Las ubicaciones remotas, las superficies expuestas y la extensa distribución de las centrales solares las ponen en alto riesgo de daños por los elementos, en particular las tormentas eléctricas.Una preocupación importante para los operadores de centrales fotovoltaicas (PV) es el daño al equipo causado por rayos directos o indirectosLos daños causados por estos eventos pueden dejar una instalación fotovoltaica fuera de servicio durante días o quizás semanas, lo que resulta en interrupciones de energía y pérdidas de ingresos.La protección contra sobrevoltuaciones debe instalarse en el inversor y en varios otros lugares de la instalación fotovoltaica..

Selección e instalación de dispositivos de protección contra sobretensiones para sistemas fotovoltaicos

Los sistemas fotovoltaicos presentan características únicas que requieren, por tanto, el uso de documentos especiales diseñados específicamente para ellos.

Los sistemas fotovoltaicos tienen altos voltajes de sistema de corriente continua de hasta 1500 voltios. Su punto de potencia máxima opera a sólo unos pocos percentiles por debajo de la corriente de cortocircuito del sistema.

Para determinar el módulo SPD adecuado para el sistema fotovoltaico y su instalación, debe conocer:

• la densidad de destellos de la ronda del rayo;
• la temperatura de funcionamiento del sistema;
• el voltaje del sistema;
• el valor de corriente de cortocircuito del sistema;
• el nivel de forma de onda contra el que se debe proteger (relámpago directo o indirecto); y
• la corriente de descarga nominal

Para tener un efecto protector, el nivel de protección de voltaje (Up) de un SPD debe ser un 20% inferior a la resistencia dieléctrica del equipo terminal del sistema.

Es importante utilizar un SPD con una corriente de cortocircuito mayor que la corriente de cortocircuito de la cadena del panel solar a la que está conectado el SPD.El SPD que se proporciona en la salida de corriente continua deberá tener una MCOV de corriente continua igual o superior a la tensión máxima del sistema fotovoltaico del panel..

Cuando un rayo golpea el punto A (véase la Figura 1), es probable que el panel solar fotovoltaico y el inversor se dañen.el inversor es típicamente el componente más caro dentro de un sistema fotovoltaicoPor lo tanto, es esencial seleccionar e instalar correctamente el SPD correcto en las líneas de corriente alterna y continua.

Dispositivos especiales laterales de corriente continua y corriente alterna para cajas combinadoras e inversores

Los dispositivos de protección contra sobretensiones se instalan en los lados de CA y CA de los inversores centrales y de cadena, en las cajas de los combinadores y para proteger las líneas de señal (medidas y comunicaciones).Dependiendo de la exposición atmosférica de la planta fotovoltaica a los rayos, ingeniería, procurement and construction (EPC) contractors and designers may prescribe either standard type 2 IEC SPDs (indirect impact 8/20 μs) or more robust type 1+2 SPDs (tested to withstand direct lightning impacts in 10/350 μs waveform).

La protección lateral de CC en las cajas de combinadores e inversores suele tener una configuración de tren DIN de conexión Y para proporcionar protección de modo común y diferencial.

En el lado del CA, también se requiere protección contra la sobrevoltaje del inversor.La exposición a las sobretensiones se aborda generalmente mediante el uso de DIN-rail tipo 2 SPD estándar en TN S, IT o incluso TT configuraciones.

Además, dependiendo de la instalación fotovoltaica, los contratistas y diseñadores de EPC pueden preferir en algunos casos el tipo 1+2 de CA,para lograr una vida útil más larga de los DSP e incluso protección cuando las condiciones son más duras en términos del impacto directo esperado del rayoEsto es típicamente el caso en zonas con un nivel isoceraúnico muy alto, a menudo asociado con altitudes altas.