La energía eléctrica que puede producir un sistema fotovoltaico, no está determinada solo por la potencia de los módulos fotovoltaicos, irradiación sobre el plano del colector y la potencia del inversor, sino también, de una series de factores que disminuyen la potencia de la planta fotovoltaica, entre ellas, la caída de tensión.

La caída de tensión, es la diferencia de potencial existente entre los extremos de un conductor. Se produce debido a la resistencia que se presenta a lo largo del conductor. Es medida en Voltios y generalmente, por normativa, este valor no puede superar el 1,5 % en corriente continua y un 3 % en corriente alterna.

Cuando diseñamos un sistema fotovoltaico, debemos determinar cuál será la caída de tensión para:

Identificar si la caída de tensión proyectada estará dentro de lo requerido por el código eléctrico, que debido al tipo de corriente del sistema fotovoltaico (corriente continua), no puede superar 1,5 %.

Comprobar que la tensión no este por debajo del mínimo requerido por el inversor o controlador de carga.

Incluir el cálculo a la memoria explicativa del proyecto.

¿Cómo se calcula la Caída de Tensión?

Podemos calcular la caída de tensión con la siguiente expresión matemática:

Para los ejemplos, utilizaremos la resistividad de un conductor del tipo cobre recocido correspondiente a 1/58 o en su valor decimal 0,0172 Ω·mm²/m. Tambien, podrías usar la resistividad de cobre electrolítico correspondiente a 1/56 o en su valor decimal 0,0178 Ω·mm²/m.

Es importante, corregir la resistividad del conductor de acuerdo a la temperatura de operación, ya que, a medida que aumenta la temperatura de operación, aumenta la resistividad del conductor, por ende aumenta la caída de tensión. Para esto emplearemos la siguiente expresión matemática obtenida de la norma UNE 20003.

He confeccionado la siguiente tabla, a partir de la norma UNE 20003, para identificar la resistividad del cobre de acuerdo a cierta temperatura de operación.

Veamos un ejemplo.

Calcularemos la caída de tensión para el siguiente caso:

Reemplazamos los valores en la fórmula.

Entonces,

Con esto, hemos determinado que la tensión disminuirá 1,69 V al final del circuito. La tensión que se obtiene a la salida del arreglo fotovoltaico es de 328 V, pero al final de la línea, producto de la resistividad del cobre, solo tendremos 326,3 V (328 V – 1,69 V).

Nos queda determinar la caída de tensión en valor porcentual y con ello verificar que no supere el 1,5% exigido por el código eléctrico. Para ello, utilizaremos la regla de 3 simple o la equivalencia de proporcionalidad directa.

Con esto, se ha determinado para este ejemplo, que la caída de tensión corresponde al 0,93 %, por lo tanto, está dentro de la normativa.

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16 Comments

      1. Sería bueno realizar el cálculo con el factor de resistencia en aluminio, ya que los cables solares son de esa aleación.

  6. Como se hace para determinar la temperatura? es la Temperatura ambiente o la temperatura del conductor? si es el del conductor, como se mide esa temperatura? con algun termometro infrarrojo?

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