Una pregunta común para quienes se inician en la energía solar es: ¿dónde instalar el DPS?
La respuesta es sencilla: en todos los puntos necesarios, tanto del lado de corriente continua (CC) como de corriente alterna (CA).
Esto se debe a que las sobretensiones eléctricas no tienen un lado preferencial: pueden provenir tanto del lado de la generación solar como del lado de la red eléctrica. Por ejemplo, si un rayo cae cerca de los módulos fotovoltaicos, una sobretensión viaja a través de los cables de CC que conectan los paneles al inversor.
De la misma manera, una sobretensión proveniente de la compañía eléctrica (debido a una maniobra de la red o incluso a un rayo que cae sobre la línea de distribución) entrará por el lado AC y llegará al inversor e incluso a los módulos. Sin DPS en ambos lados, el sistema tiene una “puerta abierta” para que entre la oleada, y todo lo que se necesita es una brecha para que se produzca el daño.
Algunos inversores incluso tienen protectores internos (varistores, filtros, etc.) en sus puertos de entrada de CC y salida de CA. Sin embargo, no se debe confiar únicamente en la protección interna del inversor.
Los fabricantes diseñan inversores para soportar ciertos niveles máximos, pero en caso de caída de un rayo cercano, por ejemplo, el voltaje inducido excede los límites. La solución es agregar un DPS externo dedicado, dimensionado correctamente para cada lado del circuito.
La alta incidencia de rayos en Brasil impulsa la adopción de DPS
En la práctica, esto significa instalar un SPD de CC en la caja de cadena o cerca de los módulos solares y un SPD de CA en el panel de distribución de CA (generalmente cerca del inversor o en el punto de conexión a la red).
Vale la pena recordar que cada circuito requiere un DPS específico: el mismo dispositivo no se puede utilizar para proteger simultáneamente los lados de CC y CA, ya que las características eléctricas son diferentes y las normas prohíben mezclar ambos.
Por lo tanto, los SPD de tipo II se utilizan normalmente para CC (tensión de trabajo típica de hasta 1000 V o más, adecuada para energía fotovoltaica) y los SPD de tipo II para CA (adecuados para la red de 220 V o 127/220 V, según el sistema). En áreas altamente sujetas a descargas directas, se deben incluir en la entrada del panel dispositivos SPD tipo I (que soportan mayores corrientes de sobretensión), siguiendo las recomendaciones de la NBR 5419.
Lo importante es garantizar la protección en cascada. Cada DPS instalado actúa como una barrera, reduciendo el nivel de sobretensión residual que llega al equipo. Para lograr la máxima eficacia, los DPS deben estar lo más cerca posible del equipo que protegen (generalmente, a menos de 10 metros del inversor, para evitar que incluso una sobretensión inducida entre el DPS y el dispositivo provoque daños).
De esta manera se protegerá el lado DC (paneles → inversor) y el lado AC (inversor → red). Esta práctica de protección completa está defendida por expertos y estandarizada por estándares internacionales.
Invertir en dos o más DPS de calidad ciertamente vale la pena en comparación con el costo de un nuevo inversor o días de inactividad del sistema para mantenimiento. Recuerde: un sistema fotovoltaico seguro es aquel que está protegido en todos los caminos por donde circula la electricidad.
Estudio de la UPE demuestra la eficacia del DPS externo
Para ilustrar concretamente la importancia del DPS, el estudiar “Análisis del desempeño de inversores solares sometidos a sobretensiones eléctricas provocadas por descargas atmosféricas” por la Universidad de Pernambuco, en colaboración con CLAMPER.
Los investigadores sometieron inversores solares de 3 kW a pulsos de sobretensión eléctrica que simulaban la caída de rayos y midieron cuántos pulsos podían soportar los inversores con y sin SPD externo. Los resultados fueron reveladores: sin SPD adicional, los inversores fallaron después de muy pocas sobretensiones: en promedio, solo cinco pulsos en el lado de CA y un pulso en el lado de CC.
Esto demuestra que incluso cuando las sobretensiones eléctricas estaban dentro de la capacidad de esta protección, los inversores se quemaron. Por el contrario, cuando se instaló un DPS externo, ambos inversores soportaron 100 pulsos de sobretensión tanto en el lado de CC como en el de CA sin experimentar fallas. En otras palabras, la vida útil contra sobretensiones ha aumentado drásticamente con las protecciones DPS.
Pero el dato más impresionante fue la medición de la energía efectivamente desviada por el DPS: el análisis mostró que el DPS externo logró desviar al menos el 93,6% de la energía de sobretensión que llegaría al inversor.
Esto significa que menos del 7% de esa onda potencialmente destructiva llegó realmente al equipo, una enorme reducción del estrés eléctrico en los componentes internos. Con mucho menos estrés, el inversor permanece intacto donde antes seguramente se quemaría.
El estudio concluyó categóricamente que el uso de DPS externo en instalaciones solares es una solución extremadamente efectiva y económicamente viable para evitar fallas prematuras del inversor.
Los investigadores destacaron que el costo del DPS utilizado representó menos del 8% del valor de un inversor de menor precio probado. Por lo tanto, invertir en protectores externos es como pagar un pequeño seguro (entre el 5% y el 8% del coste) para garantizar que un equipo caro dure mucho más tiempo.
Este estudio de UPE refuerza con datos objetivos lo que la práctica ya indicaba: confiar únicamente en supresores de inversor internos es arriesgado, y los DPS externos de calidad son capaces de absorber la gran mayoría de la energía de sobretensión, salvando el inversor y otros componentes.
Los integradores e ingenieros pueden usar estos resultados para educar a los clientes y justificar la inclusión obligatoria de SPD en el presupuesto; a menudo, los usuarios finales cuestionan el costo adicional sin darse cuenta de las enormes pérdidas que causa una sobretensión.
Con evidencias como “desviar el 93% de la energía del rayo” y “aumentar la resistencia del sistema a las sobretensiones en 20x o más”, queda claro que los protectores externos no son accesorios superfluos sino elementos cruciales para la fiabilidad de la planta solar.
Enlace de estudio: https://clamper.com.br/dpsprodutos/artigos-estudos/universidade-de-pernambuco-upe/
Solución recomendada: CLAMPER Solar SB, la protección certificada para su instalación fotovoltaica
Entre los dispositivos disponibles en el mercado para proteger las instalaciones fotovoltaicas destaca CLAMPER Solar SB, una solución completa y fiable de protección contra sobretensiones. CLAMPER Solar SB es esencialmente una caja de cadenas premontada, especialmente desarrollada para sistemas solares.
Ya viene equipado con un DPS de alta capacidad para corriente continua y un interruptor seccionador integrado (interruptor automático/seccionador), que permite desconectar el circuito DC de los paneles cuando sea necesario realizar alguna intervención o mantenimiento en el inversor.
En otras palabras, este producto reúne en una única caja robusta los componentes vitales de protección y seccionamiento del lado DC de su planta solar, haciendo más fácil la vida del integrador y aumentando la seguridad operacional.
La credibilidad de CLAMPER en el mercado brasileño es un punto fuerte – es una empresa especializada con más de 33 años en el mercado de protección contra sobretensiones, con productos certificados ampliamente utilizados en instalaciones eléctricas y fotovoltaicas.
En el caso del modelo Solar SB, el DPS interno está dimensionado para los voltajes típicos de los paneles fotovoltaicos (hasta 1000 Vdc, por ejemplo) y tiene los terminales adecuados para conectar cadenas solares.
Protegiendo el circuito de corriente continua, el string box CLAMPER evita que sobretensiones provenientes de los paneles o captadas por las estructuras metálicas lleguen al inversor. Como hemos visto este es uno de los puntos más críticos en caso de descargas atmosféricas.
Al desviar la energía de las sobretensiones a tierra, el CLAMPER Solar SB protege al inversor de daños y, por tanto, garantiza el correcto funcionamiento de la planta fotovoltaica, eliminando los riesgos provocados por sobretensiones eléctricas y reduciendo las pérdidas por mantenimiento y sustitución de equipos. En resumen, es una solución certificada, práctica y eficiente: instalada entre los módulos y el inversor, actúa las 24 horas del día como “escudo” para su generación solar.
Otro aspecto importante es que el uso de un producto como CLAMPER Solar SB ayuda a cumplir con los requisitos regulatorios mencionados. Al tratarse de un DPS externo dedicado y de calidad, su presencia ya coloca la instalación en conformidad con la necesidad de protección contra sobretensiones transitorias en el lado DC, como lo exige la norma (recuerde que NBR 5410 y RN 1000 exigen protección de circuitos sujetos a rayos).
Además, la caja de cuerdas facilita la organización de la instalación, evitando improvisaciones a la hora de montar DPS separados, y tiene un nivel de protección IP adecuado para ambientes exteriores, asegurando su durabilidad incluso con sol y lluvia. Los integradores informan que la adopción de soluciones listas para usar como CLAMPER SB acelera la instalación y reduce el error humano, ya que todos los componentes internos ya están correctamente especificados y ensamblados en la fábrica.
En términos de inversión, incorporar un DPS de calidad agrega valor al sistema y es un diferencial que trae tranquilidad al cliente, al saber que sus paneles e inversor (que cuestan decenas de miles de reales) están protegidos por un dispositivo desarrollado por expertos.
Cuida tu inversión, utiliza DPS de calidad y elige profesionales calificados
Al final de este debate, el mensaje central es claro: no se debe subestimar la importancia de la protección contra sobretensiones en los sistemas fotovoltaicos. Ya sea para preservar la seguridad de las personas, evitar daños materiales o cumplir con las regulaciones actuales, es esencial instalar protectores contra sobretensiones adecuados en el lado de CC y CA.
Un sistema solar representa una inversión importante a largo plazo: ahorrar un pequeño porcentaje del costo total al no instalar protectores le costará caro en el futuro si ocurre una sobrecarga de energía.
Por otro lado, la incorporación de dispositivos de protección de alta calidad, como el CLAMPER Solar SB y DPS para el lado AC, asegura la continuidad de la generación incluso ante eventos extremos, protege los equipos contra quemaduras y evita interrupciones inesperadas.
Para los integradores e ingenieros responsables, la recomendación no podría ser más clara: diseñe siempre sus instalaciones fotovoltaicas, incluidos los SPD, cumpliendo las normas técnicas.
Eduque al cliente sobre los riesgos de las sobretensiones y los beneficios de la protección: a menudo, una vez que los propietarios comprenden que la caída de un rayo o una sobretensión pueden dañar todo el sistema, comienzan a ver el SPD como un elemento esencial, no opcional.
Recuerde también utilizar productos certificados de fuentes confiables, que garanticen el rendimiento esperado en el momento crítico. Un equipo de baja calidad o improvisado fallará justo cuando debería funcionar, dejando el sistema vulnerable.
Las opiniones e información expresada son responsabilidad exclusiva del autor y no necesariamente representan la posición oficial del autor. Canal solares.
