MPV SOLAR REFERNCE
  • Christian Correa

Cálculo de cable AC / DC & Intensidad de corriente admisible

¿Conoces qué intensidad (A) soporta un cable según su calibre ?

En este blog iremos escribiendo una especie de "guía del instalador de energías renovables" más precisamente de fotovoltaica. Donde podremos comprender cómo funciona la energía solar, cómo instalar paneles solares, cómo orientar placas solares, mantenimiento de las placas solares (perdón, es que se me pega, los paneles fotovoltaicos), cómo conectar un inversor a la red eléctrica, una especie de manual de energía fotovoltaica.

Para comenzar veremos la conexión de placas solares, y lo primero que tenemos que saber es que "¡no se dice placa solar tío!" se llaman módulos fotovoltaicos o paneles solares fotovoltaicos "paneles" para los amigos.


Luego debemos tener en cuenta que pocos cursos de energía solar gratis te dicen como dimensionar los cables.


Lo primero que tenemos que saber es la definición, entonces decimos que: "el amperaje es la intensidad de una corriente eléctrica que se expresa en amperios." básicamente es la corriente eléctrica que circula por los conductores o cables.


Si seguimos buscando definiciones podemos decir que "la cantidad de corriente que transporta un cable es el amperaje." Mientras que, el voltaje es la presión que hace desplazar esta corriente a través del cable.

Ahora que tenemos claro los conceptos de "intensidad y Voltaje" veremos los principales factores a tener en cuenta para calcular la sección de cable necesaria.


Sección, este concepto hace referencia al diámetro que debe tener el cable, normalmente de cobre, independientemente de la capa de revestimiento aislante.


Este grosor será el que determine la cantidad de corriente -medida en amperios- que el cable será capaz de soportar sin provocar un sobrecalentamiento. Por ello, es de vital importancia de cara a la seguridad de las instalaciones realizar este cálculo de manera correcta.

Seguidamente veremos:

#1 Requisitos eléctricos.

#2 Cálculo de sección de cable.

#3 Tabla de secciones de cables de cobre comerciales.

#4 Tablas de conductores eléctricos en mm2.

#5 Tabla de equivalencias.

#1 Requisitos de los cables eléctricos

Los cables que se utilicen en instalaciones eléctricas deben reunir dos condiciones para su correcto funcionamiento y eficiencia:

  • Intensidad máxima admisible: es la cantidad máxima de amperios que puede soportar un cable.

Al pasar corriente por un cable se produce el efecto Joule*,y si bien el revestimiento del cable es aislante, hay una cantidad de corriente máxima que es capaz de soportar sin que se sobrecaliente en exceso.


*(El efecto Joule se refiere a que en el cable se genera calor, y el nombre se lo debemos a James Prescott Joule un físico inglés, conocido por sus investigaciones en termodinámica. Descubrió su relación con el trabajo mecánico, lo cuál le condujo a la teoría de la energía.)

  • Caída de tensión máxima: La caída de tensión es la diferencia presente entre los extremos de un conductor, en nuestro caso de un cable eléctrico.

Al aplicar un determinado voltaje en un extremo del cable, debido a las condiciones físicas del mismo, siempre se producirá una caída del voltaje qué llegará al otro extremo. Por norma general se establecen las siguientes recomendaciones en cuanto a los porcentajes por caída de tensión:

  • Caída de voltaje máxima para el alimentador más circuito ramal: ≤5%.

  • Caída de voltaje máxima para el circuito alimentador: ≤3%

#2 Cálculo de la sección del cable

Ahora si vamos con lo que os gusta a todos ¡el cálculo de la sección de cable!

Este se realiza en función de la caída de tensión en corriente alterna. La fórmula para realizar es la siguiente:





¡Chino básico!😱


No te preocupes, te voy a dar las definiciones de cada letrita, excepto del cosφ que es largo de explicar pero generalmente en inversores es igual a 1 (uno).


Seguimos...

… La fórmula general para el cálculo de sección de cable para corriente continua es:

S =2*L*I / ϒ* (VA - VB)


En esta ultima formula te muestro que "ϒ" lo vas a encontrar en la siguiente tablita.


Ahora sí, te detallo cada letra que significa:

S: Sección del cable en mm2.

I: Intensidad.

P: Potencia del consumo en vatios.

L: Longitud en metros.

e: Caída de tensión en voltios.

U: Voltaje en voltios.

(VA – VB ): Caída de tensión máxima admisible.

ϒ: Conductividad m/(Ω∙mm²) (ver tabla).

Resistividad o resistencia específica cuyo valor a 20º C, para hilo estirado en frío, con una resistencia de más de 30 kg / mm2 y con un diámetro mayor o igual a 1 mm es 1/56 W mm2 m-1 = 0.001786 W mm2 m-1. (La resistividad es la inversa de la conductividad.)


Ahora lo ves más claro verdad... bueno entonces hagamos una prueba.


Digamos que tenemos 10 metros de distancia entre los módulos solares y la caja de conexiones de continua, por tanto, y cumpliendo el pliego de condiciones técnicas del IDAE para sistemas aislados que nos indica que desde el campo de paneles hasta el regulador puedo tener una caída máxima de hasta 3%.





Pero nosotros utilizaremos menos porcentaje, que es lo que también recomienda IDAE en pliegos




Suponemos una caída de tensión de 1 %, es decir, 1 % de la tensión de trabajo 48 V (tensión del sistema de baterías) y la intensidad que circulará como máximo en cada una de las “strings” (cadena de paneles conectados en serie) será la de un panel (Isc), que para nuestro caso es 4,8 A.

Entonces:

S = (2 * 10 * 4,8) / 56 * 0,48 = 3,57 mm²

Tendríamos que elegir entonces la sección inmediatamente superior a la calculada que coincida con alguna de las secciones estándar que se comercializan, por lo que consultamos la tabla de secciones de cables de cobre comerciales y vemos que tenemos el cable de 4mm, pero es más sencillo conseguir el cable de 6mm, entonces usaremos cable de 6mm.


¿Fácil verdad?




Para terminar, te dejo algunas tablas que te van a facilitar la tarea


#3 Tabla de secciones de cables de cobre comerciales.










#4 Tablas de conductores eléctricos en mm2.


Comenzamos con la tablea para cables Unipolares
















Tabla para cables subterráneos o multipolares



























#5 Tabla de equivalencias.

Y llegamos a la ultima tabla que te va ser de mucha utilidad si trabajas con diferentes proveedores

















Y así tenemos ya una parte del trabajo de instalador de placas solares, como decía, de paneles fotovoltaicos jeje.


En la próxima semana tendrás mas información para ir adquiriendo conocimientos básicos de las instalaciones fotovoltaicas.


Si este contenido le puede servir a alguien que conoces, te pido que lo compartas, estarás ayudando a fomentar el conocimiento.