La conexión a tierra es crucial para la seguridad y el correcto funcionamiento de los sistemas fotovoltaicos. Estos sistemas pueden estar conectados a tierra o no, según la aplicación, para evitar descargas eléctricas y garantizar un funcionamiento eficaz. En este blog, le explicaremos las principales diferencias entre los sistemas fotovoltaicos con conexión a tierra y sin ella.
Sistemas fotovoltaicos con conexión a tierra y sin conexión a tierra
Los sistemas fotovoltaicos (FV) con y sin conexión a tierra difieren en diseño, implementación y riesgos y beneficios asociados. Antes de compararlos, analicemos cada sistema en detalle.
¿Qué son los sistemas puestos a tierra?
Estos sistemas cuentan con un conductor de puesta a tierra, requerido por la Sección 250-23(b) del NEC, que debe llegar a cada interruptor de desconexión. Este conductor de puesta a tierra puede funcionar como conductor de corriente para todas las cargas relacionadas con el neutro y también como conductor de puesta a tierra de equipos para eliminar fallas a tierra, según la Sección 250-61 del NEC.
Un sistema se considera conectado a tierra si la fuente de alimentación, como un transformador o un generador, está conectada a tierra. La neutralidad de cualquier sistema conectado a tierra cumple dos funciones principales:
- Permitir el uso de voltaje de línea a neutro y sirve como conductor de corriente para corriente desequilibrada.
- Proporcionar una ruta de baja impedancia para corrientes de falla para permitir el funcionamiento de dispositivos de sobrecorriente en el circuito.
¿Qué es un sistema sin conexión a tierra?
Los sistemas sin conexión a tierra no carecen por completo de conexión a tierra. Eléctricamente, el sistema está conectado a tierra mediante capacitancia entre las líneas y la tierra. Es más preciso denominarlo sistema con conexión a tierra por capacitancia. Sin embargo, se le suele llamar sistema sin conexión a tierra porque no existe una conexión física prevista entre las líneas eléctricas y la tierra.
En términos sencillos, en un sistema sin conexión a tierra, la corriente de falla a tierra es mínima , lo que reduce el riesgo de descarga eléctrica. Durante una falla, se necesitan dos cables para transportar cierta corriente, evitando así el exceso de voltaje que puede causar sobrecalentamiento y daños a los equipos. Sin embargo, dado que la corriente de falla a tierra es mínima, localizar fallas puede ser complicado y llevar mucho tiempo, lo que eleva considerablemente el costo total de los sistemas sin conexión a tierra.
Ahora que conoce ambos tipos de conexión a tierra eléctrica para sistemas fotovoltaicos, revisemos también una tabla que resalta la diferencia entre sistemas fotovoltaicos conectados a tierra y no conectados a tierra.
| Características | Sistemas fotovoltaicos conectados a tierra | Sistemas fotovoltaicos sin conexión a tierra |
| Conexión física entre las líneas eléctricas y el suelo | Tiene un conductor conectado a tierra que sirve como conductor portador de corriente y conductor de puesta a tierra del equipo. | Conectado a tierra a través de capacitancia entre las líneas y la tierra. |
| Conexión a tierra | 1 conexión necesaria desde el lado positivo o negativo | No es necesario realizar conexiones desde ninguno de los autobuses |
| Regiones donde se utiliza comúnmente | Norteamérica | Europa y asia |
| Requisito de conductor de circuito puesto a tierra | Obligatorio | No se requiere |
| Protección contra fallas a tierra | Protege contra problemas como arcos eléctricos, riesgos de descarga eléctrica, daños al equipo e incendios. | Menor protección contra disparos debido a la capacitancia, relacionada con el tamaño del sistema fotovoltaico |
Si bien tanto los sistemas fotovoltaicos con conexión a tierra como los que no la tienen pueden ofrecer niveles de seguridad similares, los sistemas con conexión a tierra proporcionan una mejor protección contra fallas a tierra y son menos propensos a desconexiones intempestivas.
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Precio de sistemas fotovoltaicos con conexión a tierra y sin conexión a tierra
Los sistemas sin conexión a tierra no difieren significativamente de los sistemas con conexión a tierra, ya que ambos utilizan conductores de puesta a tierra que conectan los bastidores de módulos, las cajas de combinación, los interruptores de desconexión y los inversores entre sí y a tierra. El costo de los sistemas fotovoltaicos con y sin conexión a tierra puede variar según los componentes específicos utilizados. Sin embargo, los sistemas sin conexión a tierra podrían ser menos costosos debido a su proceso de instalación más sencillo y a la ausencia de la necesidad de un conductor de circuito de puesta a tierra.
¿Qué es un sistema fotovoltaico funcionalmente conectado a tierra?
Un sistema fotovoltaico conectado a tierra funcionalmente es un sistema eléctrico solar que tiene una referencia de tierra eléctrica a tierra para fines operativos pero que no está conectado a tierra sólidamente.
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¿Qué es un sistema fotovoltaico con conexión a tierra negativa?
Un sistema fotovoltaico con conexión a tierra negativa es un sistema de energía solar en el que el terminal negativo del conjunto fotovoltaico está conectado a tierra. Esta conexión se realiza mediante materiales conductores como un fusible, un disyuntor, una resistencia, un circuito de CA con conexión a tierra no aislado o un dispositivo electrónico dentro de un inversor o controlador de carga . La conexión a tierra negativa en los inversores solares mejora el rendimiento general del sistema de energía solar al reducir el ruido y las interferencias eléctricas, lo que garantiza el funcionamiento óptimo del inversor y del sistema solar.
Sistemas fotovoltaicos con conexión a tierra o sin conexión a tierra: ¿cuál elegir y cuándo?
Tanto los sistemas fotovoltaicos con conexión a tierra como los que no la tienen ofrecen ventajas únicas, y la elección entre ellos depende de la normativa local, las necesidades de seguridad y el diseño del sistema. Sin embargo, los sistemas con conexión a tierra, comunes en Norteamérica, ofrecen una mejor protección contra fallos, aunque su funcionamiento puede ser más complejo. Por otro lado, los sistemas sin conexión a tierra, predominantes en Europa y Asia, se basan en la capacitancia y pueden resultar menos costosos al no requerir un conductor de puesta a tierra.
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