¿Es necesario desconectar el sistema de generación de energía fotovoltaica durante las tormentas?

Con la creciente integración de los sistemas fotovoltaicos (PV) en los sistemas energéticos residenciales y comerciales, existen más preocupaciones sobre la seguridad en eventos climáticos extremos, particularmente tormentas eléctricas. Una de las preocupaciones se relaciona con la necesidad de desconectar el sistema durante una tormenta eléctrica para evitar daños. Según los estándares de la industria, las recomendaciones técnicas y las prácticas laborales, en la mayoría de los casos, la respuesta es "no"-dado que el sistema cuenta con protección adecuada contra rayos y sobretensiones.

Hay dos peligros principales que las tormentas representan para los sistemas solares fotovoltaicos (PV): rayos directos y sobretensiones indirectas por inducción electromagnética. Un rayo directo puede dañar los paneles solares y la estructura de soporte fotovoltaica. Las sobretensiones indirectas pueden dañar componentes electrónicos como inversores y controladores debido a sobretensiones transitorias. Diferentes condiciones de tormenta pueden provocar granizadas y, de ser así, generar dudas sobre la durabilidad del módulo.

Los sistemas fotovoltaicos modernos están diseñados con estrategias de protección de múltiples capas para mitigar estos riesgos:

1. Los sistemas suelen tener-dispositivos antiaéreos colocados para interceptar ataques directos. Se utiliza el "método de la esfera rodante", pero la protección del conjunto fotovoltaico se calcula sin ensombrecer cada uno de los módulos.

2. Dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD): los SPD se pueden instalar en una variedad de ubicaciones destacadas- en las líneas de entrada de CC muy cerca de la caja de conexiones y en las líneas de salida de CA, para proporcionar un desvío de sobretensión en caso de una descarga indirecta. Por ejemplo, un SPD en las líneas de salida del inversor (generalmente denominado "lado de CA") mitigará el riesgo de que las sobretensiones dañen los dispositivos sensibles conectados a la red.

3. Conexión a tierra y conexión: se requiere un sistema de conexión a tierra de baja-impedancia para disipar las corrientes de los rayos de manera segura. Los soportes metálicos se conectan cada 10 metros y se unen a la red principal de tierra para minimizar las diferencias de potencial y evitar el efecto de destello lateral.

Además de los riesgos eléctricos, los módulos fotovoltaicos se revisan cuidadosamente para determinar su resistencia mecánica. Los fabricantes de calidad prueban sus paneles para determinar el impacto del granizo (bolas de hielo de 25 mm a 23 m/s) (o el impacto del granizo (30,7 m/s) en condiciones con una velocidad máxima del viento más severa). Los módulos aprobados según los requisitos de IEC 61215 tienen una tolerancia respetable a los impactos y daños por granizo. De manera similar, la resistencia a la carga del viento se aborda mediante rigurosos sistemas de montaje y diseño de estructura que incorpora datos de carga de viento local.

Teniendo en cuenta las protecciones proporcionadas, normalmente no es necesario desconectar el sistema. Un sistema fotovoltaico bien diseñado que sigue prácticas adecuadas de mitigación de rayos puede funcionar de forma segura durante condiciones de tormenta. Aunque la desconexión del sistema suele ser innecesaria, hay algunos casos en los que la desconexión puede ser adecuada:

 Si un rayo afecta el funcionamiento de un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) (es decir, el disyuntor se ha disparado), entonces el usuario debe esperar hasta que pase la tormenta para restablecer el sistema.

 Si el sistema no tiene una protección de conexión a tierra adecuada, se deben desconectar los SPD para eliminar la posible exposición al riesgo. El usuario debe mantener el sistema con regularidad y programar que un profesional inspeccione los sistemas y vea posibles actualizaciones para mejorar la protección continua.

Los sistemas de generación de energía fotovoltaica son inherentemente resistentes a las tormentas eléctricas, suponiendo que estén diseñados, fabricados y mantenidos adecuadamente. Por lo general, no es factible-y a menudo no es necesario-si algún alternador requiere una desconexión por motivos de seguridad, ya que a menudo no hay una ganancia lo suficientemente beneficiosa como para apagarlo y perder producción de energía en ausencia de beneficios. En cambio, como inversionistas o propietarios de viviendas, la atención debería centrarse en la gestión de riesgos de manera integral a través de diseño certificado, equipos duraderos y auditorías periódicas que sean asequibles para evaluar amenazas o evaluaciones de activos. En general, los impactos climáticos se desarrollarán, pero la cuestión de la confiabilidad en nuestra industria permanecerá a medida que sigamos realizando una transformación hacia la energía renovable.