NORMATIVIDAD APLICABLE A SISTEMAS FOTOVOLTAICOS Universidad Nacional Autónoma de México Centro de Investigación en Energía NORMATIVIDAD APLICABLE A SISTEMAS FOTOVOLTAICOS NEC 690 Curso de Sistemas Fotovoltaicos Dimensionamiento y diseño Unidad de Asistencia Fotovoltaica Ing. Rocío de la Luz Santos Magdaleno Ing. José Ortega Cruz Ing. Jorge A. Tenorio Hernández Dr. Aarón Sánchez Juárez www.cie.unam.mx

Por que instalar bajo Norma? La NORMA sirve para “ENCARECER” las instalaciones Cumplir con la NORMA puede salvar vidas. www.cie.unam.mx

Objetivos y pormenores. Asegurar instalaciones confiables para reducir el riesgo de accidentes y daños a la propiedad. Se aplica a todos los sistemas eléctricos autónomos o conectados a la red eléctrica de distribución. Los códigos y reglamentos son el producto de muchos años de experiencia, NO son guías de diseño. Las instalaciones que cumplen con los reglamentos son mas seguras y duraderas. La aplicación de los reglamentos impacta el costo del sistema. En la actualidad, se siguen instalando sistemas que no cumplen con los reglamentos. www.cie.unam.mx

Que es el NEC 2011? www.cie.unam.mx El Código Eléctrico Nacional (NEC 2011) es un documento publicado por la Asociación Nacional para la Protección contra el Fuego (NFPA). Es adoptado en USA como requerimiento para aceptar las instalaciones eléctricas. El Artículo 690 del NEC 2011 está dedicado a los Sistemas Solares Fotovoltaicos www.cie.unam.mx

NEC 2011 artículo 690 www.cie.unam.mx 1. Generalidades 2. Requerimientos de los circuitos 3. Medios de desconexión 4. Métodos de alambrado 5. Sistemas de puesta a tierra 6. Marcado e identificación 7. Conexión a otras fuentes 8. Baterías de almacenamiento 9. Sistemas mayores de 600V www.cie.unam.mx

1. Generalidades 690.1 – 690.6 Alcance, definiciones, instalación, protección contra falla a tierra y módulos AC (de Corriente Alterna)

1. Generalidades 690.1 – 690.6 690.3 Otros Artículos En caso de diferir con otros artículos aplicar los requisitos del 690 y en caso de interconexión aplicar requisitos del 705. 690.4 Instalación Identificación y agrupamiento Conductores de SFV en CC deben estar separados de los conductores de AC por una división a menos que estén eléctricamente conectados. Todos los circuitos y conductores deben ser identificados en todos los puntos de terminación, conexión y empalme

1. Generalidades 690.1 – 690.6 690.4 Instalación Organización de las conexiones a los módulos Quitar un módulo no debe interrumpir la continuidad de algún conductor puesto a tierra Equipos “Listados” Directorios de fuentes de generación en medios de desconexión tanto de C.C. como de C.A.

1. Generalidades 690.1 – 690.6 690.5 Protección contra falla a tierra (Sist. Puestos a tierra) En viviendas o techos….. Debe tener CC GFP para prevenir incendios. Debe detectar, interrumpir e indicar. Se permite la apertura del conductor puesto a tierra para interrumpir la trayectoria de falla. Etiquetado y marcado. Advertencia, los conductores normalmente puestos a tierra pueden estar energizados y no puestos a tierra.

2. Requerimientos de los circuitos 690.7 – 690.11

2. Requerimientos de los circuitos 690.7 – 690.11  

2. Requerimientos de los circuitos 690.7 – 690.11  

2. Requerimientos de los circuitos 690.7 – 690.11

2. Requerimientos de los circuitos 690.7 – 690.11 690.9 Protección contra sobrecorriente. Circuitos y equipos….. Se deben proteger todos los equipos y todos los circuitos. Dispositivos listados para C.C. y tasados a la tensión adecuada. Un solo dispositivo de protección por panel (módulos en serie). 690.11 Protección de falla por Arco AFCI. Si la tensión es ≥ 80 V en un circuito que entra en un edificio. Para protección contra incendios.

2. Requerimientos de los circuitos 690.7 – 690.11 690.11 Protección de falla por Arco AFCI. Según la estadística de la NFPA (la asociación nacional de la protección contra incendios) para el año 2005, los incendios eléctricos dañaron aproximadamente 20,900 casas, mataron 500 personas, y costaron 862 millones de dólares en daños de propiedades. Aunque los cortocircuitos y sobrecargas se cuentan por muchos de aquellos incendios, los arcos son responsables para la mayoría y son indetectables por los cortacircuitos tradicionales (no-AFCI) http://www.nachi.org/arc-fault-circuit-interrupters-spanish.htm#ixzz1y6ETyqk3

3. Medios de desconexión 690.13 – 690.18 Conductores, disposiciones adicionales, fusibles, desconectadores o interruptores automáticos e Instalación y servicio. 690.13 Todos los Conductores. Se debe instalar un medio que desconecte todos los conductores portadores de C.C. del SFV de otros conductores, exceptuando el conductor puesto a tierra. 690.14 Disposiciones Adicionales. Medio de desconexión…… Se permiten dispositivos contra sobrecorriente, diodos y desconectadores. Ubicación … Debe ser fácilmente accesible, nunca dentro de baños. Marcado como desconector del SFV Adecuado para su uso (NEMA 1 o 3R por ejemplo)

3. Medios de desconexión 690.13 – 690.18 Conductores, disposiciones adicionales, fusibles, desconectadores o interruptores automáticos e Instalación y servicio. 690.14 Disposiciones Adicionales. Para los Inversores Interactivos con la red instalados en lugares no fácilmente accesible su medio de desconexión será montado a la vista desde el inversor Desconexión de equipos FV…… Todos los equipos deben ser desconectables desde todas las fuentes. 690.16 Fusibles. Si estan energizados desde ambos lados se deben poder desconectar desde ambos lados.

3. Medios de desconexión 690.13 – 690.18 Conductores, disposiciones adicionales, fusibles, desconectadores o interruptores automáticos e Instalación y servicio. 690.17 Interruptor o interruptores automáticos. Cuando puedan estar energizados por ambos lados se debe colocar una etiqueta que lo indique. “ADVERTENCIA PELIGRO DE DESCARGA ELÉCTRICA. NO TOCAR LAS TERMINALES. LAS TERMINALES, TANTO EN EL LADO DE LÍNEA COMO EN EL DE CARGA, PUEDEN ESTAR ENERGIZADAS EN LA POSICIÓN DE ABIERTO" 690.18 Instalación y servicio de arreglos FV. Se debe emplear un medio de apertura o de puesta en corto circuito o un recubrimiento opaco, que permita desactivar un arreglo fotovoltaico para instalación y mantenimiento.

4. Métodos de alambrado 690.31 – 690.35 690.31 Métodos permitidos. Se permiten métodos de alambrado con canalizaciones y cables incluidos en este código, además de los materiales especificados para uso FV. Se permite el uso de conductores del tipo USE-2 y cables listados como cable fotovoltaico para la interconexión de los módulos FV. En sistemas con movimiento se deben usar conductores flexibles identificados como de uso pesado o extrapesado deben estar listados para uso en exterior, resistentes al agua y a la luz del sol… Tabla 690.31(C).. Los cables de “Uso rudo NO SIEMPRE ofrecen protección contra luz solar”

4. Métodos de alambrado 690.31 – 690.35 690.31 Métodos permitidos. Se permite el uso de conductores calibres 16 y 18 …. Se deberán aplicar los factores de decremento. --Dentro de inmuebles canalización metálica. --Debajo de techos dejar libre 25 cm ** Marcado y etiquetado…. Después de atravesar muros, techos, etc Canalizaciones y envolventes con el texto “Fuente de energía Fotovoltaica” -- Se debe marcar al menos cada 10ft (aprox 3m)

4. Métodos de alambrado 690.31 – 690.35 690.31 Métodos permitidos. Conductores Flexibles con trenzado de hilos finos…Se deben terminar únicamente con dispositivos aprobados para este uso.

4. Métodos de alambrado 690.31 – 690.35 690.32 Interconexión de componentes. Todos los componentes instalados en campo deben ser de las mismas características del resto del sistema. 690.33 Conectores. Deben ser polarizados, no intercambiables, prevenir contacto con partes vivas, requerir de herramienta para su apertura. Los conectores no tasados para interrumpir bajo carga deben estar marcados con la leyenda “No desconectar bajo carga”.

4. Métodos de alambrado 690.31 – 690.35 690.34 Acceso a cajas Las cajas de empalme, de paso y de salida ubicadas detrás de los paneles se deben estar aseguradas con sujetadores desmontables y conectados mediante un sistema de alambrado flexible.

4. Métodos de alambrado 690.31 – 690.35 690.35 SFV NO puestos a tierra (en flotación). Los conductores multiconductores no deben tener malla metálica. Se debe proteger contra sobrecorriente ambos conductores.

4. Métodos de alambrado 690.31 – 690.35 690.35 SFV NO puestos a tierra (en flotación). Los Inversores o controladores de carga usados deben estar listados para este propósito. Se debe colocar una etiqueta en cada caja : “ADVERTENCIA Peligro de choque eléctrico. Los conductores de C.C. de este sistema fotovoltaico no están puestos a tierra y pueden estar energizados.”

5. Puesta a tierra 690.41 – 690.50 690.41 Puesta a tierra del sistema. Los SFV de mas de 50 V deben tener un conductor puesto a tierra exceptuando los sistemas que cumplan con 630.35. Se debe identificar dicho conductor en color blanco o gris.

5. Puesta a tierra 690.41 – 690.50 690.42 Punto de conexión de la puesta a tierra del sistema. Un solo punto. ** Algunos equipos como los inversores incorporan una GFI que hace esta conexión.

5. Puesta a tierra 690.41 – 690.50 690.43 Puesta a tierra del equipo. Todas las partes metálicas se deben poner a tierra.

5. Puesta a tierra 690.41 – 690.50 690.43 Puesta a tierra del equipo. La estructura como conductor de puesta a tierra del equipo. Se deberán usar dispositivos listados para aterrizar los marcos metálicos de los módulos FV. Además deberán estar unidos al sistema de puesta a tierra.

5. Puesta a tierra 690.41 – 690.50 690.45 Calibre del conductor de Puesta a tierra del equipo. Se deberá dimensionar acorde a la tabla 250.122

5. Puesta a tierra 690.41 – 690.50 690.47 Sistema del electrodo de puesta a tierra. El calibre del conductor del electrodo de puesta a tierra no deberá ser menor que 8 AWG y no menor al calibre del conductor mas grande no puesto a tierra. Los electrodos de C.C. y de A.C. se deben unir

6. Marcado 690.51 – 690.56 690.53 Suministro FV de energía de C.C. Etiqueta con los siguientes datos: Corriente en el punto de máxima potencia [Imp]. Tensión en el punto de máxima potencia [Vmp]. Tensión máxima a circuito abierto [Voc] Corriente de corto circuito [Isc]

6. Marcado 690.51 – 690.56 690.54 Punto de interconexión del sistema interactivo. Etiqueta con los siguientes datos: Corriente nominal de salida. Tensión nominal de operación.

6. Marcado 690.51 – 690.56 690.55 SFV con almacenamiento de energía. Etiqueta con los siguientes datos: Tensión máxima de operación. Tensión de ecualización. Polaridad del conductor del circuito puesto a tierra. Propuesta: Tensión nominal de operación. Capacidad del banco de baterías en A-Hr. Modelo de las baterías. 690.56 Identificación de los suministros de energía. Toda estructura, edificio o inmueble debe tener una placa directorio con la ubicación del medio de desconexión del sistema.

7. Conexión a otros Suministros 690.57 – 690.64 690.60 Equipo interactivo Listado. 690.61 Inversor con protección anti-isla. 690.63 Interconexiones desbalanceadas. 705.100 Un inversor monofásico conectado a un sistema trifásico no debe incrementar de manera significativa el desbalanceo en tensión. Los inversores trifásicos deben desenergizar sus tres fases al mismo tiempo.

7. Conexión a otros Suministros 690.57 – 690.64 690.64 Punto de conexión. 705.12 Un inversor para interconexión a la red puede ser conectado del lado de carga en el medio de desconexión. Cada inversor debe tener un circuito derivado dedicado o un fusible desconectador. No aplica para microinversores. Conectar a un interruptor bidireccional.

8. Baterías de almacenamiento 690.71 – 690.74 690.71 Instalación. En unidades de vivienda la tensión nominal máxima es 50 V. Las partes vivas se deben proteger contra contacto accidental. Se debe instalar dispositivo limitador de sobrecorriente cuando Isc del banco de baterías sea mayor a la capacidad interruptiva del dispositivo al que alimenta. Lugar ventilado. En bancos de mas de 48 V …… GFCI. 690.72 Controlador de carga. 690.74 Interconexión de baterías. Cable flexible, resistente a la humedad, calibre mínimo 2/0 AWG.

9. Sistemas con tensión superior a 600V 690.80 Generalidades. Se debe cumplir con lo establecido en el Artículo 490 “Equipos de más de 600 volts nominales”

Otras consideraciones 110.14 Conexiones eléctricas. Terminales, empalmes. 310.10(H)(1) Conductores en paralelo Calibres mayores a 1/0 AWG Tabla 310-15(b)(3)(a). Factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una canalización o cable Tabla 310-15(b)(16) Ampacidades permisibles en conductores aislados para voltajes hasta 2000 volts y 60 °C a 90 °C. No más de tres conductores portadores de corriente en una canalización, cable o directamente enterrados, basados en una temperatura ambiente de 30 °C.

Otras consideraciones Tabla 310-15(b)(16) Ampacidades permisibles en conductores aislados para voltajes hasta 2000 volts y 60 °C a 90 °C. No más de tres. Tabla. 8 Propiedades de los conductores. Resistencia en C.C. Tabla 9. Resistencia y reactancia en corriente alterna para los cables para 600 volts, 3 fases a 60 Hz y 75 ° C. Tres conductores individuales en un tubo conduit. La evaluación de la necesidad de instalar un Sistema de Protección contra Tormentas Eléctricas se hará con base en la Norma Mexicana NMX-J-549-ANCE-2005 .

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