Las energías renovables – particularmente la solar fotovoltaica – están generando nuevos retos para las redes de potencia de las naciones del mundo. Particularmente, genera nuevos retos para mantener la estabilidad en el sistema de potencia y aumenta el riesgo de que se presenten caídas de tensión.
Índice
- ¿Qué es la caída de tensión eléctrica?
- ¿Qué causa la caída de tensión o un bajo voltaje?
- Consecuencias que tiene en un sistema fotovoltaico
- ¿Cómo se puede corregir o evitar la caída de tensión?
- ¿Cómo calcular la caída de tensión?
1. ¿Qué es la caída de tensión eléctrica?
La caída de tensión se refiere a la pérdida de potencial eléctrica que ocurre cuando se mueve una carga a través de un conductor. Esto ocurre debido a la resistividad eléctrica, es decir, a la propiedad de cualquier material a resistir el flujo de una corriente eléctrica que fluye a través de él.
Todos los materiales que se usan como conductores tienen una resistividad muy baja, de manera que conducen electricidad muy bien. Sin embargo, existen cosas que pueden afectar el desempeño de estos y aumentar la cantidad de energía que se pierde en el traslado.
2. ¿Qué causa la caída de tensión o un bajo voltaje?
Como hemos mencionado, las caídas de tensión en un sistema eléctrico ocurren debido a la pérdida de energía durante el transporte de la potencia a través de un conductor. Sin embargo, existen otros factores que pueden generar caídas de tensión en un sistema.
Estos factores se exploran a continuación:
- Sobrecarga o saturación de los componentes eléctricos generado por un exceso de corriente que circula a través de los cables. Esto puede ser causado por tormentas eléctricas que impactan directa o indirectamente los paneles fotovoltaicos.
- Interrupciones en la red eléctrica por cortocircuitos repentinos dentro o fuera de la red eléctrica del cliente. Estas fuerzan a los sistemas a modificar el suministro de energía a la red o simplemente a apagar el sistema completamente para prevenir daños a los equipos.
- Accidentes o actos intencionados que dañen la integridad del cableado en una instalación fotovoltaica.
3. Consecuencias que tiene en un sistema fotovoltaico
Cuando ocurren caídas de tensión en una red suministrada por fuentes renovables, se pueden generar los siguientes efectos:
Reducción de eficiencia de energía generada:
Esta reducción de eficiencia puede generar dificultades y errores en la regulación de la red eléctrica de un país o región. Esto reduce el voltaje entregado a los componentes eléctricos que lo requieren o incluso daña los equipos en caso de que no estén instalados sistemas de protección.
Degradación de los cables de conducción:
Una de las consecuencias es la degradación de los cables de electricidad generado por fugas térmicas a lo largo de la extensión del cable. Esto reduce de manera permanente el desempeño de un sistema eléctrico.
4. ¿Cómo se puede corregir o evitar la caída de tensión?
Para evitar o corregir caídas de la tensión de un sistema fotovoltaico, se puede realizar lo siguiente:
- Reducir las distancias entre los distintos componentes de tu instalación para reducir la cantidad de cable necesario.
- Usar cables más gruesos, ya que aumentan la capacidad resistiva del cableado, lo que reduce pérdidas en el sistema.
- En caso de que sea necesario recorrer grandes distancias con cableado eléctrico, se puede compensar las pérdidas estimadas al generar voltajes superiores.
- Incorporar equipo de regulación y protección en la instalación fotovoltaica cuando sea necesario, principalmente inversores, interruptores magnéticos y supresores de picos.
- En caso de que el cableado o algún componente eléctrico de la instalación esté dañado, será necesario reemplazar los componentes dañados.
5. ¿Cómo calcular la caída de tensión?
Para determinar la caída de voltaje de un sistema es necesario recuperar los siguientes datos de la instalación:
- La resistencia total del cable en ohmios (Ω).
- La longitud total del circuito conductor en metros.
- La corriente que fluye a través del cable.
Una vez que se conocen estos datos, se puede determinar la potencia operacional de la instalación y compararla con la potencia de diseño, es decir, con la potencia que el sistema debería de tener.
Cabe señalar que podemos saber la resistencia de diseño de cable, así como la corriente máxima que maneja al conocer el tipo de conductor utilizado, el calibre y la longitud del cable. Sin embargo, todos los fabricantes de cableado proveen las especificaciones eléctricas de sus productos, por lo que no es necesario realizar el procedimiento.
Una vez que se tienen todos estos elementos, se puede calcular la potencia del sistema con base en la ley de Ohm.
V=I*R
En la cual, la corriente (I) y la resistencia (R) debe de variar entre los datos teóricos y los recuperados in situ. De esta manera, se puede determinar las pérdidas de potencia que tiene el sistema.
Es importante resaltar que es normal que se presenten caídas de tensión menores al 2% de la potencia de diseño, pero si se presentan caídas superiores a este umbral en tus instalaciones, entonces es necesario evaluar posibles fallos en el sistema.
Conclusión
Ahora que conoces que es la caída de tensión eléctrica y qué efecto provoca en las instalaciones eléctricas, es momento de tomar las medidas necesarias para evitarlo y poder proveer a tus futuros clientes la mejor calidad en tus instalaciones.
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