EuroWire Sept 2015

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Artículo técnico
Septiembre 2015 100
Normalización de alambres
y cables fotovoltaicos
2001-2014
Por Faruk Yeginsoy, Leoni Struder AG
Resumen
En este artículo se ilustrarán la evolución
del documento 2Pfg1169/2001 al
2Pfg1990/2012 de la alemana TÜV
Rheinland y la influencia de este
documento en las normas nacionales
de Estados Unidos, Japón y Europa, así
como también el desarrollo de las normas
Cenelec EN50618 y IEC62930.
Este artículo permitirá hacerse una idea
sobre el diseño, las combinaciones de
materiales y los procesos de producción
necesarios para cumplir las normas citadas
En particular, el reto era cumplir varias
normas a la vez, como por ejemplo la
combinación de las UL y TÜV.
Se analizará también otro aspecto
que permitirá comprender mejor los
procedimientos específicos de prueba
de las de características esenciales de
los compuestos que determinan la
larga duración esperada de los cables
fotovoltaicos.
1 Introducción
El interés mundial por la energía
renovable, que despertó a finales del siglo
pasado, impulsó el fuerte crecimiento
de la industria fotovoltaica, que a escala
mundial resultó irrefrenable.
En aquel tiempo la construcción de
sistemas fotovoltaicos era una inversión
costosa y a largo plazo; los inversores no
sabían cómo evaluar la calidad de los
módulos, y los clientes exigían la duración
esperada de los módulos y sistemas
fotovoltaicos.
Había una fuerte necesidad de una
certificación de terceros que garantizara la
seguridad y la calidad de los sistemas.
En ese momento, la alemana TÜV
Rheinland inició a revisar la seguridad y
la calidad de los módulos fotovoltaicos
según sus propios requisitos.
En poco tiempo quedó claro que la
calidad y la seguridad de los módulos
dependían de los componentes, pero
faltaba una normativa de componentes
que considerara los requisitos para
la aplicación fotovoltaica. Éste fue el
inicio de la normalización de los cables
fotovoltaicos.
2 El inicio
En 2001, la TÜV Rheinland de Alemania
inició a probar módulos fotovoltaicos y
observó muchos problemas debidos a los
cables.
Dado que no existían pruebas
normalizadas dedicadas para estos cables,
la TÜV Rheinland creó su propia norma.
Fue el nacimiento de la 2Pfg1169:2004.
Esta primera norma se basaba en la norma
IEC60245-4:1994 (Cables aislados con
goma de tensiones asignadas inferiores
o iguales a 450/750 V - Parte 4: Cables
flexibles).
En aquel tiempo el cable más usado era el
H07RN-F (Goma 60ºC–90ºC).
En esta primera etapa de las instalaciones
fotovoltaicas, ninguno se dio cuenta
de que los requisitos para los cables
fotovoltaicos debían ser mucho más
exigentes.
2.1 Primeros fallos del cableado
después de pocos años
3 Nuevos requisitos
Después de numerosos fallos del
cableado, los expertos en sistemas
fotovoltaicos reconocieron que los
requisitos de la primera norma Pfg 1169/
2004 eran poco exigentes. En 2006, un
nuevo grupo de expertos (Grupo de
Trabajo del Comité Nacional Alemán
411.2.3) inició a trabajar sobre una nueva
versión de los “Requisitos para cables
fotovoltaicos”.
En la primera parte del trabajo, el grupo
comprendía expertos de módulos y
expertos de cables. El objetivo era
determinar el ciclo de vida útil de los
alambres fotovoltaicos.
Los puntos principales que fueron
analizados por el grupo de trabajo eran:
• ¿Cómo podemos predecir la duración
de un cable?
• ¿Cuántos años debe durar un cable?
• ¿Cómo se nota el envejecimiento de
los cables?
• ¿Cómo podemos probar el proceso de
envejecimiento?
3.1 El envejecimiento del material es el
nuevo objetivo de investigación
3.1.1 Termo-oxidación de las poliolefinas
Una de las leyes químicas elementales
es la ley de Arrhenius. Esta ley describe la
correlación entre temperatura y velocidad
de las reacciones químicas del proceso. El
envejecimiento térmico del polímero no
es más que un proceso químico y todos
los procesos químicos dependen de la
temperatura del proceso.
Un aumento de la temperatura de
10°C duplica la velocidad del proceso.
Y viceversa, una disminución de la
temperatura reduce la velocidad del
proceso de envejecimiento a la mitad.
La temperatura nominal específica
de un cable se debería determinar en
combinación con un tiempo específico. Sin
una indicación de tiempo, la temperatura
nominal es inútil.
▼ ▼ Figura 1: Fallos de cableado causados por ozono y
altas temperaturas