La puesta a tierra de instalaciones con placas solares es uno de los aspectos que provoca mayor controversia debido, generalmente, a la ausencia de una reglamentación técnica específica para este tipo de proyectos. La puesta a tierra comprende tanto la puesta a tierra de los equipos (tierra de protección) como la puesta a tierra de un conductor activo (tierra del sistema). En España, la puesta a tierra de instalaciones fotovoltaicas queda libre al criterio y buen hacer del instalador, pero cuando se carece de la experiencia necesaria los errores cometidos son bastante frecuentes.
Toma de tierra de sistemas fotovoltaicos
Cuando se decida poner a tierra las partes metálicas expuestas (como protección contra tormentas, contra contactos indirectos, etc.) hay ciertos aspectos importantes que el instalador debe tener bien presentes:
- Los módulos solares fotovoltaicos disponen en el marco de un orificio (taladro) específico para su puesta a tierra (generalmente señalado mediante el símbolo de tierra ), como se puede ver en la imagen.
Como decimos, la toma de tierra se realiza por medio de esos orificios en el marco por qué, generalmente, los marcos son de aluminio anodizado, que es un tratamiento superficial que se aplica al marco de aluminio y que hace que se comporte como un aislante relativamente bueno, por lo que la conexión del conductor de protección a tierra en otro orificio no sería lo recomendable, debe hacerse pues en el que está indicado con el símbolo eléctrico de tierra.
Además de esto, para asegurar un buen contacto eléctrico, se recomienda utilizar un terminal de conexión de acero inoxidable. De todos modos, a efectos eléctricos, a pesar de lo dicho acerca del tratamiento superficial de aluminio, el marco de un panel solar se debe considerar como una parte metálica expuesta.
- Es recomendable que el conductor de protección a tierra no se atornille directamente al marco de los paneles, sino hacerlo por medio de un terminal auxiliar, de modo que se pueda quitar un módulo (por avería, mantenimiento, etc.) sin interrumpir la conexión a tierra del resto de la instalación.
- La simple conexión de los marcos de los módulos a una estructura anclada en el suelo no se considera como una puesta a tierra eficaz. Error muy habitual.
- El conductor de protección a tierra de los módulos solares es recomendable que se conecte también a un punto de la estructura.
- Los conductores de protección deben conectarse al punto de puesta a tierra de la instalación, que a su vez se conectará al electrodo principal de tierra (generalmente de tipo pica o jabalina) a través del conductor de enlace.
- Las secciones de los conductores de protección y de enlace, y las características de los electrodos de tierra (dimensiones, conexiones, etc.), cumplirán lo prescrito en los correspondientes reglamentos electrotécnicos de baja tensión RBT.
- El conductor de puesta a tierra del sistema fotovoltaico debe ser desnudo, o ir protegido bajo tubo.
Debemos tener en consideración la importancia de una buena puesta tierra en una instalación fotovoltaica con placas solares, pues en un sistema con las masas metálicas aisladas de tierra, un defecto como el contacto de un conductor activo con el marco de un módulo solar, pasa casi desapercibido. Sin embargo, se ha comprobado que un defecto de este tipo conlleva la aparición de otro similar en un breve período de tiempo. Estos dos defectos pueden suponer el cortocircuito de varios paneles en serie (a través del conductor de protección, por ejemplo) y una reducción drástica en la tensión de toda la fila.
Por esta razón, en algunos países
como Estados Unidos es obligatorio detectar esta situación de cortocircuito cuando la instalación fotovoltaica está situada sobre tejado, siendo el esquema de protección más empleado la puesta a tierra de las partes metálicas del campo, la puesta a tierra del negativo y la utilización de un detector de corrientes de defecto.
Puesta a tierra. Tierra del sistema
Cuando se decida poner a tierra un conductor activo de corriente continua (para utilizar dispositivos de corte y protección unipolares, para el buen funcionamiento del inversor, para la detección de defectos, etc.), también hay ciertos aspectos importantes que el instaladir debe tener en cuenta:
- El sistema debe ponerse a tierra en un único punto, llamado tierra del sistema. De no ser así, existe la posibilidad de que circule corriente por los conductores de protección, lo que provocaría que el funcionamiento de los reguladores de carga y de los inversores se volviese poco fiable. Además, estas corrientes podrían interferir en el funcionamiento de los dispositivos detectores de defectos y de protección contra sobreintensidades.
Una solución práctica y sencilla consiste en unir eléctricamente los bornes de los conductores activos (o centrales) puestos a tierra, con bornes de conductores de protección (unido al electrodo de tierra a través del conductor principal de tierra). En resumen: unir todas las tierras.
En ocasiones podemos estar realizando una puesta tierra sin saberlo, algunos casos que podemos encontrarnos son:
- Conexión de un conductor activo del campo fotovoltaico al electrodo situado cerca de éste y conexión del mismo conductor activo al electrodo principal.
- Algunas cajas de conexiones metálicas tienen en su interior una regleta para el cableado de todos los conductores negativos. Esta regleta puede que esté unida eléctricamente a la caja, de modo que, al poner la caja a tierra (como medida de protección), también se pone a tierra el negativo.
- Algunos inversores solares y otros aparatos tienen el conductor negativo conectado al chasis, de modo que su puesta a tierra de protección conlleva la puesta a tierra del negativo.
- Algunos reguladores de carga tienen los dispositivos de control (transistores o relés) en la línea negativa. La puesta a tierra del negativo en sistemas que utilizan este tipo de reguladores provoca el mal funcionamiento de los mismos, además de que la línea de tierra se verá interrumpida eventualmente durante las operaciones de regulación.
Por último recordar, que debe tenerse en cuenta que en instalaciones fotovoltaicas conectadas a red, la puesta a tierra del sistema fotovoltaico debe ser independiente de la puesta a tierra del neutro.
Artículo elaborado por el departamento técnico de SunFields Europe
