El 10 de julio de 2026, la carga eléctrica nacional de China alcanzó un nuevo récord anual de 1.518 millones de kW. Se espera que la continua demanda de calor, refrigeración y producción industrial impulsen aún más el pico del verano. Al mismo tiempo, las instalaciones solares funcionan en algunas de las condiciones térmicas más duras del año-no solo por la temperatura del aire, sino también por el calor acumulado en los tejados, las bandejas de cables y las superficies metálicas expuestas.Administración Nacional de Energía de China.
Para los ingenieros fotovoltaicos, este es un recordatorio oportuno: la sección transversal-nominal impresa en un cable solar no determina, por sí sola, cuánta corriente puede transportar el cable con seguridad.
Es necesario comprobar conjuntamente la temperatura ambiente, el método de instalación, la agrupación de cables, la temperatura del conductor, la caída de tensión y la calidad del conector.
Un pronóstico meteorológico de 40 grados no significa un entorno de cable de 40 grados
Los datos meteorológicos normalmente representan la temperatura del aire sombreada. Un cable fotovoltaico instalado debajo de módulos, en un tejado oscuro o cerca de una estructura metálica puede experimentar un ambiente local mucho más cálido.
Pueden actuar varias fuentes de calor al mismo tiempo:
- Radiación solar directa
- Calor reflejado o emitido por el techo.
- Flujo de aire restringido debajo de los módulos
- Calor absorbido por bandejas o conductos metálicos.
- Pérdidas eléctricas dentro del conductor.
- Calor generado en conectores y terminaciones.
Esto significa que los ingenieros no deberían utilizar el pronóstico meteorológico regional como única temperatura de diseño. Se debe tener en cuenta la ruta real del cable.
Un cable suspendido al aire libre generalmente disipará el calor de manera más efectiva que el mismo cable instalado dentro de un conducto o agrupado estrechamente con otros cables cargados. Por lo tanto, dos cables con el mismo tamaño de conductor pueden tener diferentes corrientes permitidas.
La temperatura máxima del cable no es su clasificación de corriente automática
El cable H1Z2Z2-K fabricado de acuerdo con EN 50618 está diseñado para aplicaciones fotovoltaicas exigentes en exteriores. Normalmente utiliza un conductor de cobre estañado-Clase 5 con materiales de revestimiento y aislamiento reticulados y libres de halógenos.
Sin embargo, a veces se malinterpreta su clasificación de temperatura.
El cable tipo EN 50618- generalmente está diseñado para una temperatura máxima del conductor de 90 grados durante el funcionamiento continuo normal. El funcionamiento a 120 grados está limitado a un total de 20.000 horas en las condiciones definidas por la norma; no es el objetivo de diseño continuo normal. Una especificación representativa del fabricante confirma el límite normal de 90 grados y la condición restringida de 120 grados.Datos técnicos de LAPP H1Z2Z2-K
La distinción es importante porque:
- La temperatura ambiente es la temperatura alrededor del cable.
- La temperatura del conductor es la temperatura alcanzada en el interior del cable.
- La capacidad de carga-corriente es la corriente que mantiene el conductor dentro de su temperatura permitida bajo una condición de instalación definida.
Un cable marcado "90 grados " no es automáticamente adecuado para transportar su corriente de referencia publicada en un aire ambiente de 90 grados. Si el entorno ya está caliente, el cable tiene mucha menos capacidad para liberar el calor generado por su propia resistencia.
Recalcular la ampacidad utilizando las condiciones reales de instalación
Las tablas de capacidad de carga-actuales se basan en condiciones de referencia específicas. Estos podrían incluir un solo cable al aire libre, una temperatura ambiente definida, una temperatura particular del conductor y un método de instalación supuesto.
Por ejemplo, una hoja de datos del cable Prysmian H1Z2Z2-K de 6 mm² proporciona diferentes clasificaciones de corriente dependiendo de si el cable se instala libremente en el aire o en una superficie. Los valores indicados se basan en una temperatura ambiente de 60 grados, lo que demuestra por qué las condiciones detrás de un número de ampacidad son tan importantes como el número mismo. Ficha técnica de Prysmian TECSUN H1Z2Z2-K
En la práctica, la corriente permitida se puede expresar conceptualmente como:
Los factores de corrección deben provenir de la norma eléctrica aplicable, el código local o datos verificados del fabricante. No deben estimarse.
Los ingenieros deben confirmar al menos lo siguiente:
| factor de diseño | ¿Qué se debe comprobar? |
|---|---|
| Temperatura ambiente | Temperatura máxima esperada a lo largo de la ruta real |
| Método de instalación | Aire libre, bandeja portacables, conducto, canalización, superficie del tejado o enterrado |
| Agrupación de cables | Número de cables cargados simultáneamente y distancia |
| Límite de conductores | Temperatura continua permitida del conductor |
| Entorno termal | Material del tejado, aislamiento, ventilación y fuentes de calor cercanas. |
| Dispositivo protector | Coordinación entre la capacidad del cable y la protección contra sobrecorriente. |
| Datos del fabricante | Condiciones de referencia utilizadas para la ampacidad publicada. |
A nivel internacional, IEC 62548-1 cubre los requisitos de diseño de conjuntos fotovoltaicos, incluido el cableado de CC y la protección eléctrica. El dimensionamiento de los cables también debe seguir las normas nacionales pertinentes derivadas de normas como la serie IEC 60364. CEI 62548-1:2023
Los cables agrupados pueden atrapar más calor del esperado
La agrupación de cables es particularmente importante alrededor de cajas combinadoras, entradas de inversores, curvas de bandejas y secciones de conductos.
Cuando se instalan varios cables cargados juntos, cada cable calienta a los demás y se reduce el flujo de aire. Incluso si la mayor parte de la ruta está abierta y bien ventilada, una sección corta y congestionada puede convertirse en un cuello de botella térmico.
Las áreas típicas que requieren atención incluyen:
- Múltiples cables atados en un haz apretado
- Conductores positivos y negativos agrupados en un solo conducto.
- Bandejas de cables llenas más allá de su supuesto de diseño
- Cableado denso inmediatamente debajo de una caja combinadora
- Cables apoyados directamente sobre materiales de tejado calientes.
- Cable sobrante enrollado dejado detrás de los módulos
Las bridas para cables apretadas también pueden crear tensión mecánica y restringir el movimiento durante la expansión térmica. Los cables deben apoyarse sin aplastarse y respetarse el radio de curvatura mínimo indicado por el fabricante.
Cuando sea práctico, aumentar el espacio o mejorar la ventilación puede ser más efectivo que simplemente aumentar el tamaño del conductor.
Una temperatura más alta también aumenta la caída de voltaje
La temperatura del cable afecta más que la vida útil del aislamiento. La resistencia eléctrica del cobre aumenta a medida que el conductor se calienta.
Para estimaciones de ingeniería, la resistencia del cobre aumenta aproximadamente un 0,39% por cada aumento de 1 grado por encima de la temperatura de referencia. Por lo tanto, un conductor que funcione a 80 grados tendrá una resistencia sustancialmente mayor que el mismo conductor medido a 20 grados.
El resultado es:
- Mayor caída de tensión
- Mayores pérdidas de I2RI^2RI2R
- Menor potencia entregada
- Calentamiento adicional del conductor
La resistencia del cable fotovoltaico normalmente se especifica en 20 grados según IEC 60228. IEC 60228 define la construcción del conductor y los requisitos de resistencia máxima, incluidos los conductores flexibles de Clase 5 comúnmente utilizados en cables solares.CEI 60228:2023
Por lo tanto, los cálculos de caída de voltaje-deben utilizar la resistencia corregida a la temperatura de funcionamiento esperada-no solo el valor de catálogo a 20 grados.
Esto es particularmente importante para:
- Circuitos de cadena larga
- Diseños de inversores centralizados
- Grandes plantas-montadas en el suelo
- Sistemas de tejado con rutas de cable indirectas
- Sistemas que funcionan cerca del límite inferior de voltaje MPPT del inversor
No dimensione el cable únicamente a partir de la corriente de funcionamiento del módulo
Los circuitos fotovoltaicos no son cargas de CC ordinarias y estables. Su corriente de diseño debe reflejar la corriente máxima que el conjunto puede producir según la norma de diseño aplicable y la regulación local.
Es posible que el cálculo deba considerar:
- Corriente de cortocircuito-del módulo
- cuerdas paralelas
- Seguridad requerida o factores-actuales continuos
- Ganancia bifacial
- Irradiación por encima de las condiciones de prueba estándar.
- Invertir-contribución actual
- Protección contra sobrecorriente
- Cambios futuros en la configuración de módulos o cadenas
Un error común es comparar la corriente de funcionamiento del módulo directamente con la clasificación del catálogo de cables. Esto puede ignorar tanto el factor actual de diseño fotovoltaico-requerido como la reducción térmica causada por el entorno de instalación.
La secuencia correcta es:
- Establezca la corriente de diseño del circuito fotovoltaico.
- Determine la ampacidad del cable de referencia.
- Aplique todos los factores de corrección requeridos.
- Confirme que la ampacidad corregida exceda la corriente de diseño.
- Verifique la caída de voltaje y la pérdida de energía.
- Verificar protección y compatibilidad del conector.
Pasar sólo uno de estos controles no es suficiente.
Los conectores pueden convertirse en el punto más caliente del circuito
Un cable del tamaño correcto no puede compensar una mala conexión.
El aumento de temperatura del conector puede deberse a:
- Engarzado incorrecto o incompleto
- Herramienta de engarzado o matriz incorrecta
- Sección transversal-del cable fuera del rango aprobado para el conector
- Diámetro exterior del cable incompatible con el sello.
- Contactos contaminados o dañados
- Conectores que no están completamente acoplados
- Mezcla de componentes de conectores de diferentes fabricantes.
- Entrada de agua y corrosión.
- Tensión mecánica excesiva en la conexión.
Estos defectos aumentan la resistencia de contacto. Debido a que la generación de calor sigue a P=I2RP=I^2RP=I2R, incluso un aumento de resistencia relativamente pequeño puede crear un calentamiento local significativo cuando la corriente es alta.
NREL ha documentado el equilibrio fotovoltaico-de-fallas en los conectores del sistema que implican sobrecalentamiento, ablandamiento y distorsión física, y los casos graves pueden provocar circuitos abiertos, arcos o incendios. Balance NREL-de-investigación sobre la durabilidad del sistema
Durante una ola de calor, una conexión marginal tiene menos espacio térmico. Por lo tanto, los ingenieros deben tratar el cable y el conector como un sistema combinado en lugar de productos separados.
El enrutamiento de cables merece la misma atención que el tamaño del cable
Un buen enrutamiento reduce el estrés tanto térmico como mecánico.
Cuando sea posible:
- Mantenga los cables alejados de superficies que acumulen calor extremo.
- Mantenga el flujo de aire alrededor de los cables de CC expuestos.
- Evite agrupaciones innecesarias y conductos muy apretados.
- Proteja los cables de los bordes metálicos afilados.
- Evite que los cables descansen en agua o escombros.
- Apoye los conectores para que su peso no sea soportado por el cable.
- Evite que los cables sueltos toquen la superficie posterior de los módulos.
- Separe el cableado de CC de los equipos productores de calor-no relacionados.
- Utilice soportes resistentes a los rayos UV- y a la intemperie-adecuados para la vida útil del proyecto.
Para los sistemas en tejados, el trazado también debe considerar el acceso para mantenimiento y extinción de incendios. Un tamaño de conductor técnicamente correcto no hace que un circuito mal tendido sea confiable.
Vuelva a verificar los sistemas existentes con inspección térmica
Las olas de calor brindan una oportunidad útil para identificar puntos débiles porque los problemas térmicos se vuelven más visibles bajo alta irradiancia y alta corriente.
La inspección debe ser realizada por personal calificado bajo condiciones de operación representativas. Los controles útiles incluyen:
- Inspección por infrarrojos de conectores, cajas combinadoras y terminaciones.
- Comparación de temperatura entre cadenas similares
- Inspección visual para detectar decoloración, deformación o cubiertas de cables agrietadas.
- Verificación del acoplamiento del conector
- Inspección de soportes de cables y radio de curvatura.
- Comparación actual entre cadenas paralelas
- Pruebas de resistencia de aislamiento-cuando sea necesario
- Examen de dispositivos de protección y torque terminal según procedimiento del fabricante.
La temperatura absoluta por sí sola no siempre identifica el problema. Un conector o sección de cable que esté notablemente más caliente que componentes equivalentes que transportan corriente similar merece investigación.
El circuito no se debe simplemente volver a energizar-después de apretar o reemplazar una pieza. Los ingenieros deben identificar la causa subyacente, como un engarzado incorrecto, un componente incompatible, una sobrecarga, un conductor dañado o un enrutamiento deficiente.
Una lista de verificación práctica para la revisión de las olas de calor
Antes de aprobar un nuevo diseño-o antes del próximo período de calor extremo-los ingenieros fotovoltaicos deben volver a comprobar:
La temperatura máxima local, no solo la temperatura meteorológica publicada.
Las condiciones de referencia detrás de la tabla de ampacidad del cable.
Factores de corrección de temperatura, agrupación e instalación.
Corriente de diseño del circuito fotovoltaico real
Caída de voltaje a la temperatura esperada del conductor
Clasificaciones de corriente de cables y conectores
Compatibilidad con la sección-transversal del cable y el diámetro-exterior
Herramientas de engarzado y procedimientos de instalación.
Secciones congestionadas cerca de cajas combinadoras e inversores
Resultados de la inspección térmica de los sistemas operativos.
Coordinación de protección y fallas-requisitos actuales
Cumplimiento de las normas aplicables al proyecto y del código local.
La resistencia al calor es un problema de diseño-a nivel del sistema
Seleccionar un cable H1Z2Z2-K certificado es un punto de partida importante, pero la certificación no elimina la necesidad de realizar cálculos de ingeniería.
El rendimiento confiable durante condiciones de calor extremo depende del sistema completo: calidad del conductor, construcción del cable, método de instalación, factores de corrección, control de caída de voltaje-, compatibilidad del conector y mano de obra de la instalación.
Para los contratistas EPC y los compradores de proyectos, el enfoque más seguro es revisar estas condiciones antes de la adquisición. Cambiar el tamaño de un cable o la especificación del conector durante el diseño es relativamente sencillo. Reemplazar el cableado sobrecalentado después de la puesta en servicio no lo es.
SINELINKsuministra cables solares certificados, conectores fotovoltaicos compatibles y accesorios de soporte para proyectos de tejados y de escala{0}}de servicios públicos. La sección transversal-del cable, el diámetro exterior, la compatibilidad del conector y la documentación específica-del proyecto se pueden revisar antes de la cotización y la producción.