La puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas ayudan a prevenir distintos escenarios en los que pueden haber accidentes, porque como sabes al trabajar con alta tensión eléctrica, puede haber algunas anomalías que dañan no solo a los equipos, sino también a tus clientes e incluso a tu equipo de trabajo.
Para llevar a cabo una puesta a tierra en un sistema fotovoltaico, existen algunos aspectos importantes que se deben de considerar. Además, se deben de seguir pasos específicos para poder realizarla de manera segura.
Incluso en la NOM-001-SEDE-2012 la cuales son leyes que deben ser cumplidas para evitar accidentes y multas, exige la presencia de puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas.
Por está razón en este blog te explicamos cómo se realiza una puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas, los pasos que debes seguir, materiales y cuidados específicos.
Índice
- Importancia de los puestos a tierra
- Normas que solicitan puesta a tierra de instalaciones fotovoltaicas
- Consecuencias de no instalar puestos a tierra
- ¿Qué es la resistencia eléctrica del suelo?
- Pasos para puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas
- Materiales que necesitarás
- Cuidados para la instalación e instaladores
1. Importancia de los puestos a tierra
En cualquier sistema de generación fotovoltaica existen situaciones de riesgo para los equipos eléctricos y los alrededores. Particularmente, la puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas limita el voltaje impuesto al sistema y sus componentes por un rayo durante una tormenta eléctrica, así como por las sobretensiones generadas por la conexión y desconexión de aparatos eléctricos de alta potencia.
Además, la puesta a tierra se asegura de proteger a cualquier persona que inadvertidamente toca de manera indirecta las partes de la instalación eléctrica que no estén aisladas apropiadamente durante el proceso de instalación o cuando haya un fallo del aislamiento o de los conductores eléctricos.
Por lo tanto, la puesta a tierra es necesaria en todos los proyectos fotovoltaicos para garantizar la seguridad pública, así como la seguridad de los instaladores del sistema y de los operadores.
Cabe señalar que todos los paneles fotovoltaicos disponen de un orificio específico para realizar la puesta a tierra y esta se realiza de la misma manera que cualquier otro sistema eléctrico.
2. Normas que solicitan puesta a tierra de instalaciones fotovoltaicas
En México hay una ley que exige la puesta a tierra de instalaciones fotovoltaicas. Se trata de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012.
Esta norma establece que todos los sistemas fotovoltaicos deben de incluir un sistema de puesta a tierra, sin embargo, un sistema puede no incluir el puesto a sí cumple con todas las condiciones siguientes:
Desconectadores: Si todos los conductores de los paneles y de las salidas del sistema cuentan con desconectadores que puedan aislar el sistema del resto de los componentes de un edificio u otras estructuras a las que puedan estar conectadas.
Protección contra sobrecorriente: Cuando todos los conductores del circuito fotovoltaico cuentan con un sistema de protección contra sobrecorriente como lo indica la norma.
Protección contra fallas a tierra: Cuando todos los circuitos de los paneles fotovoltaicos y de las salidas tienen un sistema de protección contra fallas a tierra, es decir, que protege en situaciones donde alguna de las fases del sistema fotovoltaico entre en contacto a tierra o con el electrodo o pica a tierra.
Conductores: Si los conductores de la fuente fotovoltaica cuentan con cables multiconductores con cubierta no metálica, conductores instalados en canalizaciones o tiene conductores etiquetados e identificados como alambre fotovoltaico, de un solo conductor y para instalarse visible.
3. Consecuencias de no instalar puestos a tierra
Como hemos mencionado anteriormente, la puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas garantiza la seguridad del sistema ante un escenario de riesgo. No instalar la puesta a tierra o no tomar las medidas necesarias de precaución, puede ser percibido como el peor escenario posible en cualquier instalación eléctrica.
Si no se instalan estos métodos de protección, el sistema no tendría la capacidad de limitar alteraciones altas en el flujo de voltaje. Esto puede generar:
Ineficacia de cualquier otro mecanismo de control
Si falta la puesta a tierra en una instalación fotovoltaica cualquier otro tipo de protecciones, como los supresores de picos tipo 1 y 2, son inútiles ante situaciones de riesgo alto.
Daño de componentes eléctricos sensibles
Esto puede generar interrupciones en la distribución de energía eléctrica en lo que se reemplazan los componentes.
Sobrecarga de paneles fotovoltaicos
Las variaciones de voltaje que pueden presentarse en el sistema pueden dañar de manera permanente los paneles fotovoltaicos, reduciendo así su rendimiento significativamente.
Riesgo de incendio
Cuando se generan alteraciones de flujo de grandes suficientemente grandes, los componentes eléctricos se pueden sobrecalentar hasta un punto en el que no sólo se dañen los componentes, sino que se derritan o se incendien. Esto forzaría a reemplazar los componentes dañados o detener las operaciones de la planta.
4. ¿Qué es la resistencia eléctrica del suelo?
Antes de explicarte los pasos necesarios para la puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas, es necesario que conozcas que no en cualquier parte de tierra puedes hacer este procedimiento. Es necesario una característica específica y es la resistencia eléctrica del suelo.
El suelo no es material homogéneo, sino una mezcla de partículas minerales, material orgánico e inorgánico, agua y roca. Esto permite que el perfil del suelo varie dependiendo de la ubicación, por lo tanto, la resistencia del suelo también será distinta.
Esto es importante ya que, para hacer una puesta a tierra en un sistema fotovoltaico, el suelo debe de tender hacia una resistividad igual a cero para facilitar el movimiento de una corriente eléctrica a través de él.
5. Pasos para puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas
Para realizar la puesta a tierra en un sistema fotovoltaico, se tiene que generar un camino de los paneles hacia tierra a través de un cable. Cada panel debe de contar con una conexión que llega hasta un electrodo conectado a tierra. Esto debe de realizarse antes o al mismo tiempo que el resto de tu instalación fotovoltaica para poder planificar la ruta del cableado entre los paneles y la tierra.
La puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicos se debe de realizar de la siguiente manera:
Puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas
Paso 1. Mide la resistencia eléctrica del suelo
Antes de realizar la puesta a tierra, debes determinar la resistencia eléctrica del suelo para verificar si se debe de alterar el suelo de alguna manera. Esto se puede hacer a través de un medidor de tierra, el cual puede determinar la resistencia de la tierra donde se planea hacer la puesta a tierra.
Paso 2. Reduce la resistencia del suelo
Esto se realiza a través de un acondicionador de suelo para tierra física que reduce la resistividad del medio.
Paso 3. Instala tierra
Ahora debes clavar o enterrar una pica o barra metálica sin aislante en la superficie conductora de la tierra. Esta barra funcionará como el electrodo del sistema y debe de estar instalada cerca de tu sistema. Además, debes dejarla expuesta al aire al menos seis pulgadas para unir el cableado de la instalación con el electrodo.
Paso 4. Conecta los paneles
Esto se realiza al conectar el marco metálico de cada panel con la tierra. Cabe señalar que todos los marcos metálicos están aislados, pero tienen un agujero específico para la puesta en tierra. Se puede pasar un cable de cobre o de aluminio por este orificio, y el cable es unido al electrodo clavado como tierra de tu instalación.
Después, cada uno de estos cables es conectado a un puesto particular en el panel eléctrico de tu instalación específico para la puesta a tierra.
Paso 5. Conecta el electrodo a los paneles
Esto se realiza al conectar el cable conectado al electrodo al puerto de puesta a tierra, conectando de esta manera el sistema fotovoltaico.
6. Materiales que necesitarás
Para la puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas, se requieren de los siguientes materiales para su elaboración apropiada.
Cableado
Para conectar el electrodo a cada uno de los paneles del sistema fotovoltaico. De acuerdo con la NOM-001-SEDE-2012, cualquier puesta a tierra debe de estar cableada con cable de cobre o aluminio aislado de 12,2 mm2 o mayor. Además, el cableado debe de ser de color verde para su fácil identificación.
Cabe señalar que el tamaño mínimo del cableado no debe de ser menor a las indicaciones siguientes:
Electrodo
Necesitarás de electrodos en sus dos tipos:
- Artificiales: Barras, tubos, placas, cables y otros elementos metálicos.
- Naturales: Elementos metálicos enterrados en la tierra especializados para su aplicación en puestas a tierra, solo si cumplen con la normatividad.
Conectores
Punto de unión entre el electrodo y el cableado. Debe de ser elaborado con un material resistente a la corrosión.
Acoplador de impedancias
Complemento del electrodo. Es la interconexión entre el electrodo y los componentes eléctricos que se deben de proteger.
Acondicionador de suelo para tierra física
El acondicionador H2O-HM es un tipo de compuesto elaborado con minerales naturales el cual funciona como un súper absorbente. El compuesto atrapa el agua y la retiene, de manera que se reduce la resistencia de la tierra de manera permanente.
Soldadura exotérmica
Para poder realizar las conexiones en la toma de tierra entre el electrodo y los cables conectados a los paneles.
Pala, excavadora manual o taladro
Para cavar el agujero en el cual colocar el electrodo.
7. Cuidados para la instalación e instaladores
Al estar haciendo la puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas, recuerda tener presente los siguientes cuidados.
- Evitar ubicaciones donde el suelo sea en su mayoría roca o tierra muy compactada, ya que dificulta o imposibilita la colocación del electrodo.
- Nunca energizar el sistema cuando se está trabajando en la instalación y verificar que la puesta esté bien elaborada antes de conectar la tierra con los paneles.
- Dar mantenimiento y revisar las conexiones de tierra de manera periódica, pues las conexiones en los paneles se pueden aflojar por la expansión y contracción de los metales debido al cambio de la temperatura.
- Seguir siempre las instrucciones de instalación del fabricante, así como los lineamientos y especificaciones de la NOM-001-SEDE-2012.
Conclusión
Sin lugar a duda, la puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas es esencial para garantizar la seguridad e integridad de cualquier instalación eléctrica. Sin ellas, el resto de los sistemas de protección de un sistema de potencia no pueden funcionar de manera correcta.
Para asegurar una instalación correcta de todas tus puestas a tierra, no dudes en consultar con nuestros expertos y visitar nuestro blog para más consejos.
