El cable de un string fotovoltaico es un cable de doble aislamiento diseñado para 1,5 kV en corriente continua, resistente a radiación UV y a la intemperie, normalizado en la EN 50618 y la IEC 62930. Los conectores se rigen por la IEC 62852. El RETIE 2024 exige conectores tipo MC4 o equivalentes, polarizados, con enclavamiento y marcados para no desconectarlos bajo carga. Un conector mal acoplado es una causa frecuente de punto caliente.
Qué cables y conectores forman un string
Un string fotovoltaico conecta sus módulos con los cables de salida que traen de fábrica, con conectores enchufables en sus extremos. Desde el último módulo, un cable de string lleva la corriente hasta la caja de conexión de strings o hasta la entrada del inversor. Es un tramo de decenas o cientos de metros, a la intemperie, expuesto al sol, a la lluvia y a la variación de temperatura durante veinte años o más. De la calidad del cable y de cada conector depende la confiabilidad del campo.
El cable solar
El cable fotovoltaico no es un cable de baja tensión común. Sus requisitos vienen de dos normas equivalentes en alcance (el mapa de normas IEC para sistemas fotovoltaicos las ubica entre las demás):
- EN 50618:2014, Electric cables for photovoltaic systems, la norma europea que define el cable H1Z2Z2-K.
- IEC 62930:2017, Electric cables for photovoltaic systems with a voltage rating of 1,5 kV DC, la norma internacional del mismo tipo de cable.
Las hojas de datos de cables H1Z2Z2-K, como las de Lapp, describen un cable de cobre flexible con aislamiento y cubierta de poliolefina reticulada sin halógenos (doble aislamiento), tensión nominal de 1500 V en corriente continua, un máximo de 1800 V en corriente continua entre conductores y un rango de temperatura de trabajo de -40 °C a +90 °C. Lapp declara una vida útil esperada de 25 años bajo las condiciones de uso que define la EN 50618.
El RETIE 2024 (Resolución 40117 de 2024) también lo regula como producto. Su numeral 2.3.10.7, para cables de energía renovable, toma como referencia las normas IEC 62930, UNE-EN 50618, UL 4703 y otras, y pide ensayos dimensionales, de aislamiento, de envejecimiento y de inflamabilidad. Además, el artículo 3.17.23 pide que los conductores de conexión de los paneles sean cables aislados certificados para uso en sistemas fotovoltaicos y que se instalen de forma que se reduzca al máximo el riesgo de falla a tierra, cortocircuito y contacto directo.
Cómo se selecciona
La selección de un cable de string considera, además de la norma:
- Tensión. Debe soportar la tensión máxima del sistema, con el Voc corregido por temperatura según la hoja de datos del módulo.
- Corriente. La capacidad de conducción debe cubrir la corriente de diseño del circuito, con los factores de agrupamiento y de temperatura del método de instalación. El cálculo se hace con la sección 690 de la NTC 2050 o con la IEC 62548-1, cuyo capítulo 7.2.8 trata los cables.
- Caída de tensión. Se limita en el diseño para no perder energía; el límite es del proyectista. El cálculo se explica en caída de tensión en corriente continua en solar.
- Ambiente. Radiación UV, temperatura, humedad, abrasión y roedores definen la ruta y la protección mecánica.
- Trayectoria. El RETIE pide que los conductores se instalen en cable tipo MC o en canalización, que los que deban protegerse de la radiación solar y de la temperatura vayan en tubería o canalización, y que los circuitos de corriente continua dentro de un edificio vayan en canalización metálica o cable MC revestido de metal desde el punto de entrada hasta el primer medio de desconexión accesible.
- Separación. Los circuitos de los paneles no deben compartir canalización, bandeja o caja con circuitos de otros sistemas, salvo que haya una barrera física.
Los conectores
Los conectores de los módulos y de los strings se rigen por la IEC 62852, Connectors for DC-application in photovoltaic systems: Safety requirements and tests. Según su alcance, cubre conectores de los circuitos de corriente continua de sistemas fotovoltaicos de hasta 1500 V en corriente continua, sin capacidad de corte pero que pueden acoplarse y desacoplarse con tensión, y la norma tiene una enmienda de 2020.
«MC4» es el nombre de un conector de Stäubli (antes Multi-Contact) y se usa en el mercado como nombre genérico. El RETIE 2024, en el artículo 3.17.23, exige que la interconexión de los módulos se haga con conectores que:
- Sean a prueba de agua, tipo MC4 o equivalente, diseñados para aplicaciones fotovoltaicas.
- Sean polarizados, con enclavamiento o bloqueo, y construidos de modo que eviten el contacto accidental con partes con tensión.
- Puedan interrumpir la corriente sin riesgo para el personal competente, o requieran una herramienta para abrirse y estén marcados «No desconectar bajo carga» o «No usar para interrumpir la corriente».
El texto del RETIE remite, para la instalación, a la familia de normas IEC 60998 o equivalente. La norma de producto propia de los conectores fotovoltaicos de corriente continua es la IEC 62852, y es la que el certificado del conector debería citar. Como el conector no abre bajo carga, la maniobra de aislar un string se hace con el seccionador; vea fusibles gPV y seccionadores DC y caja combinadora de strings.
Por qué los conectores se calientan
El conector es el punto donde más veces falla un string, y casi siempre por una resistencia de contacto alta, no por un cortocircuito:
- Acople incompleto, sin el enclavamiento cerrado.
- Mezcla de marcas o de series que encajan pero no tienen un contacto garantizado.
- Contacto mal instalado: conductor fuera de la sección que admite el contacto, o herramienta distinta de la que indica el fabricante.
- Suciedad, humedad o tensión mecánica sobre el conector, por cable tenso o colgando.
Una resistencia alta, con la corriente del string, disipa calor en un punto. Con los años el aislamiento se degrada y, si el contacto llega a abrirse, se forma un arco que en corriente continua no se extingue por sí solo. Por eso el RETIE pide, para sistemas de 80 V en corriente continua o más, protección contra falla de arco FV o componentes del sistema que den una protección equivalente, que puede estar incorporada en el inversor.
Cómo se verifica
En obra se revisa el etiquetado del cable y de los conectores, que el acople esté completo, que el recorrido y la sujeción cumplan lo anterior y que cada string se mida antes de conectarse al inversor. Con el campo en servicio, la termografía y la lectura de corriente por string ayudan a encontrar los puntos calientes antes de que causen una falla.
Qué hacemos en Tiza Group
El cableado de corriente continua del campo lo ejecuta el contratista del proyecto. Nuestro trabajo cubre la puesta en servicio de las plantas solares desde los centros de transformación hasta la conexión, con las pruebas y la documentación que pide el operador de red. También hacemos la termografía de los equipos energizados de la subestación y de los tableros.
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Referencias
- EN 50618:2014, Electric cables for photovoltaic systems.
- IEC 62930:2017, Electric cables for photovoltaic systems with a voltage rating of 1,5 kV DC.
- IEC 62852:2014 y su enmienda 1 de 2020, Connectors for DC-application in photovoltaic systems: Safety requirements and tests.
- IEC 62548-1:2023, Photovoltaic (PV) arrays, Part 1: Design requirements, capítulo 7.2.8 (cables) y 7.2.9 (conectores).
- Ministerio de Minas y Energía de Colombia, Resolución 40117 de 2024 (RETIE), numeral 2.3.10.7 y artículo 3.17.23.
- Lapp, hoja de datos del cable solar H1Z2Z2-K.
Preguntas frecuentes
¿Qué significa H1Z2Z2-K en un cable solar?
Es la designación armonizada del cable fotovoltaico de la EN 50618: aislamiento y cubierta reticulados sin halógenos, conductor flexible de cobre, y una tensión nominal de 1500 V en corriente continua con un máximo de 1800 V. La IEC 62930 normaliza el mismo tipo de cable en el ámbito internacional. Las hojas de datos de los fabricantes indican su rango de temperatura de trabajo.
¿Puedo unir un conector MC4 de una marca con uno de otra?
No sin comprobar. Aunque encajen físicamente, el contacto puede ser deficiente y calentarse con el tiempo. Use conectores del mismo fabricante y la misma serie, o un par cuya compatibilidad el fabricante declare y el certificado cubra expresamente.
¿Se puede abrir un conector fotovoltaico con el sistema en carga?
No debe hacerse. Los conectores no tienen capacidad de corte y la corriente continua mantiene el arco. El RETIE 2024 (artículo 3.17.23) exige que sean capaces de interrumpir la corriente sin riesgo para el personal competente o que requieran herramienta para abrirse y vayan marcados con la leyenda «No desconectar bajo carga».