¿Por qué y dónde necesitamos un fusible o disyuntor?
Al conectar su sistema Renogy, la mejor manera de agregar protección es utilizando fusibles o disyuntores. Los fusibles y disyuntores se utilizan para evitar que el cableado se caliente demasiado y proteger todos los dispositivos conectados en el sistema de incendiarse o dañarse si ocurre un cortocircuito. Su propósito es proteger contra sobrevoltaje del sistema o daños por un cortocircuito. No son necesarios para que el sistema funcione correctamente, pero siempre recomendamos usar fusibles o disyuntores por razones de seguridad.
Hay tres ubicaciones diferentes donde recomendamos instalar fusibles o disyuntores:
- Entre los paneles solares y un controlador de carga
- Entre un controlador de carga y una batería
- Entre una batería y un inversor o cargador inversor
Tamaño de fusibles y disyuntores
El tamaño del fusible o disyuntor varía según el escenario de aplicación, la capacidad del sistema y más.
- Escenario de aplicación: El tipo de equipo o sistema que se protege determina el tamaño del fusible o disyuntor.
- Capacidad del sistema: La capacidad eléctrica general del sistema juega un papel importante. Los sistemas de mayor capacidad requieren fusibles o disyuntores más grandes para manejar de forma segura corrientes mayores.
- Análisis de corriente de falla: Evaluar las posibles corrientes de falla ayuda a determinar el tamaño adecuado de los fusibles o disyuntores. Este análisis asegura que puedan interrumpir rápidamente corrientes excesivas para evitar daños o peligros.
- Cumplimiento del Código Eléctrico Nacional (NEC): Cumplir con los códigos y estándares eléctricos, como los descritos en el NEC, garantiza la seguridad y el cumplimiento normativo. Estos códigos proporcionan pautas para el dimensionamiento de fusibles y disyuntores basadas en escenarios y aplicaciones específicas.
- Clasificación de voltaje: Los fusibles y disyuntores tienen clasificaciones de voltaje que deben coincidir con el voltaje del sistema. Usar una clasificación de voltaje incorrecta puede llevar a una protección ineficiente o incluso a daños en el equipo.
- Condiciones ambientales: Factores ambientales como la temperatura y la humedad pueden afectar el rendimiento de los fusibles y disyuntores. Las consideraciones de dimensionamiento pueden incluir factores de reducción para tener en cuenta estas condiciones.
- Expansión futura: Diseñar para una futura expansión es inteligente. Elegir fusibles o disyuntores con cierto margen permite agregar cargas adicionales sin necesidad de actualizaciones inmediatas.
- Recomendaciones del fabricante: Consultar las especificaciones y recomendaciones del fabricante es esencial. A menudo proporcionan información detallada sobre los criterios de dimensionamiento basados en las capacidades de sus productos y las aplicaciones previstas.
Fusible entre paneles solares y un controlador de carga
Un fusible entre los paneles solares y un controlador de carga debe dimensionarse en función de la corriente máxima que fluye a través del fusible. Según el Código Eléctrico Nacional (NEC), las corrientes máximas para los paneles solares deben ser 1.25 veces las corrientes de cortocircuito de los paneles solares. Para fusibles, disyuntores y otros dispositivos de protección y aislamiento, el NEC exige un margen de seguridad adicional de 1.25 (125%), lo que resulta en un sobredimensionamiento general efectivo del 156% (1.25 x 1.25) de las corrientes de cortocircuito relevantes.
El tamaño de un fusible o un disyuntor entre los paneles solares y un controlador de carga depende de dos factores:
- Cuántos paneles solares tiene
- Cómo están conectados los paneles solares (serie, paralelo o serie-paralelo)
Estos dos factores deciden la corriente máxima que fluye a través del fusible o disyuntor.
Conexión en serie
Si los paneles están conectados en serie, el voltaje de cada panel se suma, pero el amperaje se mantiene igual. Al seleccionar fusibles o disyuntores, debe verificar el valor de la corriente de cortocircuito nominal (Isc) del panel que está utilizando. El Isc es la corriente máxima que el panel solar puede producir bajo cualquier circunstancia, y determina el tamaño de un fusible o disyuntor para un panel solar como se describe en la fórmula siguiente:
| Paneles solares en serie | |
|---|---|
| Voltaje del sistema* | V = V1 + V2 + ... + Vn |
| Corriente de cortocircuito (Isc)* | Isc = I1 = I2 = ... = In |
| Corriente nominal de un fusible o un disyuntor | Isc del panel solar x 1.56 |
*En la fórmula, V e I representan el voltaje del sistema y la corriente de cortocircuito del panel solar respectivamente, y 1, 2 o n representa el número del panel solar respectivamente. Para obtener detalles sobre los paneles solares en serie, paralelo y serie-paralelo, consulte paneles solares en serie vs paralelo.
Si tiene dos paneles de 100W conectados en serie, cada uno produciendo 20 voltios y la corriente de cortocircuito nominal (Isc) es de 5 amperios, la salida total sería de 40 voltios con una corriente de cortocircuito de 5 amperios.
Debemos multiplicar Isc por un factor de seguridad del 56% para obtener la clasificación del fusible de 7.8A (5A x 1.5)
- Voltios totales = V1 + V2 = 20V + 20V = 40V
- Clasificación del fusible = Isc en serie x Factor de seguridad (1.56) = 5A x 1.56 = 7.8A
Cableado de paneles solares en paralelo
Si los paneles están conectados en paralelo, el amperaje de cada panel se suma, pero el voltaje se mantiene igual. Al seleccionar fusibles o disyuntores, debe verificar el valor de la corriente de cortocircuito nominal (Isc) del panel que está utilizando. La Isc es la corriente máxima que el panel solar puede producir bajo cualquier circunstancia, y determina el tamaño de un fusible o disyuntor para un panel solar como se describe en la fórmula siguiente:
| Paneles solares en paralelo | |
|---|---|
| Voltaje del sistema | V = V1 = V2 = ... = Vn |
| Corriente de cortocircuito (Isc)* | Isc = I1 + I2 + ... + In |
| Corriente nominal de un fusible o un disyuntor | Isc del panel solar x 1.56 |
*En la fórmula, V e I representan el voltaje del sistema y la corriente de cortocircuito del panel solar respectivamente, y 1, 2 o n representa el número del panel solar respectivamente.
Si tiene dos paneles de 100W conectados en paralelo, cada uno produciendo 20 voltios y la corriente de cortocircuito nominal (Isc) es de 5 amperios, la salida total sería de 20 voltios con una corriente de cortocircuito de 10 amperios.
Debemos multiplicar Isc por un factor de seguridad del 56% para obtener la clasificación del fusible de 15.6A (10 x 1.56).
- Voltios totales: V1 = V2 = 20V
- Clasificación del fusible = Isc en paralelo x Factor de seguridad (1.56) = (5A + 5A) x 1.56 = 15.6A
Conexión serie-paralelo
Si los paneles están conectados en serie-paralelo, se suman tanto el amperaje como el voltaje de cada panel. Al seleccionar fusibles o disyuntores, debe verificar el valor de la corriente de cortocircuito nominal (Isc) del panel que está utilizando. La Isc es la corriente máxima que el panel solar puede producir bajo cualquier circunstancia, y determina el tamaño de un fusible o disyuntor para un panel solar como se describe en la fórmula siguiente:
| Paneles solares en serie-paralelo | |
|---|---|
| Voltaje del sistema* | V = V1 + V2 + ... + Vn |
| Corriente de cortocircuito (Isc)* | Isc = I1 + I2 + ... + In |
| Corriente nominal de un fusible o un disyuntor | Isc del panel solar x 1.56 |
*En la fórmula, V e I representan el voltaje del sistema y la corriente de cortocircuito del panel solar respectivamente, y 1, 2 o n representa el número del panel solar respectivamente.
Si tiene cuatro paneles de 100W conectados en serie-paralelo (cada dos en serie y luego en paralelo), cada uno produciendo 20 voltios y la corriente de cortocircuito nominal (Isc) es de 5 amperios, la salida total sería de 40 voltios con una corriente de cortocircuito de 10 amperios.
Debemos multiplicar Isc por un factor de seguridad del 56% para obtener la clasificación del fusible de 15.6A (10 x 1.56).
- Voltios totales: V1 + V2 = 20V + 20V = 40V**
- Clasificación del fusible = Isc en serie-paralelo x Factor de seguridad (1.56) = (5A + 5A) x 1.25 = 15.6A
**V1 y V2 representan el Grupo de paneles solares 1 y el Grupo de paneles solares 2 respectivamente.
Fusible de panel solar recomendado por Renogy
| Modelo de fusible | Apariencia | Características |
|---|---|---|
|
Portafusibles en línea impermeable con conector solar y fusible |
 |
|
Fusible entre un controlador de carga y una batería
Para determinar el tamaño del fusible entre un controlador de carga y una batería, simplemente haga coincidir la clasificación de amperios (o corriente de carga nominal) en el controlador de carga. Para garantizar su seguridad, recomendamos un margen de seguridad del 25%, lo que resulta en 1.25 veces la corriente de carga nominal del controlador de carga.
Corriente nominal de un fusible o un disyuntor = Corriente de carga nominal del controlador de carga x 1.25
Por ejemplo, si tiene un controlador de carga de 40A, recomendamos usar un fusible de 50A entre el controlador y la batería. Esto ayudará a proteger su sistema si decide conectar la potencia máxima al controlador. Además, es prudente usar un cableado apropiado que también pueda soportar los amperios continuos máximos para esta clasificación para mayor seguridad.
Fusible entre una batería y un inversor o un cargador inversor
El último fusible estaría entre su inversor y la batería. El tamaño adecuado del cableado y del fusible es fundamental para la aplicación del inversor, dada su naturaleza de alto consumo de amperaje. Una recomendación sobre el tamaño del fusible suele indicarse en el manual y la mayoría de los inversores ya tienen fusibles/disyuntores incorporados. Sin embargo, siempre es una buena práctica añadir más protección contra sobrecorriente. La regla general que usamos aquí sería la clasificación del inversor dividida por el voltaje de la batería. Este valor se multiplica luego por un factor de seguridad.
Clasificación del fusible = Watts del inversor / Voltaje nominal de la batería / Eficiencia máxima de conversión del inversor x 1.25
Consideremos el inversor de onda sinusoidal pura Renogy de 1000W con una eficiencia máxima del 90% que está conectado a una batería de 12V. Debe dividir los Watts del inversor por el Voltaje de la batería Y TAMBIÉN la clasificación de eficiencia del inversor.
Fusible recomendado = 1000W / 12V / 0.90 x 1.25 = 115 Amperios o cercano
Renogy ofrece los siguientes fusibles y disyuntores que son aplicables entre un controlador de carga o un inversor y una batería.
| Modelo de fusible | Apariencia | Características |
|---|---|---|
 |
|
|
 |
|
Dimensionar los cables de los fusibles
Podemos considerar el voltaje nominal de la batería (12V) como la corriente continua mínima, ya que el valor puede aumentar al aplicar un voltaje de batería bajo y un factor de seguridad. Por lo tanto, al seleccionar el calibre del cable para conectar al inversor, también es importante considerar la corriente continua. La siguiente tabla muestra la ampacidad de los cables en un conducto según la tabla NEC.
Considerando el NEC para las 3 situaciones:
1. Entre paneles solares y un controlador de carga: Si tiene 2 paneles en paralelo y espera de 10A a 12A de los paneles solares a un controlador, un cable de cobre de 14 AWG con aislamiento de 90°C está clasificado para 25A y funcionaría en esta aplicación, ya que querría sobredimensionar para protección.
2. Entre un controlador de carga y una batería: Si está conectando y esperando 40A de un controlador a una batería, un cable de cobre de 8 AWG con aislamiento de 90°C está clasificado para 55A y funcionaría en esta aplicación, ya que querría sobredimensionar para protección.
3. Entre una batería y un inversor: Si está conectando y esperando alrededor de 92A de una batería a un inversor, un cable de cobre de 4 AWG con aislamiento de 90°C está clasificado para 95A y funcionaría en esta aplicación, ya que querría sobredimensionar para protección.
Esta es una breve introducción y resumen para la selección del calibre del cable del fusible para su sistema. Hay otros factores como la longitud del cable, la caída de voltaje y los tipos de fusible/disyuntor que podrían considerarse según la aplicación. Para obtener detalles sobre cómo dimensionar un cable en un sistema de energía, consulte Dimensionamiento de cables para sistemas fotovoltaicos.
