Protecciones Energía Solar

Fusibles en instalaciones fotovoltaicas: por qué la corriente continua lo cambia todo

La protección mediante fusibles en instalaciones eléctricas parece un concepto simple: el fusible funde cuando circula más corriente de la permitida e interrumpe el circuito. Pero ese mecanismo funciona de forma muy distinta en corriente continua que en corriente alterna, y entender esa diferencia es fundamental para elegir la protección fusible correcta en una instalación solar fotovoltaica.

En corriente alterna, la señal pasa por cero 100 veces por segundo (en un sistema de 50Hz). Cuando el elemento fusible funde y se abre el circuito, el arco eléctrico que se forma se apaga de forma natural en cada paso por cero. En corriente continua no hay paso por cero: la tensión es constante. Eso significa que el arco eléctrico que se forma al abrirse el fusible tiene que ser extinguido activamente por el diseño interno del elemento. Un fusible de AC no está diseñado para extinguir ese arco en DC: puede mantener el arco encendido indefinidamente, generar calor extremo y provocar un incendio en lugar de proteger el circuito.

Dónde se instalan fusibles en una instalación fotovoltaica aislada

• En cada string del campo de paneles: cuando hay dos o más strings conectados en paralelo, cada string debe tener su propio fusible. Si uno de los strings sufre un cortocircuito, los otros strings le inyectan corriente a través del punto de fallo. El fusible de string limita esa corriente de retro-alimentación y aísla el string defectuoso. En instalaciones con un solo string, el fusible de string es opcional pero recomendable.
• Entre el campo de paneles y el regulador de carga: protege el regulador de carga frente a cortocircuitos en el cableado del campo y limita la corriente máxima que puede llegar al equipo.
• En el circuito de baterías: el positivo del banco de baterías hacia el inversor (o el cuadro de distribución) debe protegerse con un fusible o interruptor automático dimensionado para la corriente máxima del inversor, instalado lo más cerca posible del banco. Una batería de litio o AGM puede entregar miles de amperios en caso de cortocircuito: sin fusible, un fallo en ese tramo puede ser catastrófico.
• En el cuadro DC de combiner box: instalaciones con varios strings utilizan una caja de combinación (combiner box) donde todos los strings se unen. Cada string llega con su fusible independiente a ese cuadro, donde también puede instalarse un interruptor general DC.

Tipos de fusibles DC para instalaciones fotovoltaicas

• Fusibles cilíndricos DC: el formato más habitual para la protección de strings. Se presentan en distintas tensiones nominales (hasta 1.000V DC en sistemas residenciales, 1.500V DC en instalaciones comerciales) y corrientes (típicamente 10A, 15A, 20A para strings residenciales). Su formato es similar al de los fusibles de AC pero su construcción interna es completamente diferente: arena de cuarzo como medio de extinción del arco.
• Fusibles de cuchillas para baterías: para la protección del tramo batería-inversor, donde las corrientes pueden ser muy elevadas (100A, 200A, 400A o más). Son fusibles de mayor sección con capacidad de interrupción adecuada para las corrientes de cortocircuito de los bancos de baterías.
• Portafusibles y bases para carril DIN: soportes para instalación de fusibles cilíndricos DC en cuadros eléctricos, con aislamiento adecuado para la tensión de trabajo del circuito.

Cómo dimensionar el fusible de string correctamente

El fusible de cada string debe seleccionarse según la corriente de cortocircuito (Isc) del panel multiplicada por el factor de seguridad establecido en la norma IEC 60269-6 para fotovoltaica. La regla general es:

• El fusible debe tener una corriente nominal superior a 1,25 veces la Isc del string (para no fundir en condiciones normales de irradiación máxima).
• El fusible debe tener una corriente nominal inferior a 2,4 veces la Isc del string (para asegurar que funde en caso de retro-alimentación desde los strings paralelos).
• La tensión nominal del fusible debe ser igual o superior a la tensión máxima del string (suma de Voc de todos los paneles en serie, con corrección por temperatura).

Preguntas frecuentes — Fusibles fotovoltaicos

¿Cómo identifico si un fusible es de CC o de CA?

Los fusibles específicos para corriente continua deben indicar su tensión nominal DC en el cuerpo del elemento (por ejemplo: 1000V DC o gPV según norma IEC 60269-6). Si el fusible solo indica voltaje AC (por ejemplo: 500V AC) o no especifica el tipo de corriente, no debe usarse en circuitos DC de instalaciones fotovoltaicas.

¿Qué pasa si el fusible de string tiene una corriente nominal demasiado alta?

Un fusible sobredimensionado no actuará en las condiciones para las que está diseñado. En el caso de los strings, si la corriente nominal es superior a 2,4 veces la Isc del panel, el fusible no fundirá cuando un string en cortocircuito reciba la corriente de retro-alimentación de los otros strings. El fallo del panel o del cableado seguirá existiendo sin que el fusible lo aísle.

¿Puedo sustituir un fusible de string fundido sin apagar los paneles?

No. Antes de sustituir cualquier fusible en el campo DC, debes eliminar la tensión del circuito o trabajar con las debidas precauciones de seguridad para alta tensión DC. Los portafusibles seccionables con función de aislamiento permiten retirar el cartucho fusible de forma más segura, pero en ningún caso se debe trabajar en un circuito DC activo sin los equipos de protección individual adecuados.

La protección correcta desde el principio: fusibles DC certificados para fotovoltaica

Elegir bien los fusibles de una instalación fotovoltaica no es un trámite burocrático: es una decisión de seguridad con consecuencias reales. Los fusibles incorrectos no protegen y pueden generar incendios. Los correctamente dimensionados y certificados para DC solar actúan cuando deben, aíslan el circuito afectado y protegen el resto del sistema. Si tienes dudas sobre qué fusible corresponde a cada circuito de tu instalación, consúltanos.