Muntatge d’instal·lacions solars fotovoltaiques

Durant aquesta revisió l’instal·lador pot conèixer les característiques de l’habitatge, edifici o localització on s’ha de realitzar la instal·lació i verificar qualsevol incidència que no sigui reflectida en el projecte o la memòria tècnica i realitzar o proposar els canvis adients.

Durant el replanteig d’una instal·lació, utilitzant la informació tècnica i administrativa derivada del projecte o memòria tècnica, el tècnic verificarà i planificarà:

• El tipus de mòdul fotovoltaic a instal·lar i les seves característiques funcionals.
• L’emplaçament dels mòduls fotovoltaics, a partir dels plànols i de les especificacions tècniques corresponents.
• Les ubicacions i les característiques dels ancoratges, suports i connexions dels diferents components i elements constructius.
• El marcatge de la ubicació dels mòduls fotovoltaics sobre el terreny, tenint en compte les característiques del lloc d’instal·lació.
• El marcatge de la ubicació dels diferents equips de la instal·lació, així com del traçat de les canalitzacions.
• El tipus d’emmagatzemament previst.
• Les característiques funcionals i especificacions dels diferents elements de protecció.
• La senyalització de l’àrea de treball afectada segons les exigències de seguretat i els requisits reglamentaris.

Les principals eines que disposa l’instal·lador per realitzar el replanteig d’una instal·lació són els esquemes i plànols del projecte o memòria tècnica i el plec de condicions que recull les característiques que han de complir els materials que cal instal·lar.

Els principals plànols i esquemes que podem utilitzar són els següents:

• Esquema elèctric multifilar i unifilar.
• Distribució en planta del camp fotovoltaic.
• Esquema de connexions dels mòduls.
• Distribució de components de la sala d’equips.
• Estructura suport.

La figura mostra l’esquema elèctric multifilar d’una instal·lació solar aïllada. A partir d’aquest esquema l’instal·lador pot identificar els elements, com es realitzen les connexions entre ells i el nombre de conductors que formen part del circuit.

En la figura podeu veure l’esquema elèctric unifilar d’una instal·lació solar connectada a la xarxa, que simplifica l’esquema multifilar, però alhora proporciona tota la informació dels elements que cal instal·lar: característiques de les proteccions, nombre i tipus de panells utilitzats, característiques de l’inversor, etc.

La figura representa la distribució en planta dels mòduls sobre la coberta inclinada d’un habitatge, que permet identificar l’emplaçament dels mòduls fotovoltaics, així com la ubicació dels diferents elements d’ancoratge.

La figura mostra l’esquema de connexions dels mòduls, en el que podem identificar la manera com estan connectats entre si.

La figura representa la distribució dels components instal·lats en la sala d’equips, que ens facilita el marcatge de la ubicació dels diferents equips de la instal·lació, així com del traçat de les canalitzacions.

La figura mostra el detall de l’estructura de suport, en el qual podrem identificar les característiques dels punts d’ancoratge.

Per efectuar les operacions de mecanització i connexió, es necessitaran una sèrie d’eines, i per la realització de mesures, els instruments bàsics que tot tècnic ha de posseir i saber utilitzar.

Les eines mínimes necessàries per a la realització de les tasques d’instal·lació, manteniment i reparació d’aquest tipus d’instal·lacions són les següents:

• Multímetre.
• Inclinòmetre.
• Brúixola.
• Solarímetre (mesurador de radiació solar) o cèl·lula solar calibrada.
• Termòmetre.
• Joc de tornavisos.
• Jocs de claus Allen i fixes.
• Soldador.
• Escala telescòpica.

Una vegada finalitzat el replanteig de la instal·lació s’identificaran els components que intervindran i se seleccionaran els adequats en funció de les característiques i necessitats requerides.

Les principals tasques que el tècnic realitzarà durant el muntatge són les següents:

• Interpretar els esquemes de la instal·lació.
• Seleccionar les eines, components, equips i mitjans de seguretat per al muntatge.
• Instal·lar el generador fotovoltaic.
• Situar els acumuladors en la ubicació adequada.
• Col·locar el regulador i el convertidor segons les instruccions del fabricant.
• Interconnectar els equips i els panells.
• Realitzar les connexions de la instal·lació de posada a terra.
• Realitzar les proves de funcionalitat, els ajustos necessaris i la posada en servei.
• Respectar els criteris de qualitat establerts.

La posada en marxa de la instal·lació requereix una atenció especial per part del tècnic, que prèviament ha de tenir clars els següents aspectes relacionats amb el funcionament del sistema instal·lat:

• La tensió de sortida del circuit d’alimentació.
• El marge de tensions previst en el circuit de tensió continua.
• La interpretació correcta del funcionament de la instal·lació.
• Les actuacions correctes sobre els dispositius d’accionament per un bon funcionament.

El procediment que s’ha de seguir previ a la posada en marxa de la instal·lació és el següent:

• Comprovació de la connexió física de tots els components.
• Comprovació de la connexió dels cables d’alimentació i dels circuits de sortida sense presència de tensió elèctrica.
• Connexió de les càrregues als borns de connexió de sortida de la instal·lació sense presència de tensió elèctrica.

Una vegada fetes aquestes operacions, es passarà a la connexió de la instal·lació per confirmar-ne el funcionament inicial amb tensió:

• Comprovació de la tensió de sortida dels panells sense càrrega.
• Connexió de les càrregues als panells i la comprovació de la potència instal·lada.
• Realització de les proves d’arrencada i aturada en diferents instants de funcionament.
• Comprovació dels elements de protecció, seguretat i alarma, així com la seva actuació.

Una vegada s’ha verificat i posat en marxa la instal·lació, es realitzarà la recepció provisional de la instal·lació per part del client i se li lliurarà tota la documentació tècnica requerida.

Abans d’efectuar el lliurament definitiu de la instal·lació, caldrà realitzar les tasques següents:

• Comprovació que tots els sistemes i elements que formen part de la instal·lació han funcionat correctament durant un mínim de 240 hores seguides.
• Retirada de l’obra de tot el material sobrant.
• Neteja de les zones ocupades, amb transport de totes les deixalles a l’abocador.

L’instal·lador quedarà obligat a la reparació dels errors de funcionament que es puguin produir si s’aprecia que el seu origen procedeix de defectes ocults de disseny, construcció, materials o muntatge, comprometent-se a arreglar-los sense cap càrrec.

En aquesta fase del projecte el tècnic estarà en disposició de començar el procés d’instal·lació i de connexió dels components de la instal·lació:

• Els panells fotovoltaics.
• L’estructura de suport.
• Els acumuladors o bateries.
• El regulador de càrrega.
• L’inversor.

Els primers components de la instal·lació que s’instal·laran, com a norma general, seran els mòduls fotovoltaics i els seus suports.

Tot el procés de muntatge dels panells solars es realitzarà a partir de la documentació tècnica associada (projecte, memòria tècnica, manuals dels fabricants…) i seguint en tot moment les normes de prevenció de riscos laborals i de protecció del medi ambient aplicables.

Com qualsevol generador elèctric, els panells fotovoltaics hauran de disposar d’una etiqueta identificativa de la marca, model i número de sèrie. També hauran de figurar les característiques elèctriques del panell (P_PMP, V_PMP, I_PMP, I_SC, V_OC…).

Per assegurar la vida útil dels panells muntats a la intempèrie durant un mínim de quinze anys, els marcs laterals han de ser d’alumini o acer inoxidable, la caixa de connexions ha de tenir un grau de protecció IP65 i ha de portar díodes de pas per evitar les possibles avaries de les cèl·lules i els seus circuits per ombrejos parcials.

Amb l’objectiu de garantir la durabilitat de la instal·lació, els panells fotovoltaics no han de presentar defectes de fabricació com ruptures o taques en cap dels seus elements, ni manca d’alineació de les cèl·lules, ni bombolles en l’encapsulament. Les cèl·lules del panell han de mostrar una clara uniformitat pel que fa a la forma, mides o color.

En general, per facilitar el manteniment i les reparacions en el camp fotovoltaic, aquest disposarà dels elements necessaris per a la desconnexió, de manera independent, en els dos terminals de cada ramal o línia de panells (figura).

Cal seguir les recomanacions següents durant el muntatge i la manipulació dels mòduls fotovoltaics:

• Transportar els mòduls utilitzant les dues mans, evitant que es dobleguin a causa del seu propi pes.
• No tocar les connexions elèctriques quan el mòdul està sotmès a radiació solar. Es recomana cobrir els mòduls amb una funda opaca durant la instal·lació.
• No aplicar càrregues ni esforços sobre el mòdul fotovoltaic i evitar trepitjar-los.
• No aplicar pintura ni materials adhesius sobre la seva superfície.
• Facilitar la circulació d’aire entre els mòduls i l’estructura de suport.
• Evitar cops.
• No instal·lar els mòduls en ambients salins que afavoreixen la corrosió galvànica entre els mòduls i l’estructura de suport. En cas necessari cal instal·lar aïlladors.
• No connectar i desconnectar els cables en càrrega.
• No manipular ni desmuntar els mòduls fotovoltaics.
• Mantenir els contactes elèctrics nets i secs.
• Si cal emmagatzemar-los de forma temporal, fer-ho en un lloc sec i ventilat.

La seqüència de muntatge requerida per a la instal·lació dels mòduls fotovoltaics és la següent:

• Realitzar les mesures per assegurar l’orientació i, si és el cas, la inclinació dels mòduls.
• Seleccionar les eines, equips i mitjans de seguretat per al muntatge.
• Col·locar els suports i ancoratges.
• Fitxar els panells sobre els suports.
• Interconnectar els panells.
• Dur a terme les proves de funcionalitat i els ajustos necessaris.

La instal·lació dels mòduls fotovoltaics requereix, per una banda, el seu ancoratge a les estructures de suport i per altra la seva connexió elèctrica per tal d’establir la configuració del camp fotovoltaic especificat en el projecte o memòria tècnica.

Els criteris generals d’instal·lació dels cables dels mòduls fotovoltaics són els següents:

• Els cables s’han d’assegurar al sistema de suport utilitzant fixacions resistents a la radiació ultraviolada.
• Tot cable ha de quedar subjecte per evitar moviments que puguin ocasionar el seu deteriorament.
• Els cables solts i no assegurats han d’estar protegits davant de danys mecànics.
• S’ha d’evitar sempre que sigui possible l’exposició dels cables a la llum solar directa i a tensions mecàniques permanents.

Exemple de subjecció del cable al marc del mòdul

Alguns fabricants, com podeu veure a la figura, disposen d’una brida per a la instal·lació i el guiatge dels cables de connexió, que facilita la seva subjecció al llarg del marc d’alumini del mòdul.

Per instal·lar la brida primer cal fixar-la en un dels laterals del marc i després pressionar-la fins que s’insereix l’altre extrem.

Les caixes de connexió estan situades en la part posterior del mòdul, les quals incorporen dos borns de connexió senyalitzats (+, -). En l’interior també s’incorporen els díodes de pas que eviten els punts calents de les cèl·lules degudes a les ombres.

Les caixes de connexió estan fabricades a partir de plàstics resistents a les temperatures elevades i estan preparades per instal·lar-se a la intempèrie i, per tant, són estanques. El seu grau de protecció típic és IP65. Durant el muntatge s’ha de respectar l’estanquitat dels passafils o premsaestopes en fer passar els cables a través d’ells, ja que una mala instal·lació pot disminuir el seu grau de protecció.

Molts mòduls fotovoltaics incorporen els cables de connexió amb els connectors fotovoltaics. En altres caldrà obrir la caixa de connexions per instal·lar els cables, ja que no se subministren.

Per obrir aquestes caixes podem trobar dues situacions:

• Si es fixen a pressió, la tapa disposa d’una brida que la subjecta a la base de la caixa de connexions mentre se’n manipula l’interior. S’obren introduint un tornavís pla a la pestanya corresponent, fent una lleugera pressió. Per tancar la tapa només cal pressionar-la.
• Si es fixen mitjançant cargols, cal obrir-les amb ajuda d’un tornavís.

Les caixes de connexió no han de patir cap pressió a l’hora d’instal·lar el mòdul en l’estructura de suport, per tant, cap element de l’estructura ha de tocar-la.

Com podeu veure a la figura, és important no instal·lar els mòduls amb la caixa de connexions a la part inferior, per evitar l’acumulació d’aigua.

La connexió dels mòduls fotovoltaics entre si es realitza amb ajuda de connectors fotovoltaics específics, com ara els de tipus MC4. Com a norma general, el cable positiu (+) d’un mòdul finalitza en un connector MC4 femella i el negatiu (-) en un de mascle.

La connexió dels panells, tal com mostra la figura, depèn del tipus de mòdul utilitzat. Si s’utilitzen mòduls de mitges cèl·lules, es recomana encreuar-los per tal de reduir la longitud dels cables i facilitar-ne la connexió.

La connexió en sèrie es realitza, com podeu veure en la figura, utilitzant un connector femella en un extrem (+) i un de mascle en l’altre (-).

La connexió en paral·lel es realitza amb ajuda de connectors fotovoltaics dobles, els quals permeten connectar múltiples panells solars al mateix punt d’instal·lació.

A la figura podeu veure un exemple on s’utilitzen connectors dobles per realitzar una associació mixta de panells.

Per al muntatge del cable en el seu connector es requereixen algunes eines específiques:

• Pelacables.
• Eina de premsat MC4 (grimpadora).

En el procés de connexió d’un connector fotovoltaic al seu cable, com podeu veure a la figura, s’han de seguir els passos següents:

• S’ha de pelar aproximadament 15 mm de coberta del cable.
• Se separa la rosca que assegura l’extrem del cable del cos del connector. Aquesta peça s’insereix en el cable.
• Amb una eina de grimpar s’assegura, mitjançant pressió, el cable en el terminal metàl·lic que incorpora.
• S’introdueix el terminal metàl·lic a l’interior del cos de plàstic, fins que encaixi correctament.
• S’enrosca l’extrem sobre el cos de plàstic perquè quedi ben assegurat.

En totes les conduccions elèctriques del generador fotovoltaic cal utilitzar cable unipolar específic per a instal·lacions solars fotovoltaiques, la connexió del qual es realitza directament a la caixa de connexions dels mòduls i als connectors MC (Multi-Contact) específics d’aquest tipus d’instal·lació o equivalents.

Els cables de CC s’han de seleccionar de manera que es minimitzi el risc de defectes a terra i curtcircuits. Això s’aconsegueix utilitzant cables unipolars amb coberta no-metàl·lica o conductors aïllats (unipolars) instal·lats individualment en tubs o canals aïllants.

Tots els cables seran de la classe de reacció al foc mínima E_CA. Aquesta classificació presenta una protecció bàsica en enfront del foc, però no modifica les característiques de la seva propagació (cable no propagador de la flama).

L’estesa dels cables del costat de CC presenten certes particularitats que cal tenir en compte:

• Sistema d’instal·lació. El sistema de conducció de cables utilitzat (safata, tub, brides per a fixació directa a estructura…) ha de ser adequat per a intempèrie en els trams en què l’estesa és exterior, seguint en tot moment les indicacions de les ITC-BT-20 i ITC-BT-21 del REBT.
• Agrupació de conductors. Els conductors del costat de CC s’han d’estendre separats positius i negatius.
• Recorregut del cable. El recorregut dels cables ha de ser planificat per optimitzar la seva longitud, facilitar l’estesa i minimitzar la superfície de tots els bucles de cable.

• Tensió mecànica. La tensió màxima que pot suportar el cable durant la seva estesa (esforç mecànic dinàmic) és de 50 N/mm². Aquest valor es redueix a 15 N/mm² una vegada instal·lat (esforç mecànic estàtic), és a dir, quan la instal·lació està acabada. Mai se superaran els 1.000 N, per a tensions superiors s’haurà d’emprar correctament un fiador.

• Radi de curvatura. El radi intern de curvatura del cable no ha de ser inferior al valor que s’indica a la taula.

• La longitud màxima de separació de les fixacions del cable en funció del seu diàmetre exterior (D) està reflectida en la taula.

Quan els cables s’instal·lin a l’interior de tubs ha de ser possible la fàcil introducció i retirada dels conductors després de col·locar-los. Per facilitar l’estesa es disposaran registres de pas en els casos següents:

• Els trams rectes no estaran separats entre si més de 15 m. En el cas de tubs soterrats la separació màxima entre registres serà de 40 m.
• El nombre de corbes en angle situades entre dos registres consecutius no serà superior a 3.

El diàmetre interior mínim del tub que cal escollir, com podeu veure a la taula, dependrà del sistema d’instal·lació utilitzat, per tal de respectar el grau d’ompliment requerit (ITC-BT 21).

Per minimitzar el risc de defectes a terra i curtcircuits s’aconsella l’agrupament dels conductors positius de cada cadena fotovoltaica per una banda i dels negatius per l’altra (figura). Aquesta mesura minimitza el risc de curtcircuits, ja que un defecte d’aïllament entre conductors del mateix potencial elimina l’efecte del xoc elèctric.

Per minimitzar les tensions induïdes degudes als llamps, la superfície de tots els bucles de cable ha de ser tan petita com sigui possible. Amb aquesta finalitat, els cables de CC i el conductor equipotencial haurien d’anar junts uns al costat dels altres.

La figura mostra la col·locació incorrecta dels conductors de les cadenes fotovoltaiques. L’àrea del bucle de terra s’ha de reduir el màxim possible. Per altra banda, els conductors de protecció no s’han d’unir només entre panells, per evitar que la desconnexió a terra d’un mòdul afecti la resta.

En la figura es mostra la reducció dels bucles de terra i la unió independentment de les masses metàl·liques dels mòduls al conductor de protecció.

L’estructura de suport de les plaques és un dels elements de la instal·lació que estarà sotmès a importants esforços mecànics i a un alt nivell d’agressió ambiental.

Per això cal que aquests factors es considerin en el disseny i en el muntatge d’una instal·lació solar fotovoltaica, per tal de reduir la fatiga mecànica i la degradació de l’estructura.

Com a norma general, durant el muntatge dels mòduls fotovoltaics sobre l’estructura d’ancoratge caldrà seguir els criteris generals d’instal·lació següents:

• Cal respectar sempre les instruccions i les mesures de seguretat especificades en els manuals dels fabricants que s’incloguin amb els mòduls i les estructures de suport.
• L’estructura de suport del mòdul ha de ser d’un material resistent a la corrosió i als raigs ultraviolats.
• A les zones on caiguin nevades copioses, cal establir l’alçada del sistema de muntatge de manera que s’impedeixi que la vora inferior del mòdul quedi coberta per la neu en cap moment.
• La part més baixa del mòdul ha d’estar a suficient alçada perquè no sigui ombrejat per plantes o arbres propers. Per a sistemes muntats sobre el terra, la distància mínima recomanada des del terra fins a la part inferior del mòdul és d’almenys 60 cm.
• Els mòduls han de quedar subjectes de manera segura a l’estructura de muntatge.
• Cal facilitar una ventilació adequada sota els mòduls. En general, es recomana una distància mínima de 10 cm entre el pla de la teulada i el marc del mòdul.

Altres consideracions que cal tenir en compte són les següents:

• En la instal·lació de mòduls sobre una coberta, cal assegurar-se que la construcció sigui apropiada. A més, per evitar filtracions, qualsevol perforació que es faci a la coberta s’ha de segellar convenientment.
• L’acumulació de brutícia sobre la superfície del mòdul pot reduir-ne el rendiment. Es recomana que els mòduls s’instal·lin amb un angle d’inclinació d’almenys 10º, per facilitar que la pluja arrossegui la pols.
• Cal tenir en compte la dilatació tèrmica dels marcs dels mòduls: es recomana deixar una distància mínima de 2 cm entre mòduls.
• L’estructura de muntatge ha de resistir la pressió del vent del lloc d’instal·lació.

L’estructura de suport és l’element de la instal·lació que permet la fixació dels mòduls que formen el camp fotovoltaic. Les funcions principals d’aquests elements són:

• Serveixen de suport de subjecció dels mòduls.
• Ajusten la inclinació i orientació dels mòduls.

Els criteris de selecció de les estructures dependran de diferents factors:

• Lloc d’instal·lació: terra, paret, teulada…
• Característiques dels mòduls: pes, mida, quantitat…
• Vent del lloc d’instal·lació.
• Característiques ambientals de l’entorn: acumulació de neu, temperatures extremes, pluges freqüents…

Hi ha tres tipus d’estructures típiques, les quals podeu veure a la figura:

• Estructures fixades a terra. En aquest cas l’estructura es fixa directament sobre el terra o la coberta de l’edifici mitjançant caragols o perns. Cal seleccionar la ubicació adequada per no produir desperfectes en l’estructura de la coberta. Un cop ancorada l’estructura, s’ha de segellar i cal impermeabilitzar cadascuna de les fixacions.
• Estructures llastrades. En edificis amb cobertes planes en lloc de fixar l’estructura de suport a terra s’utilitzen estructures llastrades amb peces de formigó prefabricat o calaixos que s’omplen de material pesant (sorra, blocs de ciment…), que fan alhora d’ancoratge i contrapès. D’aquesta manera no és necessari perforar la coberta. En una estructura llastrada la quantitat de contrapès depèn de l’angle i l’alçada del panell; per això, aquesta solució s’utilitza habitualment en instal·lacions en les quals els panells tenen una disposició horitzontal (poca alçada) i un angle baix d’inclinació.
• Estructures coplanars. Aquestes estructures s’utilitzen en cobertes inclinades o en cobertes lleugeres que no admeten grans esforços mecànics. L’estructura se subjecta a la mateixa coberta o sobre les bigues transversals.

Exemples d'estructures de suport

Com podeu veure a la figura podem trobar estructures prefabricades de formigó per al muntatge de panells solars sobre cobertes i superfícies planes.

La figura mostra el muntatge de mòduls sobre una estructura de suport metàl·lica.

En la unió del marc del panell i l’estructura de suport s’ha de tenir en compte el problema del parell galvànic, que es presenta quan dos metalls diferents es posen en contacte. Aquest fenomen, en presència d’humitat, pot provocar la corrosió galvànica dels elements d’unió.

En aquest sentit, per garantir la durabilitat de l’estructura de suport amb una certa fiabilitat, aquesta haurà de ser construïda preferentment d’alumini, acer inoxidable, acer galvanitzat amb una capa protectora mínima de 60 μm o fusta tractada.

La fixació dels panells fotovoltaics als suports només es pot fer mitjançant elements desmuntables (caragols, femelles, volanderes…). El cargolam haurà de ser d’acer inoxidable, que haurà de complir la norma MV-106. En el cas que l’estructura sigui galvanitzada, s’admetran caragols galvanitzats, exceptuant la subjecció dels mòduls a la mateixa estructura, que seran d’acer inoxidable.

Els marc dels mòduls fotovoltaics tenen en els extrems uns orificis de drenatge que eviten l’acumulació d’aigua (figura).

Cal assegurar-se que durant la instal·lació aquests orificis no quedin coberts per l’estructura de muntatge i que no puguin ser obstruïts per la brutícia acumulada.

Com a mesura de protecció elèctrica de caràcter obligatori, cal que totes les parts metàl·liques de l’estructura de suport i els panells fotovoltaics estiguin connectats a una presa de terra (figura), que s’anomena tècnicament terra de protecció, ja que la seva funció és evitar que es transmetin tensions perilloses en aquelles parts de la instal·lació que entrin en tensió, de manera accidental, per algun defecte elèctric o fenomen d’origen atmosfèric (descàrregues elèctriques).

Durant el muntatge dels mòduls fotovoltaics cal realitzar la fixació del seu marc a l’estructura de suport.

Per tal de garantir la seguretat i la vida útil de l’estructura que suporta els mòduls fotovoltaics, cal tenir en compte els criteris de muntatge i d’instal·lació següents:

• El fabricant del panell determina el nombre de punts de fixació del panell, normalment 4 i la distància entre ells per tal de garantir la resistència mecànica del panell respecte a la càrrega del vent o el pes de la neu.
• El disseny i la construcció de l’estructura i el sistema de fixació dels panells han de permetre les dilatacions tèrmiques necessàries, sense transmetre càrregues que afectin la integritat dels panells o la coberta.
• La quantia i distància dels punts de fixació de l’estructura, així com el pes del llast, en el cas de les estructures llastrades, cal que estiguin definits i certificats pel fabricant de les estructures o, si no és possible, per un facultatiu acreditat.
• Cal deixar espai buit entre el marc del mòdul i la superfície sobre la qual s’instal·la perquè l’aire pugui circular i evitar la condensació i humitat. Es recomana que la distància entre el marc del mòdul i la superfície sobre la qual està instal·lat sigui de com a mínim 10 cm.
• L’estructura i els marcs metàl·lics dels mòduls s’han de connectar a una presa de terra, que s’ha d’ajustar al REBT.

La fixació mecànica del mòdul sobre l’estructura de suport, com podeu veure a la figura, pot realitzar-se de diferents maneres:

• Directament sobre l’estructura. En aquest cas el marc es fixa en diferents punts sobre l’estructura de suport. Aquesta subjecció pot realitzar-se de dues maneres diferents:
  • Mitjançant caragols o pinces.
  • Mitjançant abraçadores.
• Mitjançant estructures d’inserció. En aquest cas el mòdul s’insereix dins de l’estructura de suport.

Els marcs dels mòduls fotovoltaics tenen una sèrie de forats i orificis dissenyats per fixar directament el marc sobre l’estructura de suport mitjançant caragols i altres elements. A la figura teniu un exemple.

Com a norma general s’utilitzaran caragols, femelles i perns per fixar el plafó als raïls o a l’estructura de muntatge. També està permès la subjecció del marc del mòdul mitjançant pinces o grapes.

La figura mostra diferents punts d’instal·lació d’un mòdul fotovoltaic. El nombre de punts de fixació dependrà de les condicions del lloc d’instal·lació:

• Com a norma general, els mòduls haurien de ser muntats en quatre punts situats a un quart de la seva longitud, de manera que la superfície del mòdul pugui resistir la càrrega màxima del vent.
• En llocs amb presència de forts vents o neu pot ser necessari utilitzar 8 punts de fixació.

També podem utilitzar grapes per subjectar els mòduls. Amb aquest mètode el mòdul també se subjectà directament a l’estructura de suport.

En la fixació mitjançant grapes el marc dels mòduls han de disposar d’unes guies laterals que faciliten la instal·lació de les grapes. A la figura podeu veure un exemple.

A la figura podeu veure el muntatge de mòduls amb abraçadores sobre els raïls de l’estructura de suport.

Les abraçadores s'utilitzen per subjectar els panells fotovoltaics a l'estructura.

Les abraçadores han d’estar fixades a raïls amb canal en forma de C o H (figura). Els mòduls han d’estar fixats de manera segura als raïls de l’estructura en un mínim de quatre punts, que s’haurien de distribuir a intervals iguals al voltant del centre del mòdul amb una separació mínima de 400 mm.

Són fàcils d’instal·lar i es poden unir a l’estructura de muntatge amb caragols o perns. També són ajustables, cosa que permet una fàcil alineació dels panells fotovoltaics. Una vegada alineats, cal assegurar-se que les abraçadores ofereixen prou pressió per evitar que el mòdul llisqui.

Hi ha dos tipus d’abraçadores diferents que podeu veure a la figura:

• Finals o laterals: s’instal·len en els extrems i són fonamentals per mantenir l’estabilitat i la seguretat general del sistema fotovoltaic. Estan dissenyades per suportar càrregues de vent o altres factors que poden fer que els panells fotovoltaics es moguin o s’afluixin.
• Centrals: s’utilitzen entre panells i asseguren dos panells solars veïns als raïls de muntatge.

La figura mostra dos exemples de fixació de mòduls.

La figura mostra el muntatge d’un panell mitjançant el sistema d’inserció. Els mòduls fotovoltaics s’instal·len sobre estructures de suport de manera que els esforços mecànics mai es transmeten sobre els mòduls.

Aquest sistema, entre altres coses, evita la càrrega concentrada, els microimpactes i l’esquerdament del vidre. També contribueixen a allargar la vida útil de la instal·lació.

Els panells fotovoltaics instal·lats a les cobertes dels edificis provoquen uns esforços a causa del seu pes i a la força transmesa per l’efecte del vent.

Per tant, s’ha de complir amb la normativa urbanística del municipi i s’ha d’acreditar el valor de resistència dels elements estructurals per assegurar-ne la subjecció i garantir la seguretat de la instal·lació.

El tipus d’ancoratge per a una estructura de suport dependrà del format de la base de què disposem (coberta, terrat, façana…). També dependrà de les forces que hi actuïn a sobre a conseqüència de la pressió del vent a què es trobi sotmès.

En cas de muntatge sobre cobertes planes l’opció més segura es basa en la utilització de contrapesos prefabricats per a l’ancoratge. Aquestes peces donen estabilitat a l’estructura a causa del seu pes únicament; per tant, no serà necessari perforar la coberta.

Per a instal·lacions petites, el mercat ofereix unes solucions senzilles, que consisteixen en calaixos de plàstic que s’omplen de material pesant (runa, sorra, pedres, blocs de ciment…) a sobre dels quals es fixen les plaques.

En els casos en què les cobertes siguin d’uralita o bé siguin cobertes metàl·liques, s’haurà d’estudiar la possibilitat d’incorporar una estructura autosuportant subjectada sobre les columnes laterals o les bigues transversals.

Aquest sistema de fixació està format per raïls, suports i tots els components necessaris per fixar els mòduls fotovoltaics, així com els elements per fixar l’estructura de suport a la teulada.

S’han de tenir en compte les propietats particulars de cada teulada, per tant, l’instal·lador del sistema fotovoltaic ha d’assegurar-se que la coberta i l’estructura de la teulada estiguin dissenyades per suportar les possibles càrregues addicionals que es puguin produir.

La fixació dels panells fotovoltaics, com podeu veure a la figura, pot realitzar-se sobre raïls tant en posició vertical com en horitzontal.

Exemple d'instal·lació d'una estructura coplanar

La figura mostra un exemple d’instal·lació d’una estructura coplanar a la teulada d’un habitatge:

• El suport de sistema és un raïl que pot connectar-se als elements de fixació encastats a l’estructura de la teulada.
• L’element de fixació dependrà de les característiques de la teulada (teules de formigó o argila, teules de pissarra, teules planes…). En l’exemple s’utilitzen ganxos que permeten el muntatge horitzontal dels raïls del sistema.
• Quan cal utilitzar longituds de raïl llargues s’utilitzen elements d’unió, que s’encasten mitjançant pressió. En funció de les condicions de la teulada, aquests elements permeten crear juntes de dilatació.
• Per cobrir els laterals dels raïls del sistema s’insereixen tapes, que es mantenen fixades sense haver d’emprar connexions caragolades.
• Les grapes de subjecció asseguren els mòduls fotovoltaics al raïl. Cal seguir en tot moment les especificacions de muntatge especificades pel fabricant del mòdul fotovoltaic pel que fa a la superfície i rang de subjecció del mòdul.
• La connexió a terra dels mòduls s’estableix a través de les grapes de subjecció. Els mòduls també es poden connectar a terra mitjançant el punt de connexió a terra que incorporen.

Quan els panells fotovoltaics s’instal·len a la coberta d’un edifici provoquen uns esforços a causa del seu pes i a la força transmesa per l’efecte del vent.

Durant la fase de redacció del projecte tècnic, el projectista ha de tenir en compte les dades que proporciona el fabricant de l’estructura de suport, les dades de pes i els esforços de vent que transmeten a la coberta i, mitjançant l’informe tècnic corresponent, verificar el valor de resistència dels elements estructurals per assegurar-ne la subjecció i garantir la seguretat de la instal·lació.

A causa de l’àmplia superfície que ocupen els mòduls fotovoltaics d’una instal·lació cal tenir en compte l’efecte del vent quan se selecciona l’estructura de suport:

• Quan el vent incideix sobre la part anterior, aquest exerceix una força de pressió sobre l’estructura que es transmet als ancoratges i a terra.
• Quan el vent incideix sobre la part posterior, exerceix una força de tracció sobre l’estructura que es transmet als ancoratges i que poden arrencar l’estructura i els mòduls de terra.

La figura mostra l’efecte del vent sobre el generador fotovoltaic. La força que produeix el vent sobre la superfície del camp fotovoltaic es descompon en dues forces:

• F1. Força paral·lela als mòduls que provoca el lliscament de l’aire.
• F2. Força perpendicular als mòduls fotovoltaics que provoquen la compressió o la tracció de l’estructura. Aquesta força depèn de la pressió del vent (p), de la inclinació dels mòduls (β) i de la seva superfície (S):

Tot el conjunt (panells, estructura de suport i ancoratges) ha de ser capaç de suportar com a mínim vents de fins a 150 km/h. Per avaluar la resistència mecànica necessària dels ancoratges i fixacions o la massa de contrapès necessària, farem servir la taula, en què es mostren els valors de la força del vent sobre una superfície d’1 m² amb diversos angles d’inclinació i exposada a una velocitat del vent de 150 km/h, equivalent a una força de 1.080 N/m².

Per conèixer l’esforç mecànic màxim a què pot estar sotmesa una estructura a una velocitat de vent de 150 km/h, haurem de multiplicar la superfície dels panells pel valor indicat en la taula anterior, en funció de la inclinació que tinguin aquests.

Les instal·lacions solars aïllades i les instal·lacions d’autoconsum amb emmagatzematge requereixen la instal·lació de bateries i, si és el cas, d’un regulador de càrrega.

Actualment, a més a més de les bateries de Pb-àcid d’electròlit líquid i les segellades de tipus gel i AGM, s’utilitzen les bateries d’ió-liti. Com que utilitzen tecnologies diferents, la seva instal·lació també serà diferent.

En qualsevol dels casos, hi ha unes consideracions generals que han de complir tots els tipus de bateries.

La ITC-BT-30 del REBT sobre instal·lacions a locals de característiques especials, estableix els requisits de les instal·lacions en locals en què existeixin bateries d’acumuladors.

Aquests locals han de complir les prescripcions següents:

• L’equip elèctric utilitzat estarà protegit contra els efectes dels vapors i gasos despresos per l’electròlit.
• Els locals hauran d’estar proveïts d’una ventilació natural o forçada que en garanteixi una renovació ràpida de l’aire. Els vapors evacuats no han de penetrar a locals contigus.
• La il·luminació artificial es realitzarà únicament mitjançant làmpades elèctriques d’incandescència o de descàrrega.
• Les lluminàries seran de material apropiat per suportar l’ambient corrosiu i evitar-ne la penetració de gasos a l’interior.
• Els acumuladors que no assegurin per si mateixos i permanentment un aïllament suficient entre parts en tensió i terra, hauran de ser instal·lats amb un aïllament suplementari. Aquest aïllament no podrà ser afectat per la humitat.
• Els acumuladors estaran disposats de manera que es pugui fer fàcilment la substitució i el manteniment de cada element. Els passadissos de servei tindran una amplada mínima de 0,75 m.
• Si la tensió de servei en CC és superior a 75 V amb relació a terra i existeixen parts nues sota tensió que puguin tocar-se inadvertidament, el terra dels passadissos de servei serà elèctricament aïllant.
• Les peces nues sota tensió, quan entre aquestes hi hagi tensions superiors a 75 V en CC, s’hauran d’instal·lar de manera que sigui impossible tocar-les simultàniament de manera inadvertida.

La bateria és l’únic element de la instal·lació que té clarament definida la seva vida útil (cicles de càrrega i descàrrega), que està molt condicionada pel tipus d’utilització i les condicions de treball a què estarà sotmesa.

Les bateries més utilitzades en les instal·lacions fotovoltaiques són les del tipus Pb-àcid, preferentment estacionàries (fixes) i de placa tubular.

Per seguretat i conservació de la bateria, cal que la ubicació disposi d’un espai ventilat, d’accés restringit i protegit de la intempèrie i de les temperatures extremes, com es pot veure en la figura. Així i tot, com a criteri general de seguretat elèctrica, s’han d’instal·lar elements de protecció per a curtcircuits (fusibles), de manera independent, en els dos terminals de connexió a la bateria, i alhora tots els contactes elèctrics estaran protegits i aïllats.

Com a norma general, totes les bateries han de tenir senyalitzada de manera permanent la polaritat dels terminals i han de disposar d’una etiqueta identificativa de la marca, el model i els paràmetres de caracterització elèctrica següents: tensió nominal (V) i capacitat nominal (Ah).

En instal·lacions petites s’utilitzen bateries monobloc, però en instal·lacions de gran potència s’utilitzen elements individuals (bateries tubulars) connectats elèctricament per aconseguir la tensió i capacitat desitjada.

És convenient instal·lar els vasos de les bateries en una bancada (figura), la qual proporciona els avantatges següents:

• Facilita la col·locació.
• Aïlla les bateries respecte del terra.
• Facilita les tasques de manteniment i substitució.
• Proporciona estabilitat a tot el conjunt.

La col·locació de les bateries sobre una bancada requereix distribuir el pes de manera equilibrada per evitar el seu bolcat.

Les bateries s’han de muntar el més a prop possible de la resta de components de la instal·lació, per reduir les distàncies que provoquen caigudes de tensió en els conductors.

La figura mostra diferents terminals de connexió de bateries. La connexió elèctrica entre bateries pot realitzar-se mitjançant platines rígides o mitjançant cables flexibles.

Cal utilitzar cobertes aïllants (figura) per tal d’evitar curtcircuits accidentals dels terminals de les bateries.

En funció de les necessitats de la instal·lació, podem utilitzar dos tipus de connexió de bateries diferents:

• Paral·lel: es poden connectar diverses bateries en paral·lel per augmentar la capacitat.
• Sèrie: si les connectem en sèrie augmentem la tensió nominal, però la capacitat de tot el banc de bateries es manté.

Exemple de connexió de bateries

La figura mostra la connexió en sèrie de 12 elements de 2 V per formar un sistema de 24 V.

Les bateries d’ió-liti tenen característiques diferents que provoquen que la instal·lació sigui més fàcil.

Les bateries d’ió-liti, com a norma general, tenen diferents opcions de muntatge:

• Muntatge sobre la paret. Algunes bateries permeten la seva instal·lació mural.
• Muntatge sobre peus de suport. La instal·lació es realitza directament a terra, sobre suports aïllants.
• Muntatge en armaris de distribució (racks). Els armaris de distribució tenen una amplada normalitzada de 19“. Amb els accessoris adequats, les bateries poden instal·lar-se en el seu l’interior. D’aquesta manera podem apilar els mòduls un a sobre dels altres, connectant-los entre si de manera fàcil i senzilla.

Com a norma general, les bateries d’ió-liti tenen dos terminals d’alimentació per cada pol de la bateria. D’aquesta manera es facilita la unió de bateries entre si, per realitzar connexions sèrie o paral·lel.

Els cables de connexió que se subministren amb aquest tipus de bateria són els que es mostren a la figura:

• Cable d’alimentació. Per a la connexió entre bateries o la connexió amb l’inversor o regulador de càrrega.
• Cable de comunicacions. El sistema de gestió de bateries (BMS) integrat a la bateria supervisa el seu funcionament i evita que la bateria funcioni fora de les limitacions de disseny. La comunicació es realitza entre l’inversor i la bateria.
• Cable de connexió a terra. La bateria incorpora un punt de connexió que cal connectar a la massa de terra.

Exemple d'instal·lació de bateries d'ió-liti

La figura mostra un exemple d’instal·lació de bateries d’ió-liti a un inversor. Aquestes bateries són de baixa tensió (48 V). La connexió d’aquestes bateries pot realitzar-se de dues maneres:

• En sèrie. Si l’inversor utilitza bateries d’alta tensió, quan connectem 4 bateries en sèrie augmenta la tensió del banc de bateries a 192 V (4·48 V), aconseguint la compatibilitat del banc de bateries amb l’inversor. En aquest cas la capacitat de l’associació no varia.
• En paral·lel. Quan l’inversor utilitza bateries de baixa tensió, si connectem 4 bateries en paral·lel la tensió del banc de bateries es manté a 48 V, però s’aconsegueix augmentar 4 vegades la capacitat disponible del banc de bateries.

La gestió de la càrrega d’una bateria d’ió-liti es realitza mitjançant el sistema BMS. Aquest sistema requereix la comunicació de l’element que controla la càrrega (inversor o regulador de càrrega) amb les bateries.

La figura mostra un exemple de les interfícies de comunicacions presents en una bateria d’ió-liti. La comunicació més habitual entre l’inversor i les bateries d’ió liti es realitza amb el protocol bus CAN o RS485:

• El protocol RS485 utilitza dues línies de comunicació (A i B). Aquest protocol s’utilitza per comunicar l’inversor amb la bateria principal, però també per establir la comunicació entre les bateries secundàries i la principal.
• El protocol bus CAN (Controller Area Network) utilitza també dues línies de comunicació (H i L). Aquest protocol s’utilitza principalment per comunicar l’inversor amb la bateria principal.

La connexió del cable de comunicacions normalment es realitza amb un connector RJ-45, on cada pin té una funció específica. Encara que aquesta assignació de pins no està normalitzada i en cada dispositiu pot ser diferent, a la taula podeu veure un exemple.

Moltes d’aquestes bateries incorporen microinterruptors que permeten modificar-ne la configuració, en aspectes relacionats amb:

• El protocol de comunicacions utilitzat (CAN/RS485).
• La configuració sèrie o paral·lel de les bateries connectades.
• La configuració d’una bateria com a principal (master) o secundària (slave).
• Altres aspectes que depenen del fabricant.

La figura mostra el cable de comunicacions bus CAN entre un inversor i una bateria. En el cas que l’assignació de pins sigui diferent en l’inversor i la bateria, caldrà fabricar un cable d’interconnexió específic o, si és possible, configurar l’assignació de pins en la bateria.

En la connexió de l’inversor o regulador de càrrega a la bateria figura caldrà utilitzar cables amb connectors adequats i pot requerir la connexió d’un portafusibles amb el fusible de calibre adequat.

El regulador de càrrega és un element vital per al bon funcionament de les instal·lacions fotovoltaiques autònomes, ja que controla els processos de càrrega i descàrrega de les bateries i les protegeix de sobrecàrregues i sobredescàrregues.

Aquesta funció pot estar incorporada en algun tipus d’inversor: inversors carregadors i inversors híbrids.

El regulador de càrrega ha d’estar protegit de manera automàtica contra polaritats inverses, sobretensions i sobrecàrregues produïdes accidentalment, per algun defecte elèctric o d’origen atmosfèric.

Alhora, el regulador ha de disposar d’una caixa amb protecció mínima IP 32, ha d’estar dotat de seccionadors manuals de les línies de bateria, panells i consum, i també ha d’incorporar elements indicadors de funcionament i situacions d’alarma (indicador on/off, de bateria baixa, de sobrecàrrega i alarmes).

Com la resta d’equips d’una instal·lació elèctrica, el regulador s’ha de situar seguint les normes elèctriques bàsiques amb una connexió elèctrica que respecti el traçat i la protecció preceptives. En cap cas no es descuidarà la presència i el format de la instal·lació, tal com es pot observar en la figura, en què el funcionament de la instal·lació pot ser correcte, però el muntatge incompleix clarament els criteris bàsics pel que fa al traçat i el format de les conduccions elèctriques.

Com la resta d’elements de les instal·lacions fotovoltaiques, el regulador de càrrega ha d’estar etiquetat almenys amb la marca, el model i les característiques elèctriques del regulador (tensió nominal i intensitat nominal, i també els valors màxims d’aquests dos paràmetres).

La figura mostra els terminals típics de connexió dels reguladors de càrrega:

• Tots els reguladors de tipus PWM tenen 3 parells de borns de connexió: panells, bateria i consums.
• Molts dels reguladors de tipus MPPT, especialment si el corrent que subministren és elevat, només tenen dos borns de connexió: panells i bateria. En aquest cas, la connexió dels consums al regulador de càrrega es realitza directament sobre els borns de la bateria. Aquesta connexió és recomanable protegir-la amb un fusible per evitar curtcircuits a la bateria.

Cal seguir l’ordre de connexió adequat perquè el regulador de càrrega detectí automàticament la tensió del sistema de manera correcta.

Durant el muntatge del sistema, com podeu veure a la figura, en primer lloc, cal connectar la bateria. Un cop connectada, cal procedir a la connexió dels cables d’entrada dels panells i finalment la sortida de consum.

Durant el desmuntatge, cal seguir el procediment invers.

Els reguladors de càrrega poden incorporar interfícies que permeten la comunicació entre diferents components del sistema, equipats amb el mateix protocol de comunicacions.

Normalment, el regulador de càrrega no requereix la seva connexió a terra. Cal consultar el manual del fabricant per comprovar, si és el cas, la connexió a terra requerida.

Els reguladors PWM funcionen mitjançant relés que obren i tanquen els contactes de la línia negativa, tant dels panells com dels consums, de manera que el terminal positiu és comú a la resta de components (bateria, panells i consums). Per tant, cal tenir cura amb la posada a terra d’aquests dispositius i seguir en tot moment el REBT. Com a norma general, només es pot connectar un punt de la instal·lació a terra.

Els reguladors MPPT poden incorporar un terminal de connexió a terra.

Els inversors utilitzats en les instal·lacions fotovoltaiques són equips monofàsics o trifàsics que funcionen com a font de tensió fixa (valor eficaç de la tensió i freqüència de sortida fixos) amb un tipus d’ona sinusoidal pura.

Aquests equips són capaços d’alliberar la potència nominal de manera continuada i, en el cas dels convertidors utilitzats en les instal·lacions solars fotovoltaiques autònomes, han d’atendre la demanda de potència de totes les càrregues especificades en la instal·lació, especialment aquelles que requereixen elevats corrents d’arrencada.

La principal característica d’aquests dispositius és que poden escalfar-se. Per tant, el sistema de refrigeració d’un inversor i el seu joc d’instal·lació juguen un paper fonamental per garantir un funcionament segur i eficient.

Podem trobar dos tipus d’inversors amb característiques diferents que condicionen la seva instal·lació. Així i tot, hi ha una sèrie de consideracions comunes a tots ells.

Per garantir que l’inversor funcioni sense problemes caldrà utilitzar-lo en ubicacions que compleixin les condicions següents:

• Evitar el contacte amb l’aigua. No s’ha d’exposar l’inversor a la pluja o a la humitat.
• Instal·lar l’inversor en un lloc sec i ben ventilat.
• Cal triar una superfície ferma i plana per al muntatge. El lloc de muntatge ha de ser adequat per al pes i les dimensions del dispositiu.
• El lloc de muntatge ha d’estar protegit de la irradiació solar directa, ja que pot provocar l’envelliment prematur i el seu escalfament.
• No s’ha d’instal·lar directament sobre les bateries.
• El lloc de muntatge ha de ser accessible de forma fàcil i segura per facilitar el manteniment.
• Per tal de garantir el funcionament òptim de l’equip, la temperatura ambient ha d’estar dins del rang que estableix el fabricant. Aquesta temperatura se situa típicament entre -20°C i 40°C.
• Cal instal·lar el dispositiu segons les posicions de muntatge permeses pel fabricant. En tot cas, s’ha d’instal·lar de manera que els indicadors puguin visualitzar-se sense problemes.

Com en el cas dels reguladors de càrrega, el convertidor no se situarà en cap cas com es mostra en la figura, just damunt de la bateria, i ha d’estar protegit automàticament de sobretensions i sobrecàrregues produïdes de manera accidental, per algun defecte elèctric o d’origen atmosfèric.

Alhora, ha de disposar d’una caixa amb protecció mínima IP 32 i ha d’estar dotat de seccionadors manuals de les línies de bateria o panells i consums o xarxa elèctrica. També ha d’incorporar elements indicadors de funcionament i situacions d’alarma (indicador on/off, de bateria baixa, de sobrecàrrega i alarmes…).

Com en tots els altres elements de les instal·lacions fotovoltaiques, el convertidor ha d’estar etiquetat almenys amb la marca, el model i les característiques elèctriques del convertidor.

En la zona en què són ubicats, el regulador i l'inversor patiran una degradació prematura deguda als vapors que es produiran en la gasificació de la bateria.

La instal·lació de l’inversor s’ha de realitzar sempre sense tensió, per tant, cal verificar que tant la part de CC com la part de CA estan desconnectats de l’inversor. Els passos per deixar-lo sense tensió són els següents:

• Desconnectar l’interruptor automàtic de la part de CA.
• Col·locar el seccionador de CC en posició oberta.

Per posar en marxa l’inversor, car realitzar els dos passos anteriors en ordre invers.

Els inversors normalment venen amb un suport per a muntatge a la paret i diferents caragols i accessoris per facilitar la instal·lació.

Aquests dispositius estan dissenyats per muntar-se de manera vertical sobre una paret i incorporen les seves connexions elèctriques en la part inferior. Altres posicions d’instal·lació no permeten una refrigeració òptima de l’equip.

Hi ha fabricants que permeten el muntatge horitzontal, però no garanteixen el grau de protecció IP especificat.

Si l’inversor té un grau de protecció IP65 o superior (protecció contra la filtració de pols i projecció de raigs d’aigua en totes les direccions), pot instal·lar-se a l’exterior. Com per exemple, la figura mostra la instal·lació d’un inversor a l’exterior, fixat a una guia perfilada.

Una vegada finalitzat el muntatge i realitzades les connexions elèctriques de l’inversor, caldrà establir una configuració inicial. Aquesta configuració depèn del tipus d’inversor i del fabricant. Per tant, caldrà consultar el manual d’instruccions de l’equip.

El nombre i tipus de connexions dependrà del tipus d’instal·lació i inversor utilitzat.

En els sistemes sense connexió a la xarxa, cal utilitzar un inversor de connexió aïllada i utilitzar bateries per acumular l’energia que necessita la instal·lació quan no hi ha radiació. Aquests inversors funcionen a diferents tensions segons la tensió nominal de les bateries utilitzades: 12 V, 24 V o 48 V.

A tall de resum, les connexions mínimes que incorporen aquest tipus d’inversor són les següents:

• Connexió a la bateria o regulador de càrrega.
• Connexió de la sortida CA.

Els cables de connexió de la bateria o regulador de càrrega a l’inversor han de ser de la secció adequada i per aconseguir el màxim rendiment de la instal·lació la capacitat de la bateria ha de ser l’adequada. A la taula podeu consultar exemples de dimensionament, segons la potència de l’inversor, la tensió del sistema i la capacitat de la bateria.

Durant la connexió de la bateria cal utilitzar eines aïllades per no curtcircuitar els terminals i evitar que els cables de la bateria entrin en contacte. Durant la connexió cal tenir presents les següents consideracions:

• La connexió amb polaritat inversa dels cables de la bateria pot danyar l’inversor.
• Cal connectar els cables de la bateria als terminals senyalitzats: + (vermell) i – (negre).
• Cal assegurar bé les connexions, per tal de reduir la resistència de contacte tant com sigui possible.

La connexió de la sortida CA depèn del fabricant, però quan la potència de l’inversor és petita pot incorporar directament una presa de CA, com la que mostra l’inversor de la figura. En aquest inversor, la connexió de les bateries es realitza mitjançant una regleta.

L’inversor no té fusible a la sortida CA, però normalment estarà protegit per un limitador de corrent d’acció ràpida en cas de curtcircuit i un mecanisme de detecció de sobrecàrrega que limita la potència de sortida. És important dimensionar els cables correctament en funció de la potència nominal de l’inversor.

El xassís de l’inversor incorpora un terminal de connexió a terra, el qual permet habitualment la connexió de conductors de protecció de secció màxima de 25 mm².

Exemple de connexió d'un inversor d'instal·lació aïllada

La figura mostra les connexions d’un inversor d’instal·lació aïllada:

• La connexió dels cables de CA es realitza mitjançant regletes.
• La connexió de les bateries mitjançant una connexió de tipus brida.

Aquest inversor també incorpora relés de sortida que permeten activar altres dispositius d’una instal·lació (alarmes, generador auxiliar…).

Les connexions mínimes que incorpora un inversor de connexió a xarxa són les següents:

• Connexió dels panells solars.
• Connexió de la sortida CA.

En el cas d’un inversor híbrid, també trobarem connexions per a la bateria.

Les consideracions que cal tenir presents durant la connexió dels panells fotovoltaics són la de respectar la polaritat de connexió, per evitar la connexió inversa: cal connectar els cables del camp fotovoltaic als terminals PV + (vermell) i PV -(negre) de l’inversor.

Els inversors de connexió a xarxa, com podeu comprovar a la figura, poden tenir diferent nombre d’entrades amb diferents punts de seguiment de màxima potència (MPPT), per tant, caldrà consultar el manual del fabricant per identificar la correcta connexió de cada cadena de mòduls.

Exemple de connexions d'un inversor de connexió a xarxa

La figura mostra les connexions d’un inversor de connexió a xarxa. En aquest cas s’utilitzen connectors específics de CC per a la connexió del camp fotovoltaic i un connector de CA, per la part de connexió de corrent altern.

Els inversors tenen una interfície d’usuari (pantalla) que facilita la configuració i el monitoratge del seu funcionament.

Actualment, aquests dispositius integren un servidor web que permet configurar i monitorar l’equip mitjançant una interfície d’usuari pròpia a la qual es pot accedir des d’un navegador d’Internet amb un dispositiu intel·ligent, com per exemple un telèfon, una tauleta o un ordinador.

Actualment, els diferents dispositius d’un sistema fotovoltaic poden comunicar-se entre si, lliurant-se informació per treballar de manera coordinada. Alguns exemples són els següents:

• Comunicació entre diferents inversors per formar sistemes en paral·lel o trifàsics.
• Comunicació que gestiona el control d’altres equips, com per exemple les bateries, en el cas d’inversors híbrids.
• Comunicació entre un dispositiu de monitoratge amb l’inversor.
• Connexió a una xarxa de dades i Internet.

Aquesta comunicació pot realitzar-se utilitzant protocols estàndard (CAN, RS485) o protocols propietaris del fabricant. Sovint, les interfícies de comunicacions utilitzen connectors RJ-45 amb les connexions específiques del protocol, però altres vegades la interfície de connexió és específica del fabricant.

Alguns inversors també incorporen sortides de relé (dos fils) que activen dispositius externs: alarmes, arrencada automàtica d’un generador, arrencada automàtica de ventiladors…