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EuroWire – Noviembre de 2011
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artículo técnico
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.
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
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.
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.
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