La guia definitiva dels cables i cables del panell solar

Els cables solars, essencials per connectar els components integrals d'un sistema fotovoltaic, estan disponibles en una varietat de tipus. Aquests cables serveixen principalment per establir connexions entre quatre components clau: el panell solar, l'inversor, el controlador de càrrega i les bateries.

La selecció del tipus de cable adequat és primordial per al funcionament i l'eficiència perfecta d'un sistema fotovoltaic. Optar per un cable solar inadequat pot comportar la impossibilitat de subministrar la tensió requerida, provocant que no s'engeguin les unitats elèctriques o que el banc de bateries no arribi a una càrrega completa. La importància d'escollir el cable solar correcte no es pot exagerar, ja que afecta directament el rendiment global i la fiabilitat del sistema fotovoltaic.

A grans trets, els cables de panells solars es poden classificar en dos tipus principals: filferro simple o sòlid i cable trenat. El cable únic o sòlid es caracteritza per un únic nucli de filferro metàl·lic, que està aïllat per una funda protectora, tot i que també hi ha opcions nues disponibles. Aquest tipus és adequat per a aplicacions estàtiques, per la qual cosa és una opció favorable per al cablejat elèctric domèstic. Malgrat la seva rendibilitat i un diàmetre més compacte per a la mateixa capacitat de càrrega, un sol cable està disponible principalment en calibres més petits.

D'altra banda, el cable trenat consta de múltiples conductors retorçats junts i tancats en una jaqueta protectora, formant un cable multifilament flexible. El cable solar trenat presenta una major flexibilitat, el que el fa ideal per a aplicacions que impliquen moviments freqüents. Es recomana optar per cables trenats estàndard si el vostre sistema solar està instal·lat en una zona propensa a forts vents o sotmesa a vibracions regulars. A causa de la presència de múltiples conductors en una sola tirada, el cable trenat ofereix una conductivitat millorada. Tanmateix, és important tenir en compte que el filferro trenat normalment té un diàmetre més gran i té un cost més elevat. El cable trenat estàndard es tria habitualment per a instal·lacions més grans i exteriors.
 

Els cables solars es classifiquen més en funció del material conductor utilitzat, i les opcions habituals són l'alumini i el coure tant per a instal·lacions domèstiques com comercials.

Els cables solars de coure destaquen per la seva conductivitat superior en comparació amb l'alumini. Fins i tot amb la mateixa mida, els cables de coure poden transportar més corrent que els seus homòlegs d'alumini. El coure ofereix flexibilitat i presenta una millor resistència a la calor, el que el fa adequat per a una àmplia gamma d'aplicacions, tant a l'interior com a l'exterior. Malgrat aquests avantatges, val la pena assenyalar que els cables de coure solen ser més cars.

Per contra, els cables d'alumini són una opció més rendible, però tenen certs avantatges. En general són més rígids i són propensos a debilitar-se quan es dobleguen. Això els fa més adequats per a aplicacions de calibre més gran i instal·lacions exteriors, com ara entrades de servei. Tot i que l'alumini pot no coincidir amb la conductivitat del coure, segueix sent una opció viable per a aquells que busquen una opció més econòmica, especialment en escenaris on la flexibilitat no és un factor crític.

Els cables solars presenten variacions en funció del seu aïllament, que serveix com a funda protectora que protegeix el cable d'elements ambientals com la humitat, la calor, els productes químics, l'aigua i la llum ultraviolada. Diversos tipus d'aïllament d'ús habitual s'adapten a diferents escenaris d'aplicació:

THHN: Apte per a instal·lacions en condicions interiors secs.

TW, THW i THWN: ideals per a aplicacions de conductes instal·lades en condicions humides, interiors o exteriors.

UF i USE (entrada de servei subterrani): Dissenyat per a cablejat subterrani humit, encara que no limitat a aplicacions subterrànies.

THWN-2: principalment per a aplicacions d'interior, aquest tipus és menys costós. No cal que sigui resistent als raigs UV, ja que passa per un conducte. THWN-2 es pot executar directament al tauler de servei principal, aplicable tant per a circuits de CC com de CA. Els ajustos de mida són necessaris després que el cablejat passi per l'inversor.

RHW-2, cable fotovoltaic i cable solar USE-2: orientats a aplicacions humides a l'aire lliure, aquests cables són adequats per al cablejat de panells solars, connexions de terminals de servei i entrades de servei subterrànies. Les jaquetes del cable fotovoltaic i USE-2 estan dissenyades per suportar l'exposició ultraviolada extrema i resistir la humitat, amb el cable fotovoltaic amb una capa addicional d'aïllament.

L'ús de cables solars codificats per colors té un paper fonamental en la simplificació de l'execució i el mapeig dels plans de cablejat elèctric dins d'un sistema solar. El color de cada cable serveix com a indicador visual del seu propòsit i funció, ajudant no només en la configuració inicial, sinó també en els esforços futurs de resolució de problemes i reparació. Per mantenir la coherència i la claredat, el Codi Elèctric Nacional (NEC) designa codis de colors específics per als aïllaments dels conductors i les aplicacions previstes.

Per a aplicacions de corrent altern (CA), la codificació de colors és la següent:

Vermell, negre o un altre color per a aplicacions calentes sense connexió a terra.
Blanc per al conductor posat a terra.
Verd o nu per posar a terra l'equip.
A les aplicacions de corrent continu (DC), l'esquema de colors és diferent:

El vermell indica el pol positiu.
El blanc designa el pol negatiu o el conductor posat a terra.
El verd o el nu s'utilitza per a la connexió a terra de l'equip.

Els cables fotovoltaics tenen classificacions específiques en funció de la seva capacitat màxima d'amperatge, un factor crític per garantir el funcionament eficient i la seguretat d'un sistema solar. Els panells solars amb un amperatge més elevat requereixen cables solars més gruixuts amb una qualificació corresponent. És essencial verificar l'amperatge nominal del vostre sistema i triar un cable capaç de gestionar la càrrega prevista. Per exemple, si el vostre sistema produeix 9 amperes, opteu per un cable de 9-amperatge o una mica més alt, com ara 10 o 11 amperes.

La selecció d'un cable solar amb una classificació més baixa pot provocar problemes de caiguda de tensió amb el pas del temps, que pot provocar un sobreescalfament i un augment del risc d'incendi. El gruix del cable solar és directament proporcional a la seva capacitat d'amperatge: com més gruixut sigui el cable, més gran serà la capacitat d'amperatge. Com a pauta general, utilitzeu sempre un cable que sigui prou gruixut o lleugerament més gruixut per adaptar-se a sobretensions ocasionals. Identifiqueu l'aparell amb l'amperatge més alt del vostre sistema i trieu un cable capaç de gestionar aquest corrent.
 

Per ajudar a determinar la mida de cable adequada, podeu utilitzar estimadors de mida de cable en línia. Els cables fotovoltaics solars de coure es mesuren mitjançant l'escala American Wire Gauge (AWG). En el sistema AWG, a mesura que augmenta el nombre AWG, el diàmetre del cable disminueix. Per exemple, un cable solar de 2 AWG té un diàmetre més gran que un cable de 12 AWG. Tanmateix, és important tenir en compte que la mida del cable està inversament relacionada amb la capacitat de l'amplificador; per exemple, els cables solars de 2 AWG tenen una capacitat de 95 amperes, mentre que el cable solar de 12 AWG té una capacitat de 20 amperes. Aquest coneixement garanteix una configuració elèctrica segura i perfecta per al vostre sistema d'energia solar.

A més de tenir en compte la classificació i el gruix dels cables solars, és crucial tenir en compte la seva longitud, ja que la distància que recorre l'electricitat pot afectar l'amperatge gastat. Quan l'electricitat travessa distàncies més llargues, hi ha una major probabilitat de pèrdua d'amperatge. Per millorar la seguretat i mitigar problemes potencials, és recomanable utilitzar un cable solar lleugerament més gruixut, especialment quan cobreix una longitud important.

Per exemple, si una instal·lació abasta 5 metres amb una càrrega màxima de 10 amperes i permet una pèrdua de cable acceptable del 3%, pot ser suficient un cable solar amb un gruix de 6 mm. Tanmateix, si la mateixa instal·lació s'estén fins als 15 metres, es fa necessari un cable solar de 25 mm de gruix. L'ús de cables amb classificacions més baixes augmenta el risc de caiguda de tensió, sobreescalfament i el potencial de perills d'incendi.

Els electricistes sovint recomanen preparar-se per als futurs requisits de càrrega optant per cables més gruixuts durant la instal·lació inicial. Aquest enfocament proactiu no només garanteix la seguretat i l'eficiència del sistema actual, sinó que també s'adapta a possibles expansions o augment de la demanda d'energia en el futur. Una consideració acurada de la longitud del cable, juntament amb el gruix i la classificació adequats, és essencial per crear un sistema d'energia solar robust i fiable.

Els cables solars de CC en un sistema fotovoltaic (PV) es classifiquen habitualment com a cables de mòduls o cables de corda. Aquests cables es construeixen normalment com a cables de coure d'un sol nucli amb aïllament i revestiment protector. Dissenyats específicament per al seu ús en panells solars fotovoltaics, aquests cables vénen equipats amb connectors que s'adapten bé a les aplicacions previstes.

Els cables del mòdul s'integren a les plaques solars durant el procés de fabricació, formant part integral del conjunt del panell. Aquests cables estan prefabricats i, per tant, no estan dissenyats per ser alterats o canviats pels usuaris finals. S'adapten a les dimensions i requisits específics dels panells als quals serveixen.

Els cables de corrent continu primaris serveixen com a cables col·lectors d'energia més grans responsables d'enllaçar els cables positius i negatius de la caixa de connexió del generador a l'inversor central en un sistema d'energia solar. Aquests cables estan disponibles en diverses mides, amb opcions de cable solar com ara 2 mm, 4 mm i 6 mm que s'utilitzen habitualment.

Sovint, els experts recomanen l'ús de cables de corrent continu dissenyats específicament per a instal·lacions exteriors per la seva durabilitat i resistència als factors ambientals. Per mitigar el risc de curtcircuits i problemes de connexió a terra, s'aconsella col·locar cables que portin polaritats oposades entre si durant el procés d'instal·lació.

Els cables de CC principals poden ser cables d'un sol o de dos nuclis, proporcionant flexibilitat en el disseny i la instal·lació. Els cables d'un sol nucli amb doble aïllament són una opció pràctica, oferint una gran fiabilitat en entorns exteriors. D'altra banda, per al cablejat entre l'inversor d'energia solar i la caixa de connexió del generador, els cables de CC de dos nuclis són una preferència típica per la seva idoneïtat per a requisits de connexió específics.

El cable de connexió de CA és fonamental per connectar l'inversor d'energia solar amb l'equip de protecció i la xarxa elèctrica.

En sistemes solars a petita escala que utilitzen inversors trifàsics, s'escull un cable de CA de cinc nuclis per a la connexió a la xarxa. La configuració del cable inclou tres cables vius per a la transmissió d'electricitat, un per a terra i un per a neutre. Per contra, per als sistemes fotovoltaics que utilitzen inversors monofàsics, normalment s'utilitza un cable de CA de tres nuclis, que garanteix una connexió eficient i racionalitzada a la xarxa.

La selecció de la mida de cable correcta és crucial en un sistema fotovoltaic, evitant el sobreescalfament i minimitzant la pèrdua d'energia. No només és un problema de seguretat, sinó també un problema de compliment del Codi elèctric nacional (NEC) a la majoria de jurisdiccions. L'ús de cables no compatibles pot provocar un error en la inspecció. Els factors clau que influeixen en la mida del cable solar són la capacitat del panell i la distància a les unitats elèctriques, juntament amb l'aplicació i les condicions ambientals.

Abans d'adquirir cables solars, assegureu-vos de tenir la competència en el càlcul de la mida del cable, d'acord amb les normatives NEC. Els inspectors locals d'edificacions verifiquen el compliment de les normes, que s'actualitzen cada tres anys. L'última és l'edició 2020, que reflecteix els avenços en enginyeria elèctrica. Confirmeu l'edició en ús amb les autoritats locals abans de la instal·lació fotovoltaica. Si no està familiaritzat amb les normatives, consulteu un electricista certificat per obtenir orientació.