PPP 59061A por TUV

Ha sido muy estimulante recibir comentarios, propuestas editoriales sobre temas diversos entorno a la generación de energía fotovoltaica, todos reflejan el interés por conocer más de esta forma de generación de electricidad limpia. Algunos temas sobresalen del resto: hemos recibido aportaciones de ideas y soluciones prácticas muy particulares como es la seguridad, circunstancia determinante en esta primera etapa de la industria.

Hoy recibimos y hacemos eco de una propuesta editorial desde el área de la seguridad. El Ing. Juan Castañón, Director de Desarrollo de Negocios y fundador de Symtech Solar, nos comparte su opinión sobre el tema de seguridad y todo lo que incide en ella.

Juan es mexicano con una formación y desarrollo profesional, ahí donde se genera el mayor cúmulo de conocimiento científico y práctico dentro del mundo de la energía fotovoltaica. Con estudios de posgrado en la universidad alemana de Freiburg, hoy es ejecutivo de la empresa que junto a otros socios fundó y opera en China, Estados Unidos, Nueva Zelanda, Omán y México: Symtech Solar.

Juan Castañon. Director de Desarrollo de Negocios. Symtech Solar

Objetivos de los estándares de calidad y seguridad

En la industria de componentes eléctricos existen estándares que garantizan que los productos cumplan con requisitos de diseño, calidad y seguridad para las regiones o mercados en donde serán utilizados. Estos estándares habitualmente están vinculados a una variedad de pruebas, de corto o largo plazo, ya sean en un entorno de laboratorio o bien por medio de mediciones reales de campo.

En la industria fotovoltaica, existen estándares de calidad y seguridad para diferentes tipos de subensambles para componentes de sistemas fotovoltaicos, tales como para módulos, inversores, aisladores, cables y fijaciones mecánicas, e incluso hasta para los materiales principales de los cuales están hechos estos componentes.

Sin embargo, durante años no existían estándares para sistemas fotovoltaicos integrados con todos sus componentes. Anteriormente dichos sistemas, que al final generarían y suministrarían la energía eléctrica eran integrados formulando criterios de diseño basados no sólo en requerimientos del sitio de instalación sino en especificaciones y estándares de sus componentes.
¿Y por qué es eso?

Desafíos

El desafío para el desarrollo de un estándar comprensible sobre kits de sistemas solares es obvio, no sólo porque existe una variedad de componentes fotovoltaicos dentro del sistema al igual que un número sinfín de diferentes marcas de componentes, sino porque éstas combinaciones deben ser evaluadas con base a sus propiedades eléctricas y mecánicas, y tienen que interactuar de manera óptima entre sí siguiendo un diseño pre-configurado el cual puede variar dependiendo de las propiedades de un solo componente.

En términos simples: el camino hacia un “estándar” general y completo para kits solares es complejo, ya que los sistemas no se componen de una sola pieza.

Sin embargo, Geof Moser y Juan Castanon, socios fundadores de Symtech Solar Group, una empresa de energía renovable estadounidense que ha sido pionera en el proceso de integración de sistemas fotovoltaicos desde su inicio, con su plataforma de manufactura en Shanghai, dudaban de que esta complejidad no pudiera ser superada y continuaron en búsqueda de soluciones.

La motivación inicial de Symtech Solar fue crear un marco que garantizara la seguridad, la conformidad y el cumplimiento del código en un programa certificado cuando se acercaron a TÜV SÜD para analizar la certificación de sus kits de sistemas fotovoltaicos.

Los expertos de TÜV SÜD dirigidos por Alexander Krenz y Zhao Kai, en estrecha colaboración con Symtech Solar, desarrollaron en el transcurso de un año un nuevo estándar y pruebas de certificación para kits solares bajo la marca, “unidades de generación de energía fotovoltaica”, que en inglés significa “PV power generating units”.

El nuevo estándar TÜV SÜD PPP 59061A (en su edición inicial 2017) cubre la funcionalidad y afinidad de los sistemas y sus componentes clave, que son: módulos fotovoltaicos, inversores, sistemas de montaje, aisladores de corriente continua, cable FV, conectores y etiquetas de seguridad.
El mayor desafío en el desarrollo de este nuevo estándar, así como en el proceso de certificación, fue la combinación de varios subconjuntos de componentes para determinar su afinidad.

Parte de la norma establece que cada subconjunto de componentes incluido en el programa de certificación debe ser certificado individualmente por TÜV SÜD antes de su inclusión a cada kit. Esto asegura que cada componente de los kits es supervisado a nivel de producción, así como sus inspecciones anuales in situ. Además, los sistemas deben incluir en el diseño su diagrama eléctrico y la documentación técnica necesaria para su instalación.

Tras el largo desarrollo del estándar PPP 59061A por TÜV SÜD, Symtech Solar es la primera empresa global en la industria cuyos kits fotovoltaicos han sido aprobados, certificados y enumerados de acuerdo con este nuevo marco.

El estándar PPP 59061A sigue principalmente las normas IEC 60364-1, IEC 60364-7-712 y resume todos los componentes certificados del sistema fotovoltaico según IEC 61215, IEC 61730, IEC 62109-1, IEC 62109-2, PPP59029A, IEC 62446-1, EN 60947-3, EN 50618, EN 50521 y otras normas relevantes.

¿Cuáles son todas estas normas que sigue el estándar PPP 59061A?

IEC 60364-1 proporciona las reglas para el diseño, montaje y verificación de instalaciones eléctricas que conducen hacia seguridad de personas, ganado y propiedades contra peligros y daños, que pueden surgir en el uso coherente de instalaciones eléctricas, y para proporcionar el adecuado funcionamiento de esas instalaciones. IEC 60364-1 se aplica al diseño, montaje y verificación de instalaciones eléctricas tales como de instalaciones residenciales, comerciales, áreas públicas e industriales (se aplican otras inclusiones) rondando en los 1000 VCA y 1500 VCC.

IEC 60364-7-712 es parte de IEC 60364 y se aplica a la instalación eléctrica de sistemas fotovoltaicos destinados a suministrar la totalidad o parte de una instalación. El equipo de una instalación fotovoltaica, como cualquier otro elemento del equipo, se trata solo en lo que se refiere a su selección y aplicación en la instalación. El objeto de este documento es abordar los requisitos de seguridad del diseño que surgen de las características particulares de las instalaciones fotovoltaicas. Los sistemas de CC y las mallas FV que en particular presentan algunos riesgos además de los derivados de las instalaciones de energía de CA convencionales, incluida la capacidad de producir y mantener arcos eléctricos con corrientes que no son mayores que las corrientes de funcionamiento normales.

IEC 61215 es la norma de diseño y calificación que cubre los parámetros responsables de la degradación de los módulos fotovoltaicos, incluidos los rayos UV, la temperatura, la humedad y las cargas mecánicas.

IEC 61730 cubre múltiples partes, incluidos los requisitos de diseño y construcción para los módulos fotovoltaicos su clasificación, tipo de aplicación y seguridad.

IEC 62109-1 & IEC 62109-2 cubre los requisitos de seguridad relevantes a inversores de CC a CA, así como productos que tienen o realizan funciones del inversor, además de otras funciones, donde el inversor esté destinado para su uso en sistemas de energía fotovoltaica.

PPP 59029A prueba que cubre la estabilidad de los sistemas de montaje para diversas condiciones ambientales (calor, frío, seco, húmedo, etc.) y prueba de resistencia a la corrosión y rendimiento de durabilidad a largo plazo (pruebas de resistencia con condiciones de campo al aire libre, pruebas de cambio de temperatura y de calor húmedo)

IEC 62446-1 define la información y la documentación requerida para ser entregada a un cliente luego de la instalación de un sistema fotovoltaico conectado a la red. También describe las pruebas de puesta en marcha, los criterios de inspección y la documentación que se espera que verifiquen la instalación segura y el correcto funcionamiento del sistema. Es para uso de los diseñadores de sistemas e instaladores de sistemas fotovoltaicos conectados a la red como una plantilla para proporcionar documentación efectiva a un cliente.

EN 60947-3 se aplica a los interruptores, aisladores y unidades de combinación de fusibles que se utilizarán en los circuitos de distribución cuya tensión nominal no exceda 1000 VCA o 1500 VCC.

EN 50618 es un estándar europeo que se aplica a los cables de alimentación de un solo núcleo, libres de halógenos y, con aislamiento y vaina de enlace cruzado. En particular, para el uso en el lado (CC) de corriente continua de los sistemas fotovoltaicos, con una tensión nominal de CC de 1500 VCC entre los conductores y entre el conductor y la tierra. Dichos cables están diseñados para ser utilizados con equipos de Clase II.

EN 50521 es aplicable a los conectores de Clase A (EN 61730-1) para sistemas fotovoltaicos con tensiones asignadas de hasta 1500 VCC y corrientes nominales de hasta 125 A por contacto.

El proceso de prueba de certificación implica una gama de pruebas y verificaciones de conformidad, incluido el diseño del sistema de CC, la conformidad de la instalación, la conformidad del código eléctrico local, las protecciones, la conexión a tierra, el etiquetado y la prueba de rendimiento de salida de potencia.

Panorama

¿Cómo afectará este nuevo estándar a la industria fotovoltaica exactamente?

Gracias a este tipo de estándar, la industria se dirige hacia un enfoque más integral relacionado a la adopción de sistemas fotovoltaicos como un conjunto en su totalidad, cumpliendo su principal objetivo, que es la generación de energía limpia. También iniciará potencialmente tendencias hacia la mejora continua de los criterios de seguridad, calidad y diseño para sistemas fotovoltaicos y su aplicación en la industria dentro de las instalaciones eléctricas.

Los estándares de calidad para kits fotovoltaicos minimizan riesgos a instaladores y operadores de sistemas fotovoltaicos frente a inseguridades potenciales que pueden ocurrir debido a un diseño no conforme y errores en la selección de componentes de una instalación fotovoltaica. Además, garantizarán una mejor funcionalidad y rendimiento de la vida útil del sistema.