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Seguridad de paneles solares: bloqueo/etiquetado para sistemas de energía solar

Como sucede en todos los sistemas eléctricos, las descargas y electrocuciones suponen riesgos graves en los sistemas de energía solar. Asimismo, los instaladores de paneles solares y los técnicos de mantenimiento de sistemas fotovoltaicos deben seguir el procedimiento de bloqueo/etiquetado (LOTO), llevar puesto el equipo de protección individual (EPI) y seguir las directrices de protección contra caídas.

Bloqueo/etiquetado de sistemas fotovoltaicos

La necesidad de eliminar la tensión del sistema se aplica al instalar, inspeccionar o realizar tareas de mantenimiento en sistemas fotovoltaicos, pero hacerlo en dichos sistemas puede ser un poco más complicado que en los sistemas eléctricos estándar. La energía de los módulos fotovoltaicos es muy variable en función de la luz solar y no se controla mediante sistemas electrónicos. Incluso en condiciones nubladas y por la noche existe la posibilidad de riesgo de descarga eléctrica con un sistema fotovoltaico.

Aunque en los módulos fotovoltaicos nunca se puede eliminar la tensión completamente, la salida de CA del inversor se puede desactivar y la tensión de CC se puede reducir a niveles aceptables. Los módulos de una cadena se pueden desconectar manualmente para reducir la tensión de los módulos individuales. También puede utilizar módulos electrónicos de potencia, como optimizadores y microinversores, que reducen automáticamente la tensión del módulo cuando el interruptor de CA está desconectado.

Para proteger al personal de emergencias, el artículo 690.12 del Código Nacional de Electricidad (NEC), "Apagado rápido", requiere que los módulos y las piezas conductoras expuestas dentro de los límites de la matriz fotovoltaica se reduzcan a 80 V en 30 s y que los conductores fuera de los límites de la matriz se limiten a 30 V en 30 s.

Cómo bloquear y etiquetar un sistema fotovoltaico

Aunque los procedimientos de apagado son específicos de cada instalación, los procedimientos generales de los sistemas fotovoltaicos son los mismos que para los sistemas eléctricos estándar:

  1. Anuncie el apagado e indique la magnitud de la energía (es decir, los niveles de tensión y corriente).
  2. Utilice una pinza amperimétrica, como la pinza amperimétrica de verdadero valor eficaz Fluke 376 FC, para comprobar la tensión y la continuidad.
  3. Abra los disyuntores, fusibles y cables entre los módulos.
  4. Tras asegurarse de que no hay tensión en cada componente, aplique el bloqueo y la etiqueta a cada componente con el nombre del trabajador, la fecha, las fuentes de energía, los dispositivos de aislamiento, la magnitud de la energía almacenada y el trabajo que se está realizando.

Para los sistemas fotovoltaicos, es necesario controlar las secciones de CC (antes del inversor) y CA (después del inversor) del circuito. Los siguientes pasos describen el proceso de los procedimientos de bloqueo y etiquetado para sistemas conectados a la red, en los que el inversor detecta la red y se apaga cuando no hay tensión de red. Debe seguir siempre todos los procedimientos de seguridad y mantenimiento de su organización, así como las normativas del NEC, cuando trabaje en sistemas fotovoltaicos.

Bloqueo y etiquetado de la sección de CC

Los módulos fotovoltaicos siempre tendrán tensión, por lo que deberá bloquear y etiquetar los conductores del circuito de la fuente fotovoltaica, que van desde los módulos hasta la caja combinadora, para evitar que la alimentación de CC active la sección de CC del inversor.

  1. Desconecte los fusibles de la caja combinadora de CC para eliminar las conexiones paralelas y aislar las cadenas individuales.
  2. Bloquee y etiquete el circuito de salida del combinador al recombinador de CC, que se encuentra en sistemas fotovoltaicos a gran escala entre las cajas combinadoras de cadenas y un inversor central.
  3. Bloquee y etiquete los cables de circuito fuente, también conocidos como "cables troncales", que van desde los módulos o el banco de baterías hasta la caja combinadora. Los cables son los extremos positivo y negativo de una cadena fotovoltaica, que es un grupo de módulos conectados en serie. Utilice un bloqueador de enchufe o aplique una etiqueta sin bloqueo si no es posible bloquear los cables.

Bloqueo y etiquetado de la sección de CA

En la sección de CA estará presente la alimentación de entrada de la red y se deben tomar precauciones para aislar el sistema fotovoltaico y eliminar la tensión en este.

  1. Retire los fusibles del combinador de CA, que conecta varios inversores de cadena en sistemas a gran escala.
  2. Bloquee y etiquete el circuito de salida del recombinador de CA entre el combinador de CA y la conexión a la red para asegurarse de que no haya tensión de la red.
  3. Bloquee y etiquete la sección de baja tensión del transformador. Si no se ha eliminado la tensión en la sección de baja tensión, es posible que haya alimentación de CA en el recombinador de CA o en el inversor central.

Detalles importantes

  • Los conductores fotovoltaicos de CC que no están en un conducto en el tejado suelen ser negros para positivo y negativo, ya que el cable negro es más resistente a la luz solar. El cableado de CA puede tener colores diferentes dependiendo de la tensión y del número de fases. El cableado de 120/240 V (residencial) tiene conductores rojos y negros sin conexión a tierra. La red trifásica 120/208 tiene conductores rojos, negros y azules sin conexión a tierra, y la red trifásica 277/480 para cableado comercial más grande tiene conductores naranjas, marrones y amarillos sin conexión a tierra. También hay otras combinaciones menos habituales. Los conductores neutros (conductores sin conexión a tierra) son blancos o grises. Los conductores neutros deben tener una tensión de aproximadamente cero voltios.
  • Bloquee y etiquete no solo el disyuntor fotovoltaico en el cuadro eléctrico principal, sino también todas las desconexiones en el módulo, el inversor, el controlador de carga y las baterías. Tenga en cuenta que un banco de baterías con más de 24 celdas de 2 V en serie debe tener un mecanismo de desconexión.
  • En módulos fotovoltaicos nunca se puede eliminar la tensión completamente, por lo que se necesita un mecanismo de desconexión para que los servicios de emergencia aíslen la matriz fotovoltaica del resto del edificio.
  • Los equipos electrónicos de potencia a nivel de módulo, como los microinversores, son cada vez más populares. Las tensiones CC suelen limitarse a 50 V CC o menos con microinversores, en comparación con el límite de 600 V CC de los inversores de cadena. Como resultado, el NEC permite que determinados conectores que cumplen la Sección 690.33 de dicho código se utilicen como desconexiones de CC para circuitos de CC de microinversor. Según la Sección 690.33(E)(1), los conectores deberán "estar aprobados para interrumpir la corriente sin riesgo para el operario" o "ser de un tipo que requiera una herramienta para abrirlos y estar marcados como 'no desconectar bajo carga' o 'no usar para interrumpir la corriente'".
  • En los sistemas fotovoltaicos, los inversores almacenan energía en condensadores. Es importante descargar dicha energía antes de empezar a trabajar, ya que todavía podría haber capacidad en la sección de CC. Puede requerir unos minutos asegurarse de que los inversores se encuentran en un estado de energía cero.
  • Algunas pruebas, como la determinación de la corriente de cadena fotovoltaica o la resistencia de aislamiento con un megaóhmmetro, requieren que el sistema tenga tensión. En otros casos, es necesario aislar un componente específico, como un inversor o un transformador, y eliminar la tensión en él mientras se deja el resto del sistema activo.
  • Muchos sistemas fotovoltaicos nuevos con almacenamiento de batería están acoplados a CA, lo que significa que el banco de baterías tiene su propio inversor multimodo con un circuito de CA conectado a cargas independientes. Esto aumenta la resiliencia, pero también la complejidad en el mantenimiento y el proceso de bloqueo/etiquetado. Para eliminar completamente la tensión del sistema, tanto el inversor interactivo fotovoltaico como el inversor multimodo de batería deben estar desconectados.

Los procesos descritos en este artículo están destinados a utilizarse como ejemplo de procedimientos de bloqueo/etiquetado para sistemas fotovoltaicos. Siga siempre todos los procedimientos de seguridad y mantenimiento de su organización, así como las normativas del NEC, cuando trabaje en sistemas fotovoltaicos.

Acerca del experto

Michael Ginsberg es un experto en energía solar, formador del Departamento de Estado de EE.UU., autor y candidato a doctor en Ingeniería por la Universidad de Columbia. También es director ejecutivo de Mastering Green, donde ha formado a casi mil técnicos de todo el mundo en la instalación, mantenimiento y el funcionamiento de sistemas de energía solar fotovoltaicos.

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