Skip to main content

Cableado sin límites

2. Teoría

En esta sección:

Podrá aprovechar mejor este libro si conoce la teoría eléctrica básica. Esto le ayudará a entender los factores que determinan el grosor de los cables y los valores nominales de los fusibles. Quizá ya esté familiarizado con estos conceptos básicos y pueda saltarse este capítulo, pero le recomendamos encarecidamente que lo lea.

2.1. Ley de Ohm

La ley de Ohm es la más importante de un circuito eléctrico. Es la base de casi todos los cálculos eléctricos. Permite calcular la corriente que atraviesa un cable (o un fusible) a diferentes tensiones. Es fundamental saber cuánta corriente circula por un cable para poder elegir el cable correcto para cada sistema. En primer lugar, se necesitan ciertos conocimientos básicos sobre la electricidad.

¿Qué es la electricidad?

La electricidad es el movimiento de electrones en un material, llamado conductor. Este movimiento genera una corriente eléctrica. Esta corriente se mide en “amperios” y su símbolo es la letra A.

La fuerza necesaria para que los electrones fluyan se llama tensión (o potencial). Se mide en “voltios” y su símbolo en la letra V (en Europa también se denomina U).

Cuando la corriente eléctrica pasa a través de un material encuentra cierta resistencia. Esta resistencia se mide en ohmios, que se representan con la letra griega Ω.

Ohms_law_cartoon.png

Relación entre tensión, corriente y resistencia:

  • Cuando la resistencia es baja, se mueven muchos electrones y la corriente es alta.

  • Cuando la resistencia es más alta, se mueven menos electrones y la corriente es más baja.

  • Cuando la resistencia es muy alta, no se mueve ningún electrón y la corriente se detiene.

Ley de Ohm:

Se puede decir que la resistencia de un conductor determina la cantidad de corriente que atraviesa un material a una tensión concreta. Esto puede expresarse con una fórmula conocida como la Ley de Ohm:

Ohms_law_formula.PNG

2.2. Potencia

La Ley de Ohm describe la relación entre resistencia, corriente y tensión. Pero hay otra unidad eléctrica que puede obtenerse a partir de la ley de Ohm: la potencia.

La potencia expresa la cantidad de trabajo que una corriente eléctrica puede realizar. Se mide en vatios y su símbolo es P. Se puede calcular con la siguiente fórmula:

Power_formula.PNG

También pueden obtenerse otras fórmulas a partir de la ley de Ohm. Todas las fórmulas posibles figuran en la imagen siguiente. Recuerde que a nivel mundial se usan dos símbolos para representar la tensión. U o V.  

Ohmm_law_wheel.png

Algunas de estas fórmulas son muy útiles para calcular la corriente de un cable. La siguiente fórmula se usa con frecuencia:

Current_law.PNG

Con ella se puede calcular cuánta corriente pasa por un cable si se conocen la tensión y la potencia.

Ejemplo de aplicación:

Pregunta:

  • Si se tiene un batería de 12 V conectada a una carga de 2400 W. ¿Qué intensidad de corriente pasa por el cable?  

Respuesta:

  • V = 12 V

  • P = 2400 W

  • I = P/V = 2400/12 = 200 A

Current_in_cable.png

Las ventajas de usar potencia en vez de corriente en los cálculos:

Una gran ventaja de usar la potencia en los cálculos o en las mediciones es que la potencia es independiente de la tensión. Esto es útil en sistemas con diferentes tensiones. Por ejemplo, en un sistema con una batería CC, potencia CA y tal vez un panel solar con una tensión CC distinta de la de la batería.

La potencia sigue siendo la misma a las diferentes tensiones. Por ejemplo, si hace funcionar una carga CA de 2400 W a través de un inversor a partir de una batería de 12 V, también tomará 2400 W de la batería (ignorando las ineficiencias del inversor).

Current_calculations_-_complete.png

2.3. Conductividad y resistencia

Algunos materiales conducen la electricidad mejor que otros. Los materiales con baja resistencia conducen bien la electricidad, y los que tienen una resistencia elevada no la conducen o lo hacen de forma deficiente.

Los metales tienen baja resistencia, por lo que conducen bien la electricidad. Estos materiales se denominan conductores. Por esta razón se usan como núcleo de los cables eléctricos.  

El plástico y la cerámica presentan una resistencia muy alta, no conducen la electricidad en absoluto. Se les llama aislantes. Por esto es por lo que se usan materiales no conductores, como plástico o goma, en el exterior de los cables. El contacto con el cable no provoca una descarga eléctrica porque la electricidad no puede trasladarse a través de estos materiales. Los aislantes también se usan para evitar cortocircuitos si dos cables llegaran a tocarse.

Electron_flow.png

A: En un conductor, los electrones se pueden mover.

B: En un aislante, los electrones no se pueden mover o lo hacen muy despacio.

Cada material tiene su propia resistencia específica. Se mide en ohmios-metro y se representa con la letra griega ρ (rho).

La conductividad de un material es inversamente proporcional a su resistencia. Se representa con su fórmula: σ = 1/ρ. Se mide en Siemens por metro (S/m) y su símbolo es σ (sigma).

La siguiente tabla muestra distintos materiales conductores, su conductividad eléctrica y su resistencia específica. Se puede ver que el cobre conduce la electricidad bien y tiene baja resistencia. Se puede ver que el cobre es un conductor excelente con baja resistencia, por lo que se usa habitualmente en cables eléctricos. Por el contrario, el titanio tiene poca conductividad eléctrica y una mayor resistencia específica, lo que hace que sea menos adecuado como conductor eléctrico.

Material

Conductividad eléctrica (10.E6 Siemens/m)

Resistividad eléctrica (10.E-8 Ohm.m)

Plata

62.1

1.6

Cobre

58.5

1.7

Oro

44.2

2.3

Aluminio

36.9

2.7

Molibdeno

18.7

5.3

Zinc

16.6

6.0

Litio

10.8

9.3

Latón

15.9

6.3

Níquel

14.3

7.0

Hierro

10.1

9.9

Paladio

9.5

10.5

Platino

9.3

10.8

Tungsteno

8.9

11.2

Estaño

8.7

11.5

Bronce

7.4

13.5

Acero al carbono

5.9

16.9

Plomo

4.7

21.3

Titanio

2.4

41.7

Hay otros dos factores que determinan la resistencia del cable. Se trata de la longitud y el grosor del conductor (el cable):

Estos factores se relacionan del siguiente modo:

  • Un cable fino tiene más resistencia que un cable grueso de la misma longitud.

  • Un cable largo tiene más resistencia que un cable corto del mismo grosor.

La resistencia de una determinada longitud de cable puede calcularse con la siguiente fórmula:

Specific_resistance_fromula.PNG

Al igual que en la fórmula anterior, hay tres factores que determinan la resistencia del cable. A saber:

  • La resistividad eléctrica del material usado.

  • La longitud del cable, una cable más largo presenta una mayor resistencia.

  • El diámetro del cable, una cable más fino presenta una mayor resistencia.  

Es importante conocer la resistencia de un cable porque cuando una corriente pasa por él, su resistencia causa dos efectos:

  • Caída de tensión (pérdida) a lo largo del cable.   

  • Calentamiento del cable.

Si la corriente aumenta, estos efectos se agravan. Una corriente mayor aumentará la caída de tensión y el cable se calentará más.

Ejemplo de cálculo de la resistencia de un cable:

Pregunta:

  • ¿Cuál es la resistencia de una cable de 1,5 m y 16 mm²?  

Siendo:                                                                          

  • ρ cobre = 1,7 x 10-8Ω/m

  • l = 1,5 m

  • A = 16 mm2 = 16 x 10-6 m2

Respuesta:

  • R = ρ x I/A

  • R = 1,7 x 10 -8 x 1,5/(16 x 10-6)

  • R= 1,7 x 10-2 x 1,5/16

  • R = 0,16 x 10-2 = 1,6 x 10-3

  • R = 1,6 mΩ

Efecto de la longitud del cable:

Usemos el ejemplo anterior para calcular la resistencia de un cable de 5 metros. El resultado es que la resistencia es de 5,3 mΩ. Al usar un cable más largo, la resistencia aumenta.  

Efecto del grosor del cable:

Usemos el ejemplo anterior para calcular la resistencia de un cable de 2,5 mm² de sección. El resultado es que la resistencia es de 10,2 mΩ. Al usar un cable más fino, la resistencia aumenta.

Conclusión:

Tanto el grosor como la longitud del cable tienen un efecto considerable en la resistencia del cable.

2.4. Aislamiento eléctrico

Los aislantes eléctricos se usan para evitar el flujo de corriente eléctrica desde una parte de un circuito eléctrico a otra y para proteger a las personas y a los equipos de las descargas eléctricas.

Como muestra la tabla del capítulo anterior, los materiales que no conducen bien la electricidad se denominan aislantes.

Algunos ejemplos de aislantes eléctricos son la goma, el plástico, el cristal, la cerámica y el aire. Estos materiales se usan en distintas aplicaciones eléctricas, como aislamiento para cables y equipos eléctricos y como recubrimiento de componentes eléctricos.

Los aislantes eléctricos son fundamentales para garantizar el funcionamiento seguro y eficiente de los sistemas eléctricos y evitar los riesgos de la electricidad.

Como regla general, cuanto mayor sea la tensión, más grueso o mejor debe ser el aislante. Por esto es por lo que, por ejemplo, los cables que entran y salen de un conjunto solar de alta tensión son especiales.

Los cables y las herramientas eléctricas con aislamiento tienen una tensión máxima nominal específica. Asegúrese de que esta tensión nominal es adecuada para su aplicación.

2.5. Resistencia de las conexiones

La resistencia de una instalación eléctrica no viene solo determinada por la resistencia del cable, la resistencia de las conexiones eléctricas también contribuye a la resistencia total.

Creación de la resistencia de la conexión:

Siempre que se hace una conexión entre un cable y un aparato o entre un cable y un conector aumenta la resistencia del circuito. El grado de resistencia depende de la calidad de la conexión y del tamaño de la zona de conexión.

  • Una conexión apretada tendrá menos resistencia que una suelta.

  • Una zona de conexión amplia tendrá menos resistencia que una pequeña.

Cómo limitar la resistencia de la conexión:

  • Haga conexiones apretadas y seguras. Asegúrese de que los conectores están bien apretados sin exceder la torsión máxima. Para más información, véase el capítulo Torsión.

  • Añada siempre una arandela y una arandela elástica en el orden correcto en las conexiones de tuerca o perno, como se indica en la imagen de la derecha.

  • Crimpe correctamente los terminales del cable al cable. Use una herramienta de crimpado adecuada y un terminal de cable correctamente dimensionado. Para más información, véase el capítulo Terminales de crimpado:

MP-II_connection_of_battery_cables.png

Tenga en cuenta que la resistencia también generará calor:

Una conexión inadecuada con una alta resistencia generará demasiado calor. La relación entre potencia, corriente y resistencia se expresa con la fórmula P = I²R. En CC de extra baja tensión, incluso una pequeña cantidad de resistencia puede ocasionar temperaturas peligrosas que dañen el equipo y los cables y lleguen hasta a causar un incendio en casos graves.

2.6. Torsión

Como se describe en el capítulo anterior, es importante hacer conexiones eléctricas bien apretadas, ya que las conexiones sueltas crearán resistencia y calor y posiblemente corrosión debido a un arco eléctrico. No obstante, tenga cuidado de no apretar demasiado estas conexiones, ya que se puede dañar la sujeción del conector.

Las sujeciones, los tornillos y los pernos de las conexiones eléctricas están fabricadas a menudo con latón estañado. Con frecuencia se asume erróneamente que estas sujeciones están hechas de acero inoxidable y se aprietan demasiado y terminan por dañarse.

Utilice siempre una llave dinamométrica (o un destornillador dinamométrico) que le permita saber si está apretando el perno o el tornillo correctamente.

Tenga en cuenta que nuestros productos tienen pernos de conexión métricos. Las roscas usadas habitualmente son M4, M5, M6, M8 y M10. Los valores de torsión recomendados en nuestra documentación están expresados en N.m (Newton.metro).

Torque_screwdriver.jpg

Destornillador dinamométrico aislado.

Torque_wrench.JPG

Llave dinamométrica aislada.

Cómo usar correctamente una llave dinamométrica

Para usar una llave dinamométrica siga los siguientes pasos:

  1. Elija el ajuste de torsión correcto según el manual. La llave dinamométrica debe tener una escala o dial que pueda ajustarse en el valor de torsión deseado.

  2. Coloque la llave dinamométrica en la sujeción (tuerca, perno o tornillo).

  3. Use la llave dinamométrica para aplicar fuerza a la sujeción, girándola hasta alcanzar el valor de torsión deseado.

  4. Normalmente la llave dinamométrica hará click o dará alguna señal para indicar que se ha alcanzado el ajuste de torsión deseado. Compruebe el valor de torsión con un dispositivo para medir la torsión, si lo tiene.

Aviso

Tenga en cuenta que cuando use una llave dinamométrica es importante seguir las instrucciones y orientaciones del fabricante para garantizar la precisión y no dañar la herramienta o el equipo en el que se esté trabajando.

La torsión máxima para pernos de latón puede variar en función de factores como el tipo de latón, el tamaño y la longitud del perno y el uso previsto. La torsión máxima para los pernos de latón suele ser menor que la de los pernos de acero del mismo tamaño.

Normalmente el manual del producto indicará el máximo momento de torsión para las conexiones eléctricas. Pero si faltase esta información, puede usar la tabla siguiente para tuercas, pernos y tornillos de latón.

Máximos valores de torsión para sujeciones de latón (H62):

Rosca

Torsión máxima en N.m

Equivalente en lbf.ft

Equivalente en lbf.in

M2.5

0.6

0.4

5

M3

1

0.7

49

M4

2.9

2.1

26

M5

5

3.7

44

M6

6

4.4

53

M8

12

8.9

106

M10

24

17

212

M12

40

30

354

Aviso

Tenga en cuenta que estas son estimaciones aproximadas que pueden variar según la aplicación concreta, de modo que es importante consultar el manual del producto o las orientaciones técnicas para determinar el valor de torsión correcto. Una torsión excesiva del perno puede dañarlo o hacer que el propia perno o los componentes que se están fijando fallen.

2.7. Corriente, resistencia del cable y caída de tensión

Una tensión baja resulta en una corriente elevada:

Como ya se ha explicado, la corriente que pasa por un circuito eléctrico para una carga fija es diferente para distintas tensiones del circuito. Cuanto mayor sea la tensión, menor será la corriente.

A continuación se muestra un resumen de la cantidad de corriente que pasa por tres circuitos diferentes en los que la carga es la misma, pero la tensión de la batería es diferente:

Current_calculations_-_Battery_bank_voltages.png

La resistencia del cable genera una caída de tensión a lo largo del mismo:

Además, como ya hemos visto, un cable tiene una resistencia determinada. El cable forma parte del circuito eléctrico y puede considerarse como una resistencia.

Cuando la corriente pasa por una resistencia, esta se calienta. Lo mismo sucede en un cable: cuando la corriente pasa por el cable, este se calienta y se pierde energía en forma de calor. Estas pérdidas reciben el nombre de pérdidas del cable. La potencia perdida se puede calcular con la siguiente fórmula:

Power_formula_2.PNG

Otra consecuencia de las pérdidas del cable es que se generará una caída de tensión a lo largo del cable. La caída de tensión se puede calcular con la siguiente fórmula:

Voltage_formula.PNG

Las leyes 1ª y 2ª de Kirchhoff:

Para poder calcular el efecto de una caída de la tensión del cable, será necesario conocer otras dos leyes eléctricas: las leyes 1ª y 2ª de Kirchhoff:

Ley de la corriente de Kirchhoff (1ª ley):

La corriente que llega a un nudo debe ser igual a la corriente que sale de él.

Un ejemplo de esto es un circuito en paralelo. La tensión de cada resistencia es la misma mientras que la suma de las corrientes que atraviesan cada resistencia es igual a la corriente global.

Current_calculations_-_paralell_circuit.png

Ley de la tensión de Kirchhoff (2ª ley):

La suma de todas las tensiones de una malla cerrada de un circuito debe ser igual a cero.

Aquí ocurre justo lo contrario. En un circuito en serie, la corriente que atraviesa cada resistencia es la misma, mientras que la suma de las tensiones de cada resistencia es igual a la tensión global.

Current_calculations_-_series_circuit.png

Ejemplo de cálculo de la caída de tensión:

Ahora vamos a usar en ejemplo práctico en el que un inversor está conectado a una batería de 12 V para calcular las pérdidas del cable. En el circuito de la derecha, tenemos un inversor de 2400 W conectado a una batería de 12 V con dos cables de 1,5 m de longitud y 16 mm2 de sección.

Como habíamos calculado antes, cada cable tiene una resistencia de 1,6 mΩ. Con este dato, podemos calcular la caída de tensión a lo largo de un cable:

  • Una carga de 2400 W a 12 V crea una corriente de 200 A.

  • La caída de tensión de un cable es: V = I x R = 200 x 0,0016 = 0,32 V.

  • Puesto que hay dos cables: el positivo y el negativo, la pérdida total de tensión en el sistema es de 0,64 V.

  • Debido a la caída de tensión de 0,64 V, el inversor ya no recibe 12 V, sino 12 - 0,64 = 11,36 V.

Cable_resistance_-_Simple.png

La potencia del inversor es constante en este circuito. De modo que cuando cae la tensión en el inversor, la corriente aumenta. Recordemos que I = P/V.

Ahora la batería suministrará más corriente para compensar las pérdidas. Esto significa, en el ejemplo anterior, que la corriente aumentará hasta 210 A.

Esto hace que el sistema sea ineficiente porque se ha perdido el 5 % (0,64/12) de la energía total. Esta energía perdida se ha transformado en calor.

voltage_drop_circuit.png

Cómo reducir la caída de tensión:

Es importante mantener la caída de tensión lo más baja posible. La forma obvia de reducirla es aumentar el grosor del cable o acortarlo tanto como sea posible. Pero hay otra cosa que se puede hacer: aumentar la tensión del circuito eléctrico. La caída de tensión del cable varía según la tensión de la batería (sistema). En general, cuanto mayor sea la tensión del circuito, menor será la caída de tensión.  

Ejemplo:

Si miramos la misma carga de 2400 W, pero ahora la tensión del sistema es de 24 V o 48 V:  

  • La carga de 2400 W a 24 V creará una corriente de 2400/24 = 100 A.

  • La caída de tensión total será de 2 x 100 x 0,0016 = 0,32 V (= 1,3%).  

  • Y a 48 V la corriente será de 50 A. La caída de tensión es de 0,16 V (= 0,3 %).

voltage_drop_circuits.png

¿Qué caída de tensión se puede permitir?

Esto nos lleva a la siguiente cuestión: ¿cuál es la caída de tensión que se puede permitir? Hay distintas opiniones, pero recomendamos marcarse como objetivo que la caída de tensión no supere el 2,5 %. Esto se presenta en la siguiente tabla para las distintas tensiones:

Tensión del sistema

Porcentaje

Caída de tensión

12 V

2,5 %

0,3 V

24 V

2,5 %

0,6 V

48 V

2,5 %

1,2 V

Hay otros factores, además de la resistencia del cable, que crean resistencia:

Es importante entender que la resistencia no solo se produce en el propio cable. Cualquier otro elemento que la corriente tenga que atravesar en su camino creará una resistencia adicional.

Estos son algunos elementos que pueden contribuir a la resistencia total:

  • Grosor y longitud del cable

  • Fusibles  

  • Derivadores 

  • Interruptores o disyuntores

  • La calidad y la idoneidad de los terminales del cable y si se han crimpado bien en el cable. 

  • La calidad y lo bien apretadas que estén las conexiones eléctricas.

Y preste especial atención a:

  • Conexiones flojas

  • Contactos sucios o con corrosión.

  • Terminales de cables mal crimpados.

Se añadirá resistencia al circuito eléctrico cada vez que se establezca una conexión, o si se coloca algo en el trayecto desde la batería hasta el inversor.

Estos son algunos elementos que pueden contribuir a la resistencia total:

  • Cada conexión de cable: 0,06 mΩ.

  • Un shunt de 500 A: 0,10 mΩ.

  • Un fusible de 150 A: 0,35 mΩ.

  • Un cable de 2 m y 35 mm²: 1,08 mΩ.

Cable_resistance_schematic.PNG

2.8. Efectos negativos de la caída de tensión del cable

Ahora ya sabemos lo que es necesario hacer para mantener en un nivel bajo la resistencia de un circuito para evitar las caídas de tensión. Pero ¿qué efectos tiene una caída de tensión fuerte en un sistema?

Estos son los efectos negativos de una caída de tensión elevada:

  • Se pierde energía y el sistema es menos eficiente. Las baterías se descargarán más rápido.

  • Aumentará la corriente del sistema. Esto puede hacer que los fusibles CC se fundan.

  • La presencia de corrientes altas en el sistema pueden provocar sobrecargas prematuras del inversor.

  • Si se produce una caída de tensión durante la carga, las baterías no se cargarán del todo.

  • El inversor recibe una tensión más baja de la batería. Esto puede activar alarmas de baja tensión.

  • Los cables de la batería se calientan. Esto puede hacer que el aislamiento del cable se derrita o causar daños en los conductos de los cables o el equipo conectado. En situaciones extremas, el calentamiento del cable puede provocar un incendio.

  • Todos los equipos conectados al sistema verán su ciclo de vida reducido.

Para evitar las caídas de tensión:

  • Use cables de la menor longitud posible.

  • Use cables con suficiente grosor.

  • Apriete bien las conexiones, pero no demasiado. Siga las recomendaciones sobre torsión del manual.

  • Compruebe que los contactos están limpios y no presentan corrosión.

  • Use terminales de cable de calidad y móntelos con la herramienta adecuada (crimpadora).

  • Use interruptores de aislamiento de baterías de calidad.

  • Reduzca el número de conexiones de cada tramo de cable.

  • Utilice puntos de distribución o embarrados CC.

  • Respete la legislación sobre conexiones.

Es conveniente medir la caída de tensión del sistema una vez que se ha terminado una instalación eléctrica con baterías. Recuerde que las caídas de tensión se suelen producir en situaciones de corriente alta. La caída de tensión es mayor cuando la corriente aumenta. Esto ocurre cuando un inversor tiene conectada una carga máxima o cuando el cargador de la batería está cargando a plena corriente.

Cómo medir la caída de tensión en un sistema con un inversor, por ejemplo:

  • Cargue el inversor con potencia máxima.

  • Mida la tensión en el cable negativo entre la conexión del inversor y el polo de la batería.

  • Haga lo mismo con el cable positivo.

Measure_voltage_drop_A.png

Cómo medir la caída de tensión cuando la batería está muy lejos o en otra sala o recinto:

  •  Cargue el inversor con potencia máxima.

  • Mida la tensión en las conexiones CC del interior del inversor.

  • Mida la tensión en los polos de la batería

  • Compare las lecturas. La diferencia entre ellas es la caída de tensión.

Measure_voltage_drop_B.png

2.9. Tensión de ondulación

Una de las consecuencias negativas de una caída de tensión fuerte en un sistema es la ondulación.

La ondulación se produce en sistemas con un inversor:

La ondulación aparece en sistemas en los que la fuente de alimentación es una batería (CC) y la carga es un dispositivo CA. Este es el caso de los sistemas que tienen un inversor. El inversor se conecta a las baterías pero alimenta una carga CA.

inverter_connected_to_battery.png

La caída de tensión es el mecanismo subyacente a la ondulación:

El mecanismo que provoca la ondulación está directamente relacionado con la caída de tensión que se produce en los cables CC cuando un sistema tiene una carga y la corriente de la batería es alta. Una corriente elevada produce una caída de tensión alta. Esto se agrava especialmente cuando se usan cables finos.

La caída de tensión del sistema en su totalidad puede ser aún mayor, sobre todo si se usan baterías de plomo-ácido demasiado pequeñas, viejas o dañadas. La caída de tensión no solo se producirá en los cables, sino también en la propia batería.   La ondulación está relacionada con el fenómeno por el que cuando un inversor alimenta una carga grande, la tensión CC del sistema se cae. Pero la tensión del sistema se recupera una vez que la carga se apaga.  Este proceso se representa en la siguiente imagen.

  1. La tensión medida en el inversor es normal. En este ejemplo es de 12,6 V.

  2. Cuando se enciende una carga grande, la tensión de la batería cae hasta 11,5 V.

  3. Cuando se apaga la carga, la tensión de la batería suele volver a 12,6 V.

Voltage_drop_basics.png

¿Cómo se genera la ondulación?

Los siguientes pasos componen la secuencia de creación de la ondulación:

1. El inversor convierte una tensión CC en una tensión CA.

Ripple_step_1.png

2. La carga conectada al inversor crea una corriente CA en el inversor.

Ripple_step_2.png

3. Esta corriente CA produce (a través del inversor) una corriente CC fluctuante en la batería.

Ripple_step_3.png

4. El resultado de esta corriente CC fluctuante es el siguiente:

  • Cuando la corriente CC alcance su pico, la tensión de la batería se caerá.

  • Cuando la corriente CC caiga, la tensión de la batería se recuperará.

  • Cuando la corriente CC alcance su pico, la tensión de la batería se caerá otra vez.

  • Y así una y otra vez.

Ripple_step_4.png

La tensión CC seguirá subiendo y bajando y ya no será constante. Ahora es fluctuante. Subirá y bajará unas 100 veces por segundo (100 Hz). La cantidad de tensión CC fluctuante se denomina tensión de ondulación.

Ripple_graph.png

Cómo medir la ondulación:

Al medir la ondulación, recuerde que esta solo se produce cuando el sistema tiene carga completa. Solo se puede detectar la ondulación cuando el inversor está alimentando una carga completa o cuando hay un cargador cargando con una corriente alta. Lo mismo sucede a la hora de medir la caída de tensión.

La ondulación puede medirse de estas dos formas:

  • Con un multímetro. Seleccione el modo CA en el multímetro. Mida en las conexiones CC del inversor. Ahora está midiendo la componente de CA de la tensión CC. Esta tensión CA es la tensión de ondulación.

  • Con VEConfigure, que hace un seguimiento de la ondulación.

Ripple_measurement.PNG

Consecuencias negativas de la ondulación:

Puede haber una pequeña cantidad de ondulación sin un efecto medible. Pero la ondulación excesiva puede tener un impacto negativo.

Consecuencias negativas de la ondulación excesiva:

  • La vida del inversor se verá reducida. Los condensadores del inversor intentarán aplanar la ondulación todo lo posible y, como resultado, envejecerán antes de tiempo.

  • La vida de otros equipos CC del sistema también se verá reducida. Sufren la ondulación al igual que los inversores.

  • Las baterías envejecerán antes de tiempo. Cada ondulación es como un mini ciclo para la batería, de modo que la vida útil de la batería se verá reducida debido al aumento del número de ciclos.

  • La ondulación durante el proceso de carga reducirá la potencia de carga. Las baterías tardarán más en cargarse.

Alarmas de ondulación:

Los inversores o inversores/cargadores tienen una alarma de ondulación integrada. Hay dos niveles de alarma de ondulación:

  • Prealarma de ondulación: Los LED de sobrecarga y de batería baja parpadean y la unidad se apagará transcurridos 20 minutos.

  • Alarma de ondulación completa:  Los LED de sobrecarga y de batería baja se encienden y la unidad se apaga.

Estos son los niveles de alarma de ondulación de diferentes modelos de inversor/cargador a las distintas tensiones CC y del MultiPlus Compact independientemente de la tensión:

Tensión del sistema

Prealarma de ondulación (20 min)*

Alarma completa de ondulación (3 s)*

Regulación de la carga

12 V

1,50 V

2.50

1.4

24 V

2,25 V

3.75

2.1

48 V

3,00 V

5.00

2.8

Solo MultiPlus Compact (independientemente de la tensión CC)

1,50 V

2,5 V

0,8 V

*) Todas las tensiones son RMS.

Cómo se arregla la ondulación:

La ondulación solo aparecerá cuando haya una caída de tensión en el sistema. Para solucionar los problemas de tensión de ondulación, será necesario reducir la caída de tensión. Para ello, habrá que reducir la resistencia en el trayecto desde la batería al inversor y de vuelta a la batería. Para más información, véase el capítulo Corriente, resistencia del cable y caída de tensión.  

Para arreglar una ondulación elevada en un sistema será necesario hacer lo siguiente:  

  • Acortar los cables de batería demasiado largos.

  • Usar cables más gruesos.

  • Revisar las conexiones de los fusibles, shunts e interruptores de aislamiento de las baterías.

  • Revisar las especificaciones de los fusibles, shunts e interruptores de aislamiento de las baterías.

  • Comprobar que no haya terminales ni conexiones de cables sueltas.

  • Comprobar que no haya conexiones sucias o corroídas. 

  • Comprobar que no haya baterías en malas condiciones, viejas o demasiado pequeñas.

  • Utilizar siempre componentes de buena calidad en el sistema.

Cable_resistance_-_Complex_.png