Cómo seleccionar un cable solar de CC para sistemas fotovoltaicos
Tamaño del cable, capacidad de corriente, caída de voltaje, estándares, compatibilidad de conectores y adquisición.
Resumen
Seleccione el cable solar de CC según el mercado objetivo y el estándar requerido, el voltaje máximo del sistema, la corriente del circuito corregida, la longitud de la ruta y el límite de caída de voltaje-, el entorno de instalación y el rango exacto del conector. Luego verifique que el certificado cubra el fabricante, el modelo del producto y el tamaño solicitado. El dimensionamiento y la instalación finales deben seguir las especificaciones del proyecto y las normas eléctricas adoptadas localmente.
El cable solar de CC-también llamado cable solar fotovoltaico o cable fotovoltaico-está diseñado-para el lado de corriente directa-de un sistema fotovoltaico. Los términos suelen describir la misma categoría de aplicación; "DC" enfatiza la función del circuito, mientras que "PV" enfatiza la aplicación solar. La idoneidad del producto aún depende de la marca completa, la construcción, el certificado y el uso aprobado-no de la palabra clave utilizada en un catálogo.
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nota de ingenieríaEsta guía respalda las especificaciones y adquisiciones preliminares. No reemplaza los cálculos del diseñador del proyecto, el código eléctrico adoptado localmente, la autoridad competente o las instrucciones del fabricante del conector. |
Conclusiones clave
El tamaño del cable por sí solo no determina la idoneidad
El tamaño del cable por sí solo no determina la idoneidad. La capacidad actual, la caída de tensión, la temperatura y el método de instalación deben evaluarse conjuntamente.
Diferentes estándares, sistemas de certificación.
H1Z2Z2-K, PV1-F y UL PV Wire no son nombres idénticos para un producto universal. Se relacionan con diferentes estándares, sistemas de certificación y requisitos del mercado.
Resistencia, coste y peso.
Un cable más grande normalmente reduce la resistencia eléctrica y la caída de voltaje, pero también aumenta el costo, el peso, los requisitos de flexión y las limitaciones de compatibilidad del conector.
El conector debe coincidir
El conector debe coincidir tanto con la sección transversal-del cable como con el diámetro exterior del cable. Un cable puede ser eléctricamente adecuado pero mecánicamente incompatible con el conector seleccionado.
Un certificado PDF no es prueba suficiente
Un certificado en PDF no es prueba suficiente por sí solo. Los compradores deben verificar el titular del certificado, la designación del producto, el rango de tamaño, el estándar aplicable y el estado actual de la base de datos.
¿Qué es el cable solar?
El cable solar, también llamado cable fotovoltaico o cable fotovoltaico, es un cable eléctrico diseñado para el lado de corriente continua-de un sistema fotovoltaico.
Las aplicaciones típicas incluyen conexiones
- entre módulos solares
- entre cadenas de módulos y cajas combinadoras
- entre cajas combinadoras e inversores
- dentro de sistemas de cableado fotovoltaico preensamblados
- entre otros componentes fotovoltaicos del lado CC-, cuando lo permita el diseño del producto.
IEC 62930 se aplica a cables de alimentación de un solo-núcleo con-aislamiento reticulado y una cubierta reticulada-para uso en el lado de CC de sistemas fotovoltaicos. Su alcance cubre tensiones nominales de CC de hasta 1,5 kV inclusive entre conductores y entre conductor y tierra. La norma especifica una temperatura máxima continua normal del conductor de 90 grados, con funcionamiento a 120 grados limitado a un período acumulativo definido.
Un cable solar típico orientado a IEC- o EN-puede incluir:
- un conductor trenzado flexible;
- aislamiento de conductores;
- una funda exterior;
- Marcado permanente del cable que muestra el fabricante, la designación del producto, la clasificación de voltaje, el estándar o la información de certificación.
Productos H1Z2Z2-KPor lo general, se utilizan conductores de cobre estañado-de hilo fino-con compuestos de revestimiento y aislamiento-libres de halógenos- reticulados. Sin embargo, los compradores deben confirmar la construcción real a partir de la hoja de datos técnicos aprobada en lugar de asumir que todos los productos comercializados como "cable solar" tienen la misma estructura.
El cable solar es más que un cable de CC negro o rojo
El color no establece cumplimiento.
Un cable flexible normal se puede fabricar en negro o rojo, pero eso no lo hace adecuado para el uso fotovoltaico-a largo plazo. Un cable solar calificado debe evaluarse según los requisitos eléctricos, térmicos, ambientales y mecánicos de la norma correspondiente.
Dependiendo de la norma y el alcance del producto, estos requisitos pueden incluir resistencia a:
- exposición a la luz solar y a los rayos ultravioleta
- ozono
- temperatura elevada
- manejo de baja-temperatura
- agua o humedad
- propagación de llamas
- impacto mecanico
- abrasión
- ácidos o sustancias alcalinas
- deterioro-del aislamiento a largo plazo.
Las declaraciones de rendimiento exactas deben compararse con el certificado del cable y la hoja de datos técnicos. Por ejemplo, un producto puede ser adecuado para uso en exteriores pero no para enterramiento directo, mientras que otro producto puede tener aprobaciones adicionales de resistencia al agua-o instalación subterránea-.
Un proceso de selección de cable-confiable comienza con el proyecto, no con el catálogo de cables.
Antes de solicitar una cotización, recopile la siguiente información.
Mercado objetivo:
Identificar el país y los requisitos aplicables del proyecto.
Preguntar:
- ¿El proyecto está diseñado bajo un marco basado en IEC- o EN-?
- ¿Se requiere cable fotovoltaico certificado por UL-?
- ¿El país requiere aprobación nacional adicional?
- ¿Hay una designación de cable específica escrita en la especificación EPC?
- ¿Se requiere una clasificación del Reglamento de Productos de Construcción para la instalación?
- ¿Qué edición del código eléctrico se ha adoptado localmente?
Un cable aceptado en un mercado puede no serlo automáticamente en otro.
Voltaje del sistema:
Confirmar:
- tensión máxima del campo fotovoltaico
- voltaje máximo de entrada de CC del inversor
- voltaje máximo de circuito abierto-bajo la temperatura mínima del sitio
- tensión nominal del cable
- tensión nominal del conector
- limitaciones de voltaje de otros componentes.
El cable, el conector y otros componentes de CC deben ser adecuados para la tensión máxima calculada del sistema. El componente con la calificación más baja-puede limitar el circuito.
Corriente máxima de diseño:
Determine la corriente de diseño usando:
- corriente de cortocircuito-del módulo
- configuración de cadena-paralela
- supuestos de ganancia bifacial, cuando corresponda
- código-factores actuales requeridos
- factores de corrección ambiental
- agrupación de cables
- coordinación de-dispositivos de protección
- condiciones de operación esperadas.
No seleccione un cable simplemente porque un proveedor lo describe como "cable de 30 A" o "cable de 50 A". La capacidad de carga-actual depende de cómo y dónde está instalado el cable.
Longitud del cable:
Confirma la longitud-de la ruta de ida entre los dos puntos de conexión.
Los cálculos de caída de voltaje-para un circuito de CC de dos-conductores normalmente tienen en cuenta las rutas de corriente positiva y negativa. Confundir la longitud unidireccional-con la longitud total del circuito puede producir un error de tamaño significativo.
Entorno de instalación:
Registro:
- temperatura ambiente mínima y máxima
- temperatura esperada del techo o del módulo-parte posterior
- exposición directa a la luz solar
- agrupamiento o agrupamiento de cables
- bandeja de cables, conducto o instalación-de aire libre
- exposición al agua
- ruta subterránea
- contacto con techos de metal o bordes afilados
- exposición química
- riesgo de roedores
- movimiento en sistemas de seguimiento
- Fire-requisitos de rendimiento.
Detalles del conector:
Obtenga el fabricante del conector y el modelo exacto.
Confirmar:
sección transversal del conductor permitida-
diámetro exterior del cable permitido
construcción de conductores
tamaño de terminal
rango de sellado
herramienta de engarce aprobada
contacto aprobado
instrucciones de montaje
contraparte de apareamiento permitida.
Requisitos de adquisición:
Definir:
- material conductor
- tamaño del cable
- clase de voltaje
- estándar requerido
- emisor del certificado
- longitud del embalaje
- Requisitos de tambor o bobina.
- lenguaje de marcado
- color
- prueba por lotes
- requisitos de inspección
- condiciones de entrega
- paquete de documentación.
Estándares de cables solares y requisitos del mercado
No existe un certificado de cable único que satisfaga automáticamente a todos los mercados solares.
El propietario del proyecto, el diseñador, el contratista EPC, la autoridad local y el código eléctrico aplicable determinan qué cable es aceptable.
Principales estructuras de cables solares
| Estándar o designación | Rol general | Relevancia típica del mercado |
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CEI 62930 |
Estándar de producto internacional para cables fotovoltaicos de CC con clasificación de hasta 1,5 kV de CC |
Proyectos internacionales basados en IEC- |
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EN 50618 / H1Z2Z2-K |
Estándar europeo de cables fotovoltaicos y designación de cables armonizados |
Proyectos orientados a Europa y a EN- |
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Cable fotovoltaico UL 4703 |
Estándar norteamericano para cables fotovoltaicos |
Estados Unidos y otros proyectos orientados a UL- |
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PV1-F |
Designación de producto históricamente asociada con los requisitos de cables fotovoltaicos TÜV |
Especificaciones existentes y algunos mercados internacionales. |
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CEI 62548-1 |
Requisitos de diseño del conjunto fotovoltaico-, incluido el cableado de CC |
Diseño e instalación del sistema. |
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CEI 60364-7-712 |
Requisitos para instalaciones eléctricas que contienen fuentes de alimentación fotovoltaica. |
Diseño de instalación |
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CEI 62852 |
Requisitos y pruebas de seguridad para conectores fotovoltaicos de CC |
Selección y compatibilidad del conector |
IEC 62548-1 aborda los requisitos de diseño de conjuntos fotovoltaicos-incluido el cableado de CC, la protección eléctrica, la conmutación y la conexión a tierra. IEC 60364-7-712 aborda los requisitos de instalación eléctrica que surgen de las instalaciones de suministro de energía fotovoltaica. Se debe confirmar la edición aplicable y la adopción nacional para cada proyecto.
-
CEI 62930
IEC 62930 se aplica a cables fotovoltaicos de un solo-núcleo con aislamiento y cubierta reticulados-para uso en el lado de CC de sistemas fotovoltaicos, con tensión nominal de hasta 1,5 kV de CC.
El estándar incluye ambos:
- Cables-libres de halógenos y de bajo-humo
- cables que puedan contener halógenos.
Por lo tanto, una afirmación de cumplimiento de IEC 62930 no debe interpretarse automáticamente como prueba de todas las características ambientales o de incendio opcionales. El certificado y la hoja de datos técnicos deben indicar la construcción real del producto y el alcance probado.
-
EN 50618 y H1Z2Z2-K
La norma EN 50618 se aplica a cables de alimentación fotovoltaicos flexibles de un solo núcleo-con aislamiento y cubierta reticulados. BSI describe que el estándar se aplica a cables con bajo contenido de humo-y sin halógenos-para el lado de CC de sistemas fotovoltaicos con un voltaje de CC nominal de 1,5 kV.
La designación H1Z2Z2-K está ampliamente asociada con el cable solar que cumple con la norma EN 50618.
Una construcción típica de H1Z2Z2-K incluye:
- Conductor flexible clase 5
- cobre estañado
- aislamiento reticulado
- cubierta exterior reticulada-
- materiales libres de halógenos-
- Construcción exterior-resistente a los rayos UV.
Sin embargo, el marcado H1Z2Z2-K aún debe compararse con el certificado, el fabricante y las marcas de producción.
-
Cable fotovoltaico UL 4703
UL 4703 es el estándar norteamericano para cables fotovoltaicos. UL Solutions describe UL 4703 como el estándar para cables fotovoltaicos e identifica la resistencia a la luz solar como una parte importante de la categoría de productos.
Para un proyecto norteamericano, los compradores no deben asumir que un certificado EN 50618 o IEC 62930 por sí solo satisface los requisitos del proyecto. Se deben confirmar la lista de productos requerida y los requisitos del Código Eléctrico Nacional adoptados localmente.
La NFPA describe el NEC como un punto de referencia para el diseño, la instalación y la inspección eléctricos seguros. La adopción y enmienda del NEC puede variar según la jurisdicción, por lo que se debe consultar a la autoridad del proyecto que tenga jurisdicción.
-
Organismo de certificación versus estándar de producto
Estos términos no deben mezclarse:
- Las referencias IEC, EN y UL pueden identificar estándares de productos o pruebas..
- TÜV Rheinland, TÜV SÜD, UL Solutions y otras organizaciones pueden proporcionar servicios de prueba y certificación.
- Un certificado registra el alcance de un producto definido evaluado según requisitos específicos.
- Un informe de prueba registra la muestra analizada, el método y los resultados de la prueba.
- Normalmente, el fabricante o el proveedor responsable emite una declaración de conformidad.
Por lo tanto, el "cable TÜV" no es una especificación técnica completa. Un comprador debe preguntar:
Pregunta de adquisiciones¿Certificado por qué organización, según qué estándar, para qué fábrica, modelo de producto y rango de tamaño?
Descripción general de los cables fotovoltaicos PV1-F, H1Z2Z2-K y UL
PV1-F, H1Z2Z2-K y UL PV Wire suelen hablarse juntos, pero no deben tratarse como etiquetas intercambiables.
PV1-F se utilizó ampliamente en las especificaciones fotovoltaicas internacionales a través de los requisitos de prueba de cables fotovoltaicos de TÜV Rheinland, incluida la familia de especificaciones 2 PfG 1169.
La documentación TÜV identifica 2 PfG 1169 como requisitos para cables utilizados en sistemas fotovoltaicos. Los materiales anteriores de TÜV también hacían referencia a las pruebas de cables fotovoltaicos según 2 PfG 1169/08.2007.
PV1-F aún puede aparecer en:
- especificaciones EPC más antiguas
- plantas solares existentes
- catálogos de distribuidores
- órdenes de reemplazo
- documentos de adquisiciones regionales.
Un comprador no debe rechazar ni aceptar PV1-F basándose únicamente en el nombre. Verifique el certificado actual, la edición de la especificación aplicable, el voltaje nominal, el rango de tamaño y la aceptación del proyecto.
-
H1Z2Z2-K
H1Z2Z2-K se especifica comúnmente para proyectos más nuevos orientados a EN 50618.
En comparación con una simple comparación "PV1-F vs H1Z2Z2-K", la pregunta de adquisición correcta es:
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Pregunta de adquisiciones¿Qué designación de cable y base de certificación requieren las especificaciones del proyecto actual y el mercado objetivo? |
H1Z2Z2-K se selecciona con frecuencia porque proporciona una designación de producto clara orientada a EN y está ampliamente disponible en sistemas de CC de 1,5 kV.
UL PV Wire está diseñado para proyectos que requieren la categoría de cable fotovoltaico de América del Norte.
El marcado del producto, la clasificación de voltaje, la construcción del conductor y el uso aprobado deben verificarse en la base de datos de certificación UL y en la documentación del proyecto.
-
Comparación práctica
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Artículo |
PV1-F |
H1Z2Z2-K |
Cable fotovoltaico UL |
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Contexto principal |
Familia de especificaciones de cables fotovoltaicos TÜV |
EN 50618 |
UL 4703 |
|
uso común |
Especificaciones internacionales existentes y regionales. |
Proyectos orientados a Europa y a EN- |
proyectos norteamericanos |
|
Denominación del producto |
PV1-F |
H1Z2Z2-K |
Cable fotovoltaico / Cable fotovoltaico |
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Base de selección |
Certificado y aceptación del proyecto. |
Certificado EN y especificación del proyecto. |
Listado UL y código eléctrico local |
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¿Se puede suponer equivalente? |
No |
No |
No |
La elección correcta no está determinada por qué designación parezca más nueva o más familiar. Está determinado por el requisito de cumplimiento total.
Selección del tamaño del cable solar
El tamaño del cable normalmente se expresa como área de sección transversal-del conductor en milímetros cuadrados o como tamaño AWG.
Los tamaños de cables solares-métricos comunes incluyen:
- 2,5 mm²
- 4mm²
- 6mm²
- 10mm²
- 16mm²
- Tamaños de diseño más grandes para tramos principales de CC.
Un tamaño de cable adecuado debe superar al menos dos controles separados:
1. Capacidad de carga-actual
2. Rendimiento ante caídas de voltaje-
También debe ser compatible con:
- conectores
- terminales
- prensaestopas
- sistemas de enrutamiento
- requisitos de radio de curvatura-
- Límites de instalación mecánica.
Lógica de selección básica
Un conductor más grande generalmente tiene una resistencia eléctrica más baja.
Una resistencia más baja normalmente significa:
- menor caída de voltaje
- menor pérdida de potencia resistiva
- Menos calentamiento del conductor a la misma corriente.
- Rendimiento mejorado en rutas largas.
Sin embargo, un cable más grande también significa:
- mayor costo de material
- mayor peso
- mayor diámetro exterior
- un radio de curvatura mínimo mayor
- ruta más difícil
- posible incompatibilidad del conector
- Tambores más grandes y mayores costos de flete.
Por lo tanto, el mejor cable no siempre es el cable más grande disponible. Es el cable más pequeño que cumple con todos los requisitos eléctricos, mecánicos, ambientales y comerciales con un margen de diseño adecuado.
Capacidad actual y caída de voltaje
La capacidad actual y la caída de voltaje están relacionadas, pero no son el mismo cálculo.
Capacidad de carga-actual
La capacidad de carga-de corriente es la corriente continua máxima que un conductor puede transportar en condiciones definidas sin exceder su temperatura de funcionamiento permitida.
El valor permitido puede cambiar con:
- sección transversal-del conductor
- material conductor
- clasificación de temperatura de aislamiento
- temperatura ambiente
- instalación en aire o conducto
- instalación en una superficie
- agrupación de cables
- ventilación
- proximidad a módulos o tejados calientes
- número de conductores cargados
- estándar de instalación aplicable.
Esta es la razón por la que los gráficos universales de Internet que describen un cable solar de 4 mm² como "clasificado para exactamente X amperios" pueden ser engañosos.
El proceso correcto es:
- calcular la corriente de diseño del circuito;
- identificar la clasificación de corriente base del cable según la norma aplicable;
- aplicar factores de corrección de temperatura e instalación;
- comparar la clasificación del cable corregida con la corriente de diseño;
- coordine el cable con la protección contra sobrecorriente y el equipo conectado.
Caída de voltaje
La caída de voltaje es la reducción del voltaje causada por la resistencia del conductor mientras fluye la corriente.
Cuatro factores principales afectan la caída de voltaje:
longitud del cable
actual
tamaño del conductor
material conductor.
Los cables más largos y la mayor corriente aumentan la caída de voltaje. Un conductor más grande lo reduce, mientras que el cobre tiene una resistencia menor que el aluminio para la misma área de sección transversal-.
Una fórmula útil de DC de primer-paso es:
ΔV = (2 × L × I × ρ) / S
|
Símbolo |
Significado |
|
ΔV |
Caída de voltaje en voltios |
|
L |
Longitud del cable uni-direccional en metros |
|
I |
Corriente del circuito en amperios. |
|
ρ |
Resistividad del conductor |
|
S |
Área de sección transversal-del conductor en mm² |
|
2 |
Caminos conductores positivos y negativos. |
Caída de voltaje (%)=(ΔV / voltaje de funcionamiento del sistema) × 100
Esta ecuación simplificada es útil para la comparación preliminar. El diseño final debe utilizar la resistencia máxima del conductor, la temperatura de funcionamiento, el método de instalación y el estándar de ingeniería aplicable indicados por el fabricante.
Ejemplo ilustrativo de caída de voltaje-
Supuestos: ruta de ida- de 30 m, corriente de circuito de 12 A, voltaje de funcionamiento de 600 V CC, resistividad del cobre de 0,0175 Ω·mm²/m para comparación preliminar, sin ajuste de temperatura incluido.
|
Tamaño del cable |
Caída de voltaje calculada |
Porcentaje a 600 V |
|
4mm² |
3.15 V |
0.525% |
|
6mm² |
2.10 V |
0.35% |
|
10mm² |
1.26 V |
0.21% |
|
Límite de cálculoEste ejemplo compara únicamente la caída de voltaje. No prueba que los tres tamaños satisfagan la capacidad actual, la temperatura, la compatibilidad del conector o los requisitos locales. |
Cable Solar de 4mm², 6mm² y 10mm²
Estos tres tamaños a menudo se comparanporque cubren muchas aplicaciones de cables de CC residenciales, comerciales y{0}}de servicios públicos.
Cable solar de 4 mm²
El cable de 4 mm² suele considerarse para:
- módulo corto-conexiones de cadena
- sistemas fotovoltaicos residenciales
- circuitos de menor-corriente
- Rutas donde la caída de voltaje sigue siendo aceptable.
- Conectores diseñados para conductores de 4 mm².
Ventajas
- menor costo del conductor
- menor peso
- diámetro exterior más pequeño
- manejo y enrutamiento más fáciles
- Amplia disponibilidad de conectores.
Limitaciones
- mayor resistencia que 6 mm² o 10 mm²
- mayor caída de tensión en rutas largas
- Menos margen térmico en condiciones exigentes.
- Puede resultar inadecuado cuando los cables están agrupados o expuestos a altas temperaturas.
- Cable solar de 6 mm²
- El cable de 6 mm² se considera frecuentemente para:
- rutas de cadena más largas
- sistemas comerciales de techo
- proyectos con objetivos de caída de voltaje-más bajos
- mayores-tecnologías de módulos actuales
- Instalaciones que requieran margen adicional de corriente o térmico.
Cable solar de 6 mm²
Ventajas
- resistencia inferior a 4 mm²
- caída de tensión reducida
- rango de aplicación más amplio
- comúnmente soportado por conectores fotovoltaicos.
Limitaciones
- mayor costo y peso
- mayor diámetro del cable
- puede requerir un contacto o sello de conector diferente
- no elimina la necesidad de realizar cálculos.
- Cable solar de 10 mm²
- Se puede considerar un cable de 10 mm² para:
- largas rutas DC
- circuitos de mayor-corriente
- conexiones del combinador-a-inversor
- proyectos con objetivos de pérdidas estrictos
- aplicaciones de alimentadores de CC diseñadas.
Cable solar de 10 mm²
Ventajas
- menor resistencia
- caída de tensión reducida
- potencial de carga actual-mejorado en condiciones comparables.
Limitaciones
- mayor costo de material
- radio de curvatura mayor
- instalación más difícil
- menos opciones de conector de módulo-estándar
- mayor riesgo de desajuste con sellos, prensaestopas y terminales
- mayores costos de transporte y manipulación-de tambores.
Comparación preliminar
| Factor de selección |
4mm²
|
6mm²
|
10mm²
|
| Tiradas cortas |
A menudo considerado |
Adecuado pero puede ser demasiado grande. |
Generalmente innecesario a menos que sea necesario |
| Rutas más largas |
La caída de voltaje puede volverse limitante |
Opción común |
Fuerte caída de voltaje-rendimiento |
| Flexibilidad de instalación |
Alto |
Medio a alto |
Más bajo |
| Disponibilidad del conector |
Amplio |
Amplio |
Debe ser revisado cuidadosamente |
| Costo de materiales |
El más bajo de los tres. |
Medio |
más alto |
| Caída de voltaje a igual corriente y longitud. |
más alto |
Más bajo |
Más bajo |
| ¿Es aceptable la selección por hábito? |
No |
No |
No |
Cobre estañado, aluminio y materiales para cables
Conductores de cobre estañado-
El cobre estañado se utiliza ampliamente en cables solares flexibles.
El conductor está formado por hilos de cobre con una fina capa de estaño. Dependiendo del diseño del producto, esto puede soportar:
- resistencia a la corrosión
- superficies estables de los hilos
- construcción de conductores flexibles
- compatibilidad con contactos de engarce aprobados
- uso-a largo plazo en entornos exigentes.
Muchos productos H1Z2Z2-K especifican conductores de cobre estañado Clase 5 de acuerdo con IEC 60228.
El cobre estañado no hace que un cable sea compatible automáticamente. El cable terminado aún debe cumplir con los requisitos eléctricos, materiales y ambientales pertinentes.
Cobre desnudo
Se puede utilizar cobre desnudo en algunos estándares de cables o construcciones de productos.
Los compradores no deben asumir que el cobre desnudo es siempre inferior o que el cobre estañado siempre es obligatorio. La decisión debe basarse en:
- norma aplicable
- alcance del certificado
- condiciones ambientales
- construcción de conductores
- diseño de terminales
- riesgo de corrosión
- especificación del cliente.
Conductores de aluminio y aleaciones de-aluminio
El aluminio tiene menor densidad y menor costo de materia prima-que el cobre, pero también tiene mayor resistencia eléctrica para la misma área de sección transversal-.
Un conductor de aluminio generalmente requiere una sección transversal-más grande que el cobre para proporcionar un rendimiento eléctrico comparable.
El cable solar de aluminio se puede considerar en aplicaciones de ingeniería, particularmente donde el peso y el costo del conductor son importantes. Sin embargo, no se debe sustituir directamente el cable de cobre sin revisar:
- tamaño del conductor
- capacidad actual
- caída de voltaje
- aprobación de conector o terminal
- compatibilidad galvánica
- control de oxidación
- método de terminación
- radio mínimo de curvatura
- comportamiento a la tracción
- estándar de cable
- aceptación del proyecto.
El alcance actual de la certificación de productos-de TÜV Rheinland incluye una especificación independiente para cables eléctricos con conductores de aleación-de aluminio utilizados en sistemas fotovoltaicos. Esto refuerza el hecho de que el cable fotovoltaico de aluminio requiere su propio diseño definido y una base de certificación en lugar de ser tratado como una sustitución directa del material.
Materiales de aislamiento y revestimiento
Los cables fotovoltaicos modernos suelen utilizar compuestos poliméricos reticulados-.
Las características potenciales incluyen:
- rendimiento a alta-temperatura
- resistencia a los rayos ultravioleta
- resistencia al ozono
- resistencia a las llamas
- comportamiento de fumar poco-
- construcción libre de halógenos-
- resistencia a la abrasión
- Resistencia al agua, ácidos o sustancias alcalinas.
Las palabras "XLPE", "reticulado", "libre-de halógenos" o "resistente a los rayos UV-" no deben aceptarse como prueba suficiente por sí solas. Revisar:
- designación de materiales
- estándar de prueba
- certificado
- ficha técnica
- clasificación de temperatura
- limitaciones de instalación.
Compatibilidad de cables y conectores
Un cable solar puede tener el tamaño eléctrico correcto y aun así no ser adecuado para el conector seleccionado.
Se debe comprobar la compatibilidad como sistema.
Cinco comprobaciones de compatibilidad críticas
1. Sección transversal-del conductor
El contacto del conector debe estar aprobado para el tamaño del cable.
Es posible que un terminal diseñado para 4 mm² o 6 mm² no acepte un conductor de 10 mm².
2. Diámetro exterior del cable
La cubierta del cable debe ajustarse al sello del conector.
El mismo conductor nominal de 6 mm² se puede suministrar con diferentes diámetros exteriores debido a diferencias en:
- espesor de aislamiento
- espesor de la vaina
- formulación de materiales
- tolerancias de fabricación
- construcción-resistente al agua
- protección mecánica.
Un cable fuera del rango de sellado del conector puede producir un sello ambiental poco confiable.
Por ejemplo, un producto de conector Stäubli especifica tamaños de conductor de 4 mm² y 6 mm² con un rango de diámetro exterior- del cable de 5,4 a 7,6 mm. Este es un ejemplo específico de producto-, no una regla de conector universal.
3. Construcción de conductores
El contacto debe ser compatible con:
- clase de conductor
- recuento de hebras
- diámetro del hilo
- cobre estañado o desnudo
- Aluminio, en su caso.
4. Herramienta de contacto y engarce
Utilice el contacto, la matriz de engarce y la herramienta de montaje aprobadas por el fabricante del conector.
Un engarce visualmente cerrado no es prueba de una conexión compatible. Las herramientas incorrectas pueden causar:
- compresión incompleta
- hebras dañadas
- resistencia de contacto excesiva
- calentamiento excesivo
- fuerza de extracción-reducida
- rendimiento inestable-a largo plazo.
5. Fabricante de conectores y familia de productos
No asuma que los conectores descritos como "compatibles con MC4-" se pueden cruzar de forma segura con el producto de otro fabricante.
IEC 62852 cubre requisitos de seguridad y pruebas para conectores utilizados en circuitos fotovoltaicos de CC a tensiones nominales de hasta 1,5 kV CC. IEC también ha publicado un informe técnico que aborda específicamente la incompatibilidad entre conectores fotovoltaicos de CC fabricados por diferentes fabricantes.
Stäubli afirma que los conectores cruzados-de diferentes fabricantes pueden crear incompatibilidades de tolerancia, material y fuerza de contacto-, lo que puede aumentar potencialmente las fugas, las grietas y la resistencia al contacto. Recomienda conectar conectores del mismo fabricante y familia de productos aprobados.
Lista de verificación de compatibilidad de conectores
Antes de aprobar una combinación de cable y conector, verifique:
- fabricante del conector
- modelo de conector
- familia de productos masculinos y femeninos
- rango de tamaño-conductor
- rango de diámetro exterior-del cable
- material conductor
- clase de conductor
- número de pieza de contacto
- herramienta de engarce
- troquel de engarce
- longitud de pelado
- par de montaje, cuando corresponda
- retirar-requisito de prueba
- Clasificación IP después del montaje
- Instrucciones del módulo y del inversor.
UV, calor, agua y condiciones de instalación
El entorno de instalación puede determinar si un cable sigue siendo confiable durante la vida útil del proyecto.
-
UV y luz solar
Los cables fotovoltaicos instalados detrás o entre módulos pueden sufrir-exposición prolongada a la luz solar y a los rayos UV.
Verifique que el certificado del cable o la hoja de datos técnicos respalden específicamente la exposición al aire libre prevista. No confíe en el color negro de la chaqueta como prueba de resistencia a los rayos UV.
-
Calor
Los cables solares pueden operar cerca de:
láminas posteriores del módulo caliente
techos metálicos
conductos mal ventilados
haces de cables agrupados
gabinetes del inversor o del combinador.
IEC 62930 especifica una temperatura máxima continua normal del conductor de 90 grados y limita el período de funcionamiento acumulativo a 120 grados. Esto no significa que el cable deba diseñarse habitualmente para funcionar a 120 grados.
La temperatura ambiente alta reduce la capacidad de carga actual-disponible. Por lo tanto, durante el dimensionamiento se debe incluir la corrección de la temperatura.
-
Baja temperatura
Los ambientes fríos afectan:
flexibilidad del cable
manejo de instalación
radio mínimo de curvatura
resistencia al agrietamiento
Sellado del conector.
Confirma ambos:
temperatura mínima de funcionamiento
Temperatura mínima de instalación y manipulación.
Pueden ser diferentes.
-
Exposición al agua
"Resistente al agua-" puede describir diferentes niveles de rendimiento.
Las posibles condiciones incluyen:
lluvia ocasional
condensación
conducto mojado
exposición temporal al agua
inmersión permanente
agua dulce
de agua salada
agua a presión
Enterramiento directo en suelo húmedo.
Un producto aprobado para exposición normal al aire libre no está automáticamente aprobado para inmersión permanente.
Algunos cables solares especializados tienen afirmaciones adicionales de resistencia al agua o AD8-. LAPP, por ejemplo, identifica diseños de cables solares específicos de productos-para inmersión permanente en aguas poco profundas y no contaminadas en condiciones definidas. Estas afirmaciones se aplican al producto especificado, no a todos los cables H1Z2Z2-K.
-
Instalación subterránea
No asuma que todos los cables solares se pueden enterrar directamente.
Los posibles métodos aprobados pueden incluir:
conducto
zanja de cables
cama de arena
conducto protector
cable blindado
Producto específicamente marcado para entierro directo.
Un cable solar puede pasar las pruebas de impacto y aplastamiento para una instalación subterránea protegida, pero aún no estar aprobado para enterramiento directo. Siga siempre la hoja de datos técnicos y el código de instalación local.
-
Protección mecánica
Los cables deben protegerse de:
bordes metálicos afilados
colgando sin soporte
fuerza de tracción excesiva
aplastante
bridas que dañan la funda
tensión continua en los conectores
actividad de roedores
movimiento repetido del rastreador
contacto con productos químicos incompatibles.
La especificación correcta del cable no puede compensar una instalación deficiente.
Cómo verificar la certificación del cable solar
No basta con copiar un archivo de certificado, un logotipo de certificación o una declaración de catálogo.
Utilice el siguiente proceso de verificación
Paso 1: identificar el emisor del certificado
Confirmar si el documento fue emitido por:
- TÜV Renania
- TÜV SÜD
- Soluciones UL
- otra organización de certificación o prueba reconocida
- un organismo de certificación nacional.
Paso 2: verifique el número de certificado
El número de certificado debe ser legible y consultable.
Para los certificados de TÜV Rheinland, la marca de prueba puede incluir una identificación única que se puede verificar en Certipedia. TÜV establece que una entrada auténtica de la base de datos debe mostrar el nombre del producto, el modelo y la información del certificado.
UL Solutions enumera los cables fotovoltaicos certificados en Product iQ, donde los usuarios pueden buscar información de certificación de productos y componentes.
Paso 3: verifique el titular del certificado
Compare el titular del certificado con:
- empresa proveedora
- fabricante
- fábrica
- emisor de la factura
- marcado del producto
- embalaje
- informe de prueba.
Una empresa comercializadora puede vender un cable certificado fabricado por otra empresa, pero la relación debe ser transparente y trazable.
Paso 4: verifique el modelo del producto
El certificado debe cubrir la familia exacta de productos que se compra.
No se debe utilizar un certificado para una serie de cables para admitir un cable diferente con:
- otro material aislante
- otro material conductor
- otra clasificación de voltaje
- otra fabrica
- otra denominación de producto.
Paso 5: verifique el número de certificado
Confirme que el tamaño del conductor solicitado esté incluido.
Un certificado que cubra entre 2,5 y 6 mm² no cubre automáticamente 10 mm² o 16 mm².
Paso 6: Verifique el estándar y la edición
Verificar:
- estándar exacto
- número de especificación
- edición o fecha
- enmiendas
- clasificación de voltaje
- designación del producto
Paso 7: Verifique el estado actual
Confirmar que el certificado no ha sido:
- retirado
- suspendido
- finalizado
- reemplazado
- restringido.
Paso 8: verifique la marca del cable
El cable de producción debe mostrar la información requerida a intervalos apropiados, como por ejemplo:
- fabricante
- tipo de producto
- tamaño del cable
- tensión nominal
- estándar
- marca o número de certificación
- trazabilidad del lote o de la producción, cuando se especifique.
Paso 9: verifique el titular del certificado
Para un pedido B2B, considere solicitar:
- certificado
- registro de base de datos actual
- ficha técnica
- declaración de conformidad
- escriba-informe de prueba o resumen de informe relevante
- informe de prueba de fábrica
- trazabilidad de lotes
- Lista de embalaje
- informe de inspección.
¿Qué determina el precio del cable solar?
El precio del cable solar está influenciado por algo más que el tamaño del conductor.
1. Material conductor
El cobre suele ser el mayor componente-del coste del material.
El precio puede verse afectado por:
- referencia de cobre
- prima de cobre-estañado
- peso del conductor
- sección transversal-del conductor
- tolerancia de fabricación
- fecha de ajuste del precio del cobre.
El aluminio puede reducir el peso del conductor y el costo de la materia prima-, pero puede requerir una sección transversal más grande-y diferentes terminaciones.
2. Sección transversal-del conductor real
Un cable compatible debe cumplir con los requisitos-de resistencia eléctrica y construcción del estándar aplicable.
Los compradores no deben comparar cotizaciones únicamente por la etiqueta impresa "4 mm²" o "6 mm²". Comparar:
- resistencia del conductor
- construcción de conductores
- peso real
- certificado
- tolerancia de producción.
3. Compuestos de aislamiento y revestimiento
Los materiales reticulados-de mayor-rendimiento-pueden afectar a:
- resistencia a los rayos ultravioleta
- clasificación de temperatura
- comportamiento del fuego
- bajo-rendimiento de humo
- resistencia al agua
- durabilidad mecánica
- costo de procesamiento.
4. Certificación
Los costos de certificación pueden incluir:
- prueba de producto
- evaluación de fábrica
- vigilancia anual
- mantenimiento de certificados
- aprobaciones-específicas del mercado
- extensiones de tamaño adicionales.
Una cotización muy baja puede excluir la certificación requerida para el mercado de destino.
5. Tamaño del cable
En las mismas condiciones de construcción y pedido:
6 mm² normalmente utiliza más material conductor que 4 mm²
10 mm² utiliza más material conductor que 6 mm².
La diferencia de precio no está determinada únicamente por el peso del conductor, sino que también importan el aislamiento, el embalaje, la velocidad de producción y el volumen de pedidos.
6. Cantidad de pedido
El precio puede variar por:
- cantidad de muestra
- una bobina
- cantidad de palet
- tambor lleno
- pedido de contenedor completo-
- contrato de suministro anual.
7. Embalaje
El costo puede verse afectado por:
- bobinas de 100m
- tambores de 500 m
- bidones de 1.000 m
- tambores de madera
- tambores de madera contrachapada
- requisitos de fumigación de exportación
- etiquetas privadas
- Requisitos de códigos de barras y palés.
8. Conectores preensamblados
Los conjuntos de cables terminados-de fábrica incluyen costos adicionales para:
- conectores
- contactos
- prensado
- asamblea
- pruebas electricas
- control de polaridad
- etiquetado
- embalaje.
9. Pruebas e Inspección
Los requisitos adicionales pueden incluir:
- pruebas de fábrica presenciadas
- inspección de terceros-
- pruebas de resistencia-del conductor
- inspección dimensional
- verificación de marcado
- inspección de embalaje
- muestreo previo-al envío.
10. Condiciones de entrega
Comparar cotizaciones sobre la misma base comercial:
- EXW
- ENGAÑAR
- CFR
- CIF
- DDP, cuando esté disponible.
Es posible que un precio EXW más bajo no produzca un costo de proyecto entregado más bajo.
Cómo evaluar un proveedor de cables solares
Un proveedor calificado debería poder demostrar control sobre el producto, el proceso de producción y la documentación.
1. Capacidad del producto
Compruebe si el proveedor puede fabricar o suministrar:
designación de cable requerida
tamaños requeridos
clasificación de voltaje requerida
colores requeridos
Construcción de cobre o aluminio aprobado.
cable especial resistente al agua-o subterráneo
juegos de cables premontados.
2. Alcance de la certificación
Verificar:
titular del certificado
ubicación de la fábrica
serie de productos
rango de tamaño-conductor
material conductor
clasificación de voltaje
norma aplicable
estado actual.
3. Control de fabricación
Una evaluación de fábrica puede revisar:
cableado de conductores
control de estañado
extrusión de aislamiento
extrusión de vaina
proceso de enlace cruzado-
control de diámetro en línea
prueba de chispa
impresión y marcado
recogida-y embalaje
control de productos-no conformes.
4. Laboratorio de Calidad
Pregunte si la fábrica puede probar o verificar:
resistencia del conductor
resistencia de aislamiento
tensión soportada
dimensiones del conductor
espesor de aislamiento
espesor de la vaina
diámetro exterior
propiedades de tracción
alargamiento
rendimiento de la llama
rendimiento de envejecimiento
marcado-cable terminado.
Algunas pruebas son pruebas de tipo realizadas periódicamente o externamente, mientras que otras pueden ser pruebas de rutina o por lotes. El proveedor deberá distinguir claramente entre ellos.
5. Trazabilidad
El proveedor debería poder rastrear:
lote de materia prima-
línea de montaje
fecha de producción
operador o turno
registro de prueba
número de embalaje
número de tambor
envío.
6. Experiencia en exportación
Revisar la experiencia con:
documentación del país de destino-
certificados de origen
carga de contenedores
cable-protección del tambor
protección contra la humedad
documentacion aduanera
listas de embalaje basadas en proyectos-
inspección de terceros-
7. Respuesta técnica
Un proveedor sólido debería hacer preguntas técnicas antes de recomendar un cable.
Las señales de advertencia incluyen:
recomendar una talla sin datos actuales o de longitud
afirmar que un certificado es aceptado en todo el mundo
ignorando el diámetro del conector
Describiendo todo el cable DC negro como cable solar.
rechazar la verificación de la base de datos
proporcionar marcas de productos inconsistentes
Cambiando de fábrica sin previo aviso.
Lista de verificación de adquisición de cables solares
Utilice la siguiente lista de verificación antes de emitir una orden de compra
Información del proyecto
☐ País de destino confirmado
☐ Código eléctrico aplicable confirmado
☐ Estándar de cable requerido confirmado
☐ Voltaje CC máximo del sistema confirmado
☐ Diseño actual confirmado
☐ Longitud del recorrido del cable confirmada
☐ Límite de caída de voltaje-confirmado
☐ Temperatura ambiente confirmada
☐ Método de instalación confirmado
☐ Se confirma la exposición al agua o al subsuelo
☐ Requisito de rendimiento-contra incendios confirmado
Especificación del cable
☐ Designación del producto indicada
☐ Tamaño del conductor indicado
☐ Material conductor indicado
☐ Clase de director indicada
☐ Tensión nominal indicada
☐ Material aislante indicado
☐ Material de la funda indicado
☐ Se indica el rango de diámetro-exterior del cable
☐ Radio de curvatura mínimo indicado
☐ Rango de temperatura de funcionamiento-indicado
☐ Instalación-rango de temperatura indicado
☐ Se indica resistencia a los rayos UV
☐ Nivel-de resistencia al agua indicado
☐ Método de entierro declarado
Proceso de dar un título
☐ Confirmado el emisor del certificado
☐ Número de certificado confirmado
☐ Base de datos de certificados verificada
☐ Titular del certificado confirmado
☐ Confirmado de fábrica
☐ Modelo de producto confirmado
☐ Tamaño del cable incluido
☐ Edición estándar confirmada
☐ Certificado vigente actualmente
☐ Certificado de coincidencia de marcado de producción
Compatibilidad del conector
☐ Confirmado el fabricante del conector
☐ Modelo de conector confirmado
☐ Confirmada la pareja de apareamiento aprobada
☐ Rango de tallas-conductor confirmado
☐ Se confirma el rango de diámetro exterior-del cable
☐ Número de pieza de contacto confirmado
☐ Herramienta de engarce confirmada
☐ Matriz de engarce confirmada
☐ Instrucciones de montaje revisadas
☐ Prueba-de extracción o montaje acordada
Términos Comerciales
☐ Base de precio definida
☐ Método de ajuste de precio-del cobre definido
☐ Longitud de bobina o tambor confirmada
☐ Tolerancia de longitud confirmada
☐ Embalaje confirmado
☐ Idioma de calificación confirmado
☐ Requisitos de etiqueta privada-confirmados
☐ MOQ confirmado
☐ Plazo de producción confirmado
☐ Incoterm confirmado
☐ Alcance de la inspección confirmado
☐ Confirmado el procedimiento de garantía y reclamación
Preguntas frecuentes
¿Qué cable se utiliza normalmente para los paneles solares?
Normalmente se utiliza un cable fotovoltaico-diseñado específicamente en el lado de CC de un sistema solar. Dependiendo del mercado objetivo, las especificaciones comunes incluyen H1Z2Z2-K según EN 50618, cable que cumple con IEC 62930 o cable fotovoltaico UL 4703.
El producto final debe cumplir con las especificaciones del proyecto y el código eléctrico adoptado localmente.
¿Es suficiente un cable solar de 4 mm² para un sistema fotovoltaico?
Puede ser suficiente para algunos circuitos de cadena cortos y de menor-corriente, pero el tamaño no se puede confirmar sin verificar:
- diseño actual
- longitud de la ruta
- voltaje del sistema
- temperatura ambiente
- método de instalación
- agrupación de cables
- objetivo de caída de voltaje-
- compatibilidad del conector.
¿Debo utilizar un cable solar de 4 mm² o 6 mm²?
Elija entre 4 mm² y 6 mm² mediante cálculo.
4 mm² pueden ser adecuados cuando la capacidad de corriente y la caída de voltaje permanecen dentro de los límites de diseño. Un cable de 6 mm² tiene menor resistencia y puede ser preferible para rutas más largas, corrientes más elevadas, entornos más calurosos u objetivos de pérdidas más estrictos.
¿Cuándo se utiliza el cable solar de 10 mm²?
Se puede utilizar un cable de 10 mm² para rutas más largas, circuitos de mayor-corriente o conexiones entre combinadores e inversores. Se debe verificar la compatibilidad del conector, el prensaestopas, el terminal y la flexión porque muchos conectores de módulo estándar están diseñados principalmente para tamaños de conductores más pequeños.
¿Es H1Z2Z2-K mejor que PV1-F?
No en todas las situaciones.
H1Z2Z2-K se asocia comúnmente con EN 50618 y especificaciones de proyectos más recientes orientadas a EN. Es posible que PV1-F aún aparezca en las especificaciones regionales o existentes.
El cable correcto es aquel cuyo certificado vigente, tensión nominal, construcción y uso aprobado cumplen con los requisitos del proyecto.
¿Es TÜV un estándar para cables solares?
No.
TÜV Rheinland y otras organizaciones TÜV son organismos de prueba y certificación. Un cable se puede probar según EN 50618, IEC 62930, una especificación TÜV 2 PfG u otro requisito definido.
Pregunte siempre por la base de certificación completa.
¿Se puede utilizar cable eléctrico normal para paneles solares?
No asuma que el cable de construcción normal es adecuado para cableado fotovoltaico de CC expuesto.
El cable debe satisfacer los requisitos requeridos de voltaje, temperatura, luz solar, humedad, mecánica, fuego e instalación. Un cable puede ser conductor de electricidad, pero aun así no es adecuado para un servicio fotovoltaico exterior-a largo plazo.
¿Por qué se utiliza cobre estañado en muchos cables solares?
El cobre estañado proporciona un conductor de cobre flexible con una superficie de hilo recubierta y se usa ampliamente en diseños de cables certificados H1Z2Z2-K. La construcción completa del cable y la certificación siguen siendo más importantes que el revestimiento del conductor por sí solo.
¿Se puede utilizar cable de aluminio en un sistema solar?
Sí, en aplicaciones debidamente diseñadas y aprobadas.
Sin embargo, el aluminio no debe sustituirse directamente por el cobre. Se debe revisar el tamaño del cable, la caída de voltaje, los terminales, los conectores, el control de oxidación, la compatibilidad galvánica y la certificación.
¿Se pueden conectar conectores de dos fabricantes diferentes?
No deben combinarse-a menos que la combinación completa esté aprobada específicamente por los fabricantes pertinentes y los requisitos del proyecto.
El ajuste mecánico no demuestra compatibilidad eléctrica, medioambiental ni{0}}a largo plazo. Usar el mismo fabricante de conectores y la misma familia de productos aprobados es la regla de adquisición más segura.
¿Todos los cables H1Z2Z2-K tienen el mismo diámetro exterior?
No.
El diámetro exterior varía con:
- fabricante
- diseño de conductores
- espesor de aislamiento
- espesor de la vaina
- tamaño del producto
- protección especial contra el agua o mecánica
- Tolerancia de fabricación.
Compare siempre la hoja de datos del cable con el rango de sellado del conector.
¿Todos los cables solares son aptos para ser enterrados directamente?
No.
Algunos cables están diseñados para uso en exteriores o para instalación en conductos protectores, pero no están aprobados para enterramiento directo. La ficha técnica deberá indicar el método subterráneo permitido.
¿Cuánto dura el cable solar?
sAlgunos productos orientados a EN 50618 establecen un período de servicio esperado de al menos 25 años en condiciones normales especificadas. Esta no es una garantía incondicional para cada instalación.
La vida real depende de:
- temperatura
- exposición a los rayos ultravioleta
- humedad
- daño mecánico
- calidad del conector
- mano de obra de instalación
- exposición química
- mantenimiento.
Algunos fabricantes publican una declaración de vida útil-esperada para productos específicos orientados a EN 50618-en condiciones normales definidas. Trate esto como evidencia específica del producto, no como una garantía universal de cable; Verifique la hoja de datos actual y la garantía comercial para el producto exacto ofrecido.
¿Cómo puedo verificar un certificado de cable solar?
Controlar:
número de certificado;
- organismo de certificación;
- estado de la base de datos;
- titular del certificado;
- fábrica;
- modelo de producto;
- rango de tamaños de cable-;
- estándar;
- clasificación de voltaje;
- marcado de producción.
Los certificados TÜV Rheinland se pueden verificar a través de Certipedia, mientras que los productos con certificación UL-se pueden verificar a través de UL Product iQ.
Solicitar soporte para la selección de cables