Cableado sin límites

Para seleccionar el cable correcto, es necesario conocer las corrientes que hay en un sistema. Para saber cómo calcular la corriente, véase el capítulo Corriente, resistencia del cable y caída de tensión.

La siguiente lista contiene ejemplos de las dimensiones de los cables correspondientes a estas corrientes, asumiendo que el cable tiene una longitud inferior a 5 metros.  

Los límites superiores de potencia del inversor más adecuados según la tensión del sistema son:

Como hemos explicado antes, es muy importante usar el grosor de cable correcto. Puede encontrar el grosor de cable adecuado en el manual del producto. Usar un cable demasiado fino tiene un efecto negativo directo sobre el rendimiento del sistema. Generalmente, el grosor del conductor del cable se indica en mm². Esto se refiere al área de la sección del conductor del cable. Aunque también se usan otras notaciones, como AWG (American Wire Gauge). Al final de este capítulo puede consultar una tabla de conversión de AWG al sistema métrico.

Tenga en cuenta que algunos cables tienen un aislamiento muy grueso y pueden parecer más gruesos de lo que realmente son. Se puede averiguar el diámetro mirando en las inscripciones del propio cable o en sus especificaciones. También se puede hacer una comprobación física. Pele un poco del aislamiento del cable y estime el diámetro del núcleo de cobre. En un cable sólido, se puede medir la sección midiendo el diámetro del núcleo, pero en uno multifilamento este método no es preciso. (Tenga en cuenta que no recomendamos el uso de cables de núcleo sólido).

Si no puede encontrar un cable lo suficientemente grueso, póngalo doble. Use dos cables por conexión en vez de uno solo muy grueso. Si hace esto, compruebe que la suma de las secciones de los dos cables es igual a la sección recomendada.  Por ejemplo, dos cables de 35 mm² equivalen a un cable de 70 mm². Los inversores/cargadores más grandes de Victron disponen de dos conexiones positivas y negativas a la batería, especialmente para este fin.

Al seleccionar los cables, evite cometer estos errores: . 

De izquierda a derecha: cable no flexible, cable de hilos gruesos, cable correcto con hilos finos, cable marino con hilos estañados correcto.

Calcular el grosor de los cables puede ser difícil. Para elegir el grosor de cable correcto, puede utilizar:

Manuales de productos:

Todos nuestros manuales incluyen recomendaciones sobre las dimensiones del cable de batería CC (y el tamaño del fusible) que es necesario usar con el producto.    

Regla general:

Para un cálculo rápido y general para cables de hasta 5 metros, puede usar esta fórmula:

Por ejemplo, si la corriente es de 200 A, el cable ha de ser: 200/3 = 66mm²

Son como cables, pero son barras rígidas de metal. Están hechas de cobre o cobre estañado. Se usan en sistemas grandes con corrientes elevadas. Proporcionan un punto positivo y un punto negativo comunes entre las baterías y varios inversores. También se usan en sistemas más pequeños, especialmente cuando hay muchos equipos CC. En este caso son una ubicación adecuada a la que conectar los diferentes cables CC.  

Para calcular el grosor del embarrado, use simplemente la sección recomendada y aplíquela a la sección del embarrado.

Por ejemplo:

Al hacer las conexiones del sistema, asegúrese de que la sección transversal de la conexión entre las baterías y el punto de distribución CC es igual a la suma de las secciones transversales necesarias para las conexiones entre el punto de distribución y los equipos CC. En la siguiente imagen puede ver ejemplos de esto.

Casi siempre es necesario proteger los embarrados, especialmente si están en el exterior. Esto es para evitar que alguien toque el embarrado o para impedir que se produzca un cortocircuito si un objeto de metal cayera por accidente entre el embarrado positivo y el negativo y cortocircuitase los dos. Una forma sencilla de hacer esto es colocar una lámina de metacrilato encima o enfrente de la barra de conexiones. Véase la imagen de la derecha.

Usted mismo puede hacer un embarrado fácilmente, solo necesita una barra de cobre o latón en la que taladrar unos agujeros para que se puedan conectar cables eléctricos a la barra. Para aplicaciones marinas, debe usarse cobre estañado o latón. Los embarrados se pueden comprar en almacenes eléctricos o de metal.  

Victron tiene varios productos que contienen embarrados. Puede encontrarlos en nuestra página de producto de sistemas de distribución CC y fusibles. Véase toda la información del producto en este enlace: https://www.victronenergy.com.es/dc-distribution-systems.

Hay varias formas de conectar cables a baterías, a productos de Victron y a otros elementos de un sistema eléctrico.

Pernos, tuercas, tornillos y terminales redondos

Los tamaños habituales de las tuercas de tornillos de los productos de Victron son métricos, como M5, M6, M8 y M10.

Los pernos que se usan en aplicaciones eléctricas suelen ser de latón estañado. Para evitar daños, aplique siempre la torsión especificada por el fabricante para apretar. Apretar demasiado puede hacer que el perno o la tuerca fallen. Consulte la torsión exacta en la documentación del producto.

Los terminales redondos conectan cables a pernos y deben ajustarse al grosor del cable. Se necesita una herramienta especial de crimpado para fijar el terminal al cable. Si el terminal del cable no tiene aislamiento, asegúrese de ponerlo después.  

Cuando conecte un terminal redondo a un perno, coloque los componentes en este orden: arandela, arandela elástica y luego la tuerca. Asegúrese de que el terminal está al ras con la superficie de montaje. No coloque nada, como arandelas o fusibles, entre el terminal y la superficie, ya que esto puede reducir la capacidad de portar corriente de la conexión.

Use herramientas aisladas para apretar la tuerca. Un cortocircuito accidental de una batería puede ser muy peligroso, y las corrientes pueden derretir su llave inglesa si no está aislada o las chispas pueden hacer que la batería explote.

Conectores de tornillo

Los conectores de tornillo son de distintos tipos, formas y tamaños, adecuados para cables gruesos o finos. Consulte en el manual del producto o en la documentación del fabricante, los tamaños de cable mínimo o máximo que se pueden usar en un conector de tornillo.

Algunos ejemplos de terminales de tornillo

De izquierda a derecha: terminal de pinza de carcasa que se eleva - terminal de placa de presión - terminal estándar

Inserción del cable

Antes de introducir el cable, pele una longitud suficiente del aislante para exponer el cable desnudo. Si es necesario, use una puntera para fijar los filamentos.    

Asegúrese de que no entra aislante en la cavidad del conector, ya que esto podría aumentar la resistencia, provocando sobrecalentamiento y llegando a derretir el conector. Por otro lado, compruebe que no se ve cable desnudo fuera del conector, ya que esto presenta riesgo de electrocución o cortocircuitos.

Los tornillos de los conectores eléctricos normalmente están hechos de latón estañado. Al apretarlos, use siempre la torsión especificada para evitar dañar el tornillo. Consulte los valores de torsión correcta en el manual del producto o en la documentación del fabricante.

Tipos de cables y terminación

En general, no use nunca cables con núcleo sólido, filamentos rígidos o gruesos o en los que los filamentos estén soldados (a menos que el terminal de tornillo esté diseñado para esto). Esto puede hacer que el contacto eléctrico no sea adecuado, lo que puede producir sobrecalentamiento o aflojamiento de la conexión.

Se recomienda usar punteras para alinear y proteger los filamentos del cable, garantizando un contacto óptimo con el conector de tornillo. Para más información, véase la siguiente sección.

Punteras

Las punteras son pequeñas fundas que se colocan en los extremo de cable pelados y mantienen los filamentos juntos para que las conexiones sean seguras.

Hay punteras de varios tamaños y tipos para diferentes cables y aplicaciones. Deben crimparse en el cable con una herramienta de crimpado especial.

Uso de punteras con terminales de tornillos

Es fundamental usar punteras para conectar cables a los terminales de tornillo, especialmente cuando no tengan una pinza o carcasa de fijación. Es necesario usarlas en estas situaciones:

Sin punteras, los filamentos de los cables pueden abrirse o quedarse enganchados en el tornillo, de modo que el contacto sea incompleto o los filamentos se dañen. Se puede ver en la imagen de la derecha: el cable de arriba tiene filamentos dañados con un mal contacto, mientras que el de abajo, protegido con una puntera, mantiene el contacto completo.

Crimpado de punteras

Use siempre una herramienta de crimpado especial para comprimir la puntera de forma segura alrededor de los filamentos del cable, garantizando una conexión duradera, segura y estanca al gas. Apretar una puntera en un cable sin crimparla hace que las conexiones sean débiles, como se muestra en la imagen de la derecha: la puntera de arriba, que no estaba crimpada, da lugar a una conexión débil, mientras que la puntera correctamente crimpada de abajo proporciona un enlace seguro.

Orientación de la puntera

Asegúrese de que el tamaño del cable y la puntera encajan en la carcasa del conector. La forma de crimpado debe coincidir con la forma de la carcasa. Al introducir la puntera, asegúrese de alinearla correctamente con la orientación de la carcasa del terminal.

Conectores rápidos (de presión)

Los conectores rápidos (de presión) son conectores de pinza con muelle. Algunos son de presión y otros tienen una palanca y un seguro para impedir que el cable se pueda sacar otra vez.

En este ejemplo se muestra cómo usarlas:

Conectores Faston

Debe crimparse un terminal Faston al cable con una herramienta de crimpado especial. Estos conectores pueden encontrarse con y sin aislante y algunos tienen características especiales, como los conectores piggy back.

Conectores MC

Estos conectores se usan solamente para conectar paneles solares a otros paneles solares o a cargadores solares.

El más habitual es el MC4. Existen otros tipos, como MC1, MC2 y MC3, pero ya no se usan. Las letras MC se refieren a MultiContact, que es el nombre de uno de los fabricantes originales que ha permanecido. Las cifras de 1 a 4 se refieren a la sección de contacto del pin en mm².

Para más información, véase el capítulo Solar.

Conectores RADLOK^TM

Amphenol ofrece conectores CC de presión Tienen un mecanismo de bloqueo positivo único que asegura el conector en su sitio y evita que se desconecte por accidente. El conector está diseñado para ser de alta fiabilidad y muy resistente a las condiciones medioambientales, como vibración, temperatura, humedad y exposición a agentes corrosivos.

Disponible en modelos de 70 - 400 A con valor nominal de hasta 1000 V, a menudo se usa con baterías gestionadas.

Conectores Anderson

Conectores con muelle fabricados en cobre estañado o recubierto de níquel para ser resistentes a la corrosión. Están disponibles en diferentes tamaños para adaptarse a distintos calibres de cable y necesidades de corriente. Se usan a menudo en automoción o aplicaciones móviles en las que se producen conexiones y desconexiones rápidas con frecuencia.

Asegúrese de que la corriente nominal se ajusta a la corriente de su sistema a plena carga. Tenga en cuenta que incrementarán la resistencia del cable si están situados entre la batería y el inversor. En ese caso, limite o evite su uso.

Conectores de encendedor de coche

Se suelen usar en aplicaciones de automoción sencillas. No pueden llevar corrientes de más de 10 A, por lo que no son adecuados para conectar un inversor. Además, tenga en cuenta que es posible que el circuito del coche tenga un fusible con un valor nominal incluso inferior a 10 A.

Cuando los use, tenga cuidado de introducir el enchufe correctamente y con suficiente profundidad. Si no se introduce correctamente, el conector puede calentarse y derretirse. Limite su uso o evítelo por completo.

Pinzas de baterías

Son solo para conexiones temporales. A menudo no tienen una corriente nominal lo suficientemente alta y nunca deben usarse de forma permanente en un sistema eléctrico. Limite su uso o evítelo por completo.

Algunas notas sobre los terminales de crimpado aislados. Estos tipos de terminales de crimpado se pueden encontrar fácilmente y son sencillos de usar.

Vienen en tres colores: rojo, azul y amarillo. Estos colores indican el color de cable que puede usarse con el terminal de crimpado:

La siguiente tabla indica la corriente máxima para cada color de terminal de crimpado cuando se usan distintas longitudes de cable.

Los terminales de crimpado están disponibles con distintas formas como se indica en la tabla siguiente.

De izquierda a derecha:

Use una herramienta de crimpado de trinquete profesional para crimpar correctamente los terminales en el cable. La acción de trinquete garantiza que se aplica la presión adecuada al crimpado. La herramienta tiene tres zonas de crimpado, indicadas con puntos de color rojo, azul y amarillo. Estos puntos se corresponden con el color del terminal de crimpado. En la siguiente imagen puede ver un ejemplo de herramienta de crimpado profesional.

Antes del crimpado, asegúrese de que el aislante del cable no se ha introducido con demasiada profundidad en el terminal de crimpado. El terminal de crimpado tiene dos secciones de crimpado diferentes: una para el núcleo del cable y otra para el aislante del cable. La herramienta de crimpado profesional crimpará ambas secciones con una presión diferente.

Tras el crimpado, es conveniente comprobar que el terminal está correctamente crimpado tirando suavemente del cable.

Al colocar y conectar cables entre los componentes de un sistema, hay varias cosas prácticas a tener en cuenta con respecto al recorrido. Aunque haya seguido las recomendaciones para colocar los cables correctamente, aún hay algunos factores relacionados con los cables que pueden causar problemas en un sistema.

Use el grosor de cable correcto y si hace falta, use cable doble.

En el capítulo Teoría de este libro se explica por qué los cables tienen que tener un determinado grosor y los efectos negativos de un cable demasiado fino. No obstante, es posible que el grosor de cable necesario no esté disponible o sea difícil de obtener. Además, los cables muy gruesos son difíciles de manejar y no se pueden doblar en ángulos acusados. En esos casos, se pueden usar dos cables en lugar de unos solo. Muchos inversores e inversores/cargadores tienen dos terminales positivas y dos negativas precisamente para esto.

Cuando se usen cables dobles, es posible que cada uno necesite su propio fusible. Los requisitos pueden variar según el país y la aplicación, le rogamos que revise la normativa local a este respecto.

Otro requisito local puede ser que cada uno de los conductores ha de poder llevar la carga completa, de modo que, en ese caso, no será posible usar cables dobles. Consulte su normativa local para saber si esto le afecta.

Use cables de la menor longitud posible:

Intente mantener los cables de corriente elevada, como batería e inversor o inversor/cargador lo más cerca posible entre sí. Pero tenga cuidado de no colocar equipos electrónicos encima de las baterías de plomo-ácido, ni siquiera si están selladas.

De esto modo, no necesitará usar cables muy gruesos. Cuanto más cerca estén las baterías, más corto será el cable y más fino podrá ser.

No olvide que los cables generan calor.

Eso se debe a la resistencia del cable cuando la corriente pasa por él. Cuanto mayor sea la caída de tensión, más calor se generará. Por ejemplo, si la caída de tensión es del 2,5 %, significa que si pasa a través del cable una potencia de 1000 W, el 2,5 % se disipará en forma de calor. De modo que para una carga de 1000 W, serán 25 W de calor.

Es importante que el calor generado pueda disiparse.

Si los cables están dentro de un conducto para cables, por ejemplo, es posible que el calor no pueda disiparse y los cables lleguen a calentarse demasiado. La única solución, en este caso, es aumentar el grosor del cable y quizá incluso ponerlo doble.

Use conductos de cable que estén abiertos por la parte superior. También puede usar cables más gruesos, de modo que la caída de tensión sea menor y, en consecuencia, se genere menos calor. Véanse los capítulos Corriente, resistencia del cable y caída de tensión y Efectos negativos de la caída de tensión del cable para más información.

Otra opción puede ser hacer funcionar el sistema a plena carga y observar los cables con una cámara térmica. De esta forma también se pueden detectar conexiones sueltas y terminales mal crimpados.

Mantenga los cables flojos en vez de tirantes

No es adecuado tener cables tensos juntos con la vibración del vehículo. Los terminales crimpados y los polos de la batería estarán sometidos a demasiada tensión y acabarán soltándose con el tiempo. Un buen ejemplo de esto es el cableado entre baterías para formar una bancada de baterías grande. Si los cables de interconexión no están un poco flojos y las baterías no son totalmente inmóviles, habrá demasiada tensión en los polos de las baterías y en los terminales de los cables, que pueden llegar a soltarse o dañarse.

Utilice pasacables antitracción

Los cables gruesos son pesados, no deje que todo el peso de una cable grueso cuelgue por completo de un inversor, un inversor/cargador o una conexión de batería. Esto es particularmente importante si la instalación está sometida a vibraciones. Los pasacables antitracción o los soportes para montaje de cables soportarán el peso del cable.

¿Cómo funciona un fusible?

Hay tres tipos de mecanismos de fusible, que son:

El fusible de “un solo uso”:

Tradicionalmente, el fusible contiene un hilo o una tira de metal que se funde en cuanto es atravesado por una corriente inaceptablemente alta. Cuando el hilo del fusible se derrite, el circuito eléctrico se rompe y ya no puede pasar más corriente por él. Una vez que el fusible se ha fundido tendrá que sustituirse por uno nuevo para que el circuito vuelva a funcionar. Estos fusibles son fusibles de un solo uso. Una vez que se han fundido no se pueden restablecer. Tienen que sustituirse por uno nuevo.

El fusible rearmable (o automático):

Otro tipo de fusibles son los automáticos, a menudo llamados disyuntores o disyuntores en miniatura (CB o MCB, por sus siglas en inglés). Estos dispositivos interrumpen el flujo de corriente cuando se detecta una corriente elevada. A veces se vuelven a conectar cuando ha pasado la situación de corriente elevada, o tienen que restablecerse manualmente. A diferencia de los fusibles tradicionales, no hace falta reemplazarlos.

Estos fusibles tienen dos formas de funcionamiento, térmico o magnético, o una combinación de ambas:

Ubicación de los fusibles CC:

Cada consumidor eléctrico que se conecte a una batería ha de tener un fusible. El fusible se coloca en el cable positivo. Cada consumidor eléctrico necesita su propio fusible. Independientemente de la potencia nominal del equipo. Las baterías pueden producir corrientes muy elevadas que pueden causar un incendio. Si el consumidor eléctrico desarrolla un fallo y se cortocircuita a nivel interno, pasará una corriente muy alta, que podría crear riesgo de incendio. Un circuito CC suele contar con un fusible principal de batería, y después se ramifica a cada uno de los consumidores. Cada consumidor eléctrico tiene un fusible independiente.    

Ubicación de los disyuntores de CA:

Los disyuntores están situados cerca del punto de entrada de la red pública o del generador en el panel eléctrico. El disyuntor de CA se sitúa en el conductor que lleva la corriente o en el conductor que lleva la corriente y en el neutro. Se usan disyuntores de uno o dos polos. Normalmente hay un disyuntor principal por cada fuente de CA, y tras él, el suministro se ramifica en varios grupos. Cada grupo tienen un disyuntor, que protege a un grupo de consumidores eléctricos de CA.

Ubicación de los disyuntores del conjunto FV:

Es necesario poner un fusible entre el conjunto FV y el cargador solar. Consulte a las autoridades locales, ya que la normativa puede ser diferente según el tipo de aplicación y el país.

Portafusibles

Los fusibles han de colocarse en portafusibles. El portafusible mantiene el fusible en su sitio de forma segura. Y en algunos casos, también proporciona aislamiento eléctrico. Los disyuntores normalmente se montan en un carril DIN. Los fusibles y los disyuntores se suelen colocar en un panel eléctrico, preferiblemente en una caja cerrada.    

Clasificación de fusibles y selección del fusible correcto:

Hay cuatro criterios para la selección de un fusible: .      

Es importante elegir el fusible correcto, que se ajuste al circuito y que se ajuste al consumo de energía de los equipos de ese circuito. La clasificación del fusible aparece en el propio fusible o puede encontrarse en su ficha técnica o en sus especificaciones.    

Corriente nominal

Si solo hay un consumidor eléctrico en ese circuito, el fusible tendrá que ajustarse a la corriente nominal de ese aparato o a la corriente nominal del cable, la que sea menor de las dos. Si hay varios consumidores eléctricos en el circuito, el fusible tendrá que ajustarse a la corriente nominal del cableado del circuito.  

Tensión nominal

La tensión nominal del fusible debe ser por lo menos igual a la tensión máxima esperada en el sistema. El fusible ha de estar específicamente clasificado para el tipo correspondiente, CC y/o CA. La mayoría de los fusibles CC son adecuados para 12 y 24 V, pero no necesariamente sirven para 48 V o más. Tenga en cuenta que no todos los fusibles o disyuntores pueden usarse en circuitos CA y CC. Si el fusible se puede usar en CA y CC, la tensión nominal de CA suele ser mayor que la de CC. Además, observe que los disyuntores pueden no ser unidireccionales, de modo que, para la CC, es importante cómo se conectan en el circuito.    

Velocidad

La velocidad de un fusible es el tiempo que necesita para abrirse cuando se produce un fallo de la corriente. Viene determinada por el material del fusible, su mecanismo, la corriente y la temperatura.    

Hay fusibles de fusión rápida y lenta:

Clasificación de velocidades de los fusibles:

Indicaciones de los fusibles

Los fusibles tienen sus valores nominales escritos. Pero es posible que falte información. Un buen lugar para encontrar más información son las especificaciones del fusible. Se pueden encontrar fácilmente en Internet o se las puede pedir al proveedor.

Resumen de tipos de fusibles

Se puede usar un interruptor de aislamiento de la batería para aislar la batería (o la bancada de baterías) del resto del circuito eléctrico. O para aislar una fuente o un consumidor eléctrico de CC de un circuito eléctrico.

Poder aislar una batería o un consumidor CC del circuito eléctrico es útil en caso de que el sistema no vaya usarse durante un cierto periodo de tiempo o para realizar tareas de mantenimiento del sistema.   Cuando seleccione un interruptor de aislamiento asegúrese de que la corriente nominal del interruptor sea adecuada para las corrientes que se pueden esperar en el sistema a plena carga.

Las normas y orientaciones sobre aislamiento de baterías varían según el país, pero se recomienda que, si la batería necesita aislamiento, solo se aísle el cable positivo de la misma.

Puede que ni siquiera sea necesario añadir un interruptor de aislamiento. Los sistemas CC siempre deben contener un fusible principal. Si se retira el fusible, también se romperá el circuito. De modo que, si es necesario hacer labores de mantenimiento en el sistema o hay que cambiar la batería, con retirar el fusible principal será suficiente para aislar la batería del resto del sistema.  

Use siempre interruptores de aislamiento de calidad. El interruptor de aislamiento añadirá resistencia al sistema. Un interruptor de mala calidad tendrá más resistencia, lo que puede aumentar la caída de tensión y causar problemas en el sistema.

Los interruptores de aislamiento tienen una corriente continua (compruebe que es CC) y una tensión nominales determinadas y a menudo también están diseñados para una corriente de 5 minutos y una corriente pico de pocos segundos.

Algunos interruptores de aislamiento no están diseñados para interrumpir la corriente (en particular, la corriente CC) y algunos interruptores de batería no pueden conmutar si hay una carga. Consulte las especificaciones técnicas del interruptor de aislamiento.

Tipos de interruptores de aislamiento:

Interruptor de batería ON/OFF 275 A de Victron Energy

MCB CC de alta corriente.

Se pueden usar portafusibles NH como disyuntores.

Sistemas con varios inversores o inversores/cargadores

Cada unidad ha de tener un fusible independiente. Asegúrese de usar el mismo tipo de fusible en cada unidad. De este modo se garantiza que cada trayecto CC tiene la misma resistencia.

No utilice un solo disyuntor o fusible grande para todo el sistema. Un cortocircuito u otro fallo en un solo inversor/cargador raramente tendrá una resistencia tan baja como para que salte el fusible grande. Si el fusible no salta, la corriente seguirá fluyendo a un nivel peligrosamente elevado que podría dañar el cableado interno o externo del inversor/cargador.

Es preferible, pero no obligatorio, mantener una conexión CC negativa continua en el sistema y que solo se conmute, proteja o se dote de un fusible a la conexión CC positiva de cada inversor/cargador. Esto se debe a la dificultad de arreglar una conexión suelta en la trayectoria negativa de la CC, sobre todo en sistemas formados por varias unidades (en paralelo, en fase dividida o en trifásica).

No obstante, no se necesita una conexión negativa continua porque ciertas instalaciones pueden necesitar que el negativo CC esté protegido con un fusible o disyuntor.

Se añade un shunt al sistema para medir el flujo de corriente y se usa para monitorizar el sistema y para calcular el estado de carga de la batería.

Un shunt es un elemento resistivo usado para medir corriente. Cuando pasa corriente por el shunt, se crea una pequeña caída de tensión proporcional a la corriente. Esta caída de tensión aumenta con corrientes más elevadas y se reduce con corrientes más bajas. Si el flujo de corriente se invierte, la caída de tensión invertirá la polaridad. Midiendo la caída de tensión a través del shunt, se puede determinar el valor y la dirección de la corriente. Esta información se puede usar para determinar cuánta corriente entra en una batería o sale de ella y calcular el estado de carga de la batería.

Un shunt tienen una corriente y una tensión nominales, por ejemplo, de 500 A y 50 mV. Esto significa que si pasa una corriente de 500 A por el shunt, habrá una caída de tensión de 50 mV (= 0,05 V) en el mismo.

El shunt ha de tener una corriente nominal que se ajuste a las máxima corriente CC que pasará por todos los consumidores eléctricos del sistema juntos.

Ejemplo: Un inversor conectado a una batería tendrá una corriente máxima igual a su valor nominal pico. Un inversor de 3000 VA con una potencia pico de 6000 W a 12 V extraerá una corriente de 500 A.  

El SmartShunt de Victron está disponible en versiones de 500 A, 1000 A o 2000 A y 50 mV. El monitor de baterías BMV de Victron viene con un shunt de 500 A y 50 mV. En caso de que este shunt no sea suficiente, será necesario uno más grande. Los shunts de 50 mV de Victron están disponibles en 500 A, 1000 A, 2000 A y 6000 A. Si usa un shunt con una tensión o corriente nominal diferente, asegúrese de cambiar los parámetros del shunt en los ajustes del monitor de baterías BMV.

Por motivos de seguridad, normalmente el shunt se coloca en el cable negativo. El shunt tiene que ser el último elemento antes de la bancada de baterías o del embarrado de la bancada de baterías. Todos los consumidores eléctricos y las fuentes de CC tienen que conectarse después del shunt. En el diagrama de la derecha se puede ver cómo conectar correctamente el shunt al sistema.  

Los shunts también pueden colocarse en otros sitios del sistema, para medir un determinado consumidor eléctrico o fuente de CC. Normalmente se conectan a un amperímetro.

Un shunt mal colocado puede ocasionar problemas, especialmente en sistemas grandes en los que hay un largo recorrido entre la batería y los inversores/cargadores. Al invertir, el inversor/cargador cercano al shunt “verá” una tensión de entrada CC inferior a la de las unidades más alejadas del shunt. Por el contrario, al cargar, las baterías cercanas al shunt “verán” una tensión de entrada CC inferior a la de las unidades más alejadas del shunt. Véanse las siguientes imágenes.

Para resolverlo, aleje el shunt del cable positivo (aunque no es lo ideal) o considere usar baterías inteligentes que generen su propio estado de carga, eliminando así la necesidad de un shunt.

El shunt no está bien colocado.

El shunt está bien colocado.

Se usan baterías Smart y no hace falta un shunt.

Se puede crear un inversor/cargador grande o trifásico conectando varios inversores/cargadores. Estas unidades se comunican entre sí y juntas conforman un gran inversor/cargador. Todas han de estar conectadas a la misma bancada de baterías. Al hacer el cableado de una instalación como esta, hay algunas consideraciones importantes con respecto a los cables de la batería.  

Para un funcionamiento correcto, es fundamental que cada unidad reciba exactamente las mismas tensiones. Para ello, el recorrido CC desde la bancada de baterías a cada una de las unidades, o desde el embarrado a cada una de las unidades, debe ser exactamente igual.  

Si hay diferencias en el grosor o la longitud de los cables entre las unidades, habrá diferencias entre las tensiones de estas unidades.  

Diferentes tensiones implican diferentes corrientes. La unidad con la tensión más baja tendrá una mayor corriente pasando por su sistema electrónico. La sobrecarga del inversor/cargador se dispara por la intensidad de esta corriente. De modo que aunque la potencia proporcionada por cada inversor sea la misma, la unidad con la menor tensión tendrá una corriente más elevada pasando por ella y entrará en sobrecarga antes que las otras unidades. La potencia total de inversor del sistema será entonces inferior porque cuando una unidad entra en sobrecarga, todo el sistema deja de funcionar. La unidad con el cableado inadecuado determinará el rendimiento de todo el sistema.  

Para conseguir un sistema equilibrado, tendrá que usar cables del mismo tipo, sección y longitud desde la bancada de baterías o los embarrados a cada unidad. Además, asegúrese de que los terminales de todos los cables son idénticos y de que todas las conexiones están apretadas con el mismo valor de torsión. Considere el uso de bornes de embarrado entre la bancada de baterías y los inversores/cargadores.  

Cuando coloque fusibles en la instalación, considere usar un solo fusible CC por fase. Si no puede disponer de un solo fusible grande, use un fusible por unidad, pero asegúrese de que son todos exactamente iguales.  

Para comprobar si el cableado de un sistema es correcto o para solucionar problemas de cableado, siga los siguientes pasos:

También puede medir la tensión en el embarrado o en la bancada de baterías y compararla con las tensiones que ha medido en los terminales de la batería de cada unidad. Todas estas lecturas de tensión deben ser idénticas.  

Para más información sobre sistemas paralelos y trifásicos véase este enlace: https://www.victronenergy.com/live/ve.bus:manual_parallel_and_three_phase_systems.

En estos sistemas, tendrá que usar embarrados, y además, es importante la forma y el orden en que los equipos están conectados al embarrado. Es importante conectar alternativamente los inversores/cargadores y los cargadores solares a los embarrados. De este modo se reducirá el flujo de corriente a través de los embarrados. En otras palabras, la corriente que llega al embarrado desde un cargador solar puede llegar por un corto trayecto directamente al inversor o a la batería. Esta corriente no necesita pasar por todo el embarrado. Así se mantiene un “tráfico” local reducido.

Flujo de corriente a través del embarrado.

No ponga todos los inversores/cargadores en un lado y los cargadores solares en otro.

Intercale los inversores/cargadores y los cargadores solares.

Si el sistema tiene baterías individuales, intercálelas también con los inversores/cargadores y los cargadores solares.

La detección de tensión es una característica del cargador de baterías. Funciona midiendo la diferencia entre la tensión de la unidad y la tensión en los polos de la batería. Tan pronto como se detecta una diferencia, la tensión de carga se incrementa para compensar las pérdidas del cable durante la carga. Esto garantiza que las baterías siempre se cargan con la tensión correcta. Esta función normalmente solo compensará pérdidas de tensión de hasta 1 V. Si las pérdidas del sistema son superiores a 1 V (por ejemplo, 1 V sobre la conexión positiva y 1 V sobre la conexión negativa), el cargador de la batería, el cargador solar o el inversor/cargador reducirán su tensión de carga de modo que la caída de tensión permanezca limitada a 1 V. Esto se debe a que si las pérdidas son superiores a 1 V, como los cables de la batería son demasiado finos y no pueden llevar una corriente elevada, será necesario reducir la corriente de carga.

También se puede usar la detección de tensión para compensar las caídas de tensión cuando se usen separadores de diodos. Un separador de diodos tiene una caída de tensión de 0,3 V en el diodo.

Algunos productos de Victron, como los inversores/cargadores o los cargadores grandes, tienen detección de tensión integrada. Para otros productos, como los cargadores solares y los cargadores de baterías Smart tendrá que añadir un Smart Battery Sense.

Si el producto tiene un terminal de detector de tensión (V-sense), se pueden conectar directamente dos cables desde el detector a los terminales positivo y negativo de la batería. Utilice un cable con una sección de 0,75 mm².  

Si un inversor/cargador está equipado con una mochila VE.Bus Smart, no serán necesarios cables para detectar la tensión porque la mochila ya lo hace. Para más información sobre la mochila VE.Bus Smart, véase este enlace: https://www.victronenergy.com.es/accessories/ve-bus-smart-dongle.

En el caso de un cargador solar o un cargador Smart, conecte un Smart Battery Sense a la batería y configure Smart Networking con la aplicación VictronConnect.  Para más información sobre el Smart Battery Sense, véase este enlace: https://www.victronenergy.com.es/accessories/smart-battery-sense.   

Detección de tensión en un sistema de almacenamiento de energía (ESS) con un cargador solar CC

En un sistema ESS (sistema de almacenamiento de energía) que solo contenga cargadores solares CC (sin inversores que alimenten a la red), el cargador del inversor/cargador está deshabilitado. Eso se debe a que el cargador solar carga la batería y la energía solar sobrante se inyecta a la red. Este proceso es controlado por el dispositivo GX. Para que funcione, el dispositivo GX configurará el cargador solar a una tensión CC mayor que la tensión CC del inversor/cargador.  

Cuando la batería esté casi llena, la tensión en la misma será ligeramente mayor que la tensión CC del inversor/cargador. Esta es la “señal” que el inversor/cargador emplea para reducir esta “sobretensión”. Para ello, inyecta energía a la red. En un sistema de 48 V, esta sobretensión se fija en 0,4 V, y en uno de 24 V en 0,2 V.  

Para que este proceso funcione correctamente, es fundamental que la batería reciba la tensión correcta del cargador solar. Hay que prestar especial atención al diseño y colocación del cableado CC, fusibles y conexiones, ya que podrían causar una caída de tensión en el sistema.  

Una caída de tensión puede reducir la “sobretensión” que el inversor/cargador necesita para inyectar energía a la red.  

Ejemplo de un sistema ESS con un cargador solar de 100 A, dos cables de 1 m y 35 mm² y un fusible de 150 A:

La solución es usar un cargador solar con compensación automática de la caída de tensión (detección de tensión). El resultado será que la tensión de salida del cargador solar aumentará ligeramente con el aumento de la corriente. Pero si el cargador solar no tiene detección de tensión, es mejor conectar el cargador solar directamente en el inversor/cargador.

Los paneles solares no pueden conectarse directamente a una batería. Es necesario colocar un cargador solar entre los paneles solares y las baterías. El cargador solar convierte la tensión del panel solar, que es más alta, en una tensión adecuada para cargar baterías. Si se conecta un panel solar directamente a la batería, esta se dañará.  

Seguridad:

Según la normativa local, puede que sea necesario instalar un fusible, un disyuntor, un ID o un interruptor de circuito de fallo de puesta a tierra (GFCI) entre los paneles solares y el cargador solar.

Conectores MC4:

En la mayoría de los casos, los paneles solares cuentan con conectores especiales resistentes al agua, normalmente conectores MC4, para su conexión a un cargador solar. Hay dos tipos de estos conectores: machos y hembras.  

El conector macho se conecta al cable positivo que viene del panel solar y el conector hembra se conecta al cable negativo.  

Si los cables del panel solar no tienen la longitud suficiente, será necesario usar un alargador. El alargador suele tener conectores MC4 ya montados. Los cables solares tienen un conector macho en un extremo y uno hembra en el otro. Así:

Los conectores MC4 pueden conectarse a cables solares de 4 mm² o 6 mm².  

Cable solar. En la izquierda está el conector MC4 macho y en la derecha está el conector MC4 hembra.

Tipos de cable solar:

El cable solar es un cable especial. Es un cable muy resistente diseñado para su uso en exteriores en instalaciones de paneles solares. Es resistente al polvo, al paso del tiempo y a la radiación UV y tiene hilos de cobre estañado.

Los cables solares para pequeños conjuntos FV, como los de aplicaciones de automoción o marinas, suelen ser de doble núcleo. En estas instalaciones, los cables también tienen que ser resistentes a la radiación UV y tener hilos de cobre estañado.

Los cables solares para pequeños conjuntos FV, como los de aplicaciones de automoción o marinas, suelen ser de doble núcleo. En estas instalaciones, los cables también tienen que ser resistentes a la radiación UV y tener hilos de cobre estañado.

Grosor del cable:

El grosor necesario para el cable solar dependerá del tamaño del conjunto solar y de su tensión. Esto determinará la corriente y esta a su vez el grosor del cable. Puede ver más información sobre esta cuestión en el capítulo Selección de cables.

Conexión a un panel solar:

Se venden dos modelos de cargadores solares, con conectores MC4 o con conectores de tornillo en la parte FV. Esta es la forma de conectarlos a un panel solar vista desde la parte trasera del panel:

Cargador solar con conectores MC4.

Cargador solar con conectores de tornillo.

En algunas ocasiones, el panel solar no tiene cables incorporados. De modo que tendrá que ponerlos usted mismo. Para ello, abra la caja de conexiones de la parte posterior del panel y conecte allí los cables. Puede usar cables solares con o sin conectores MC4. Si conecta el panel solar directamente al cargador solar, la instalación será así:

Conexión de un cargador solar a un panel solar sin usar conectores MC4.

Caja de conexiones del panel solar.

Conjuntos solares:

En muchas instalaciones solares, un panel solar no es suficiente. En esos casos, debe crearse un conjunto solar o fotovoltaico (FV). Un conjunto solar se compone de varios paneles conectados.  

Si se conectan los paneles solares en serie, la tensión aumenta y si se conectan en paralelo, disminuye. Lo mismo sucede cuando se construye una bancada de baterías con baterías independientes.  

MC4-Y - 1 macho y 2 hembras.

MC4-Y - 1 hembra y 2 machos.

Conjunto solar en serie.

Conjunto solar en paralelo.

Conjunto solar en serie/paralelo.

Conjunto solar de 200 W.

Conjunto solar de 200 W.

Conjunto solar de 400 W.

Ejemplo de tensión del conjunto cuando los paneles están conectados en serie:

Si mira las especificaciones de un panel solar de 12 V, verá que la Voc está en torno a 22 V. Para un cargador solar MPPT de 75/15, la tensión solar puede ser de hasta 75 V. Esto le permitirá conectar hasta tres paneles de 12 V en serie.

Nota sobre la corriente de carga del MPPT con diferentes tensiones de batería:

Ejemplo: Para un cargador solar MPPT 75/15, la corriente nominal es 15 A. Esta es la corriente que llega a la batería. Esto significa que con una batería de 12 V entrará menos energía en la batería que con una de 24 V.

Para ayudarle a diseñar un conjunto solar y combinarlo con el cargador solar correcto:

Use la calculadora de dimensionamiento de MPPT de Victron. Véase: https://www.victronenergy.com.es/solar-charge-controllers.