magazine, «NEC rapid shutdown requirements and UL 3741», y Solar Builder, «NEC 2017 Primer for Solar Installers».

Preguntas frecuentes

¿Por qué un sistema solar sigue con tensión aunque se abra el interruptor del edificio?

Porque los módulos producen tensión mientras reciban luz. Abrir la desconexión en el edificio deja sin tensión el circuito de alterna, pero los conductores de continua entre los módulos y el inversor siguen energizados. El apagado rápido existe para reducir esa tensión en los conductores que pasan por el edificio y por el techo.

¿El apagado rápido es obligatorio en Colombia?

La NTC 2050 segunda actualización se basa en la NFPA 70-2017, que contiene la sección 690.12. El RETIE 2024 adapta algunos requisitos de la NTC 2050 y, en su artículo 3.17.23, cita secciones concretas de la 690, pero no menciona el apagado rápido. Si su proyecto lo exige debe confirmarlo con el diseñador, con el organismo de inspección y, si aplica, con el operador de red o el asegurador.

¿Un microinversor cumple el apagado rápido?

Reduce la tensión continua al nivel de un módulo, y los fabricantes declaran en su hoja de datos si el equipo está listado como equipo de apagado rápido. Verifique la declaración y las condiciones de instalación de ese producto; el cumplimiento depende de la instalación completa.

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