Integración del inversor, tablero AC y protecciones de red

Objetivo de la integración

En esta etapa se integra el inversor con el lado AC de la instalación y con la red eléctrica, asegurando: (1) un montaje que garantice vida útil y mantenimiento sencillo, (2) conexiones DC/AC correctas y seguras, (3) comunicaciones y monitoreo operativos, (4) un tablero AC con protecciones coordinadas (sobrecorriente, diferencial, sobretensiones y seccionamiento), y (5) pruebas funcionales y verificación de parámetros de red antes de energizar en operación normal.

Selección del lugar de montaje del inversor

Criterios técnicos (checklist)

• Ventilación: dejar espacio libre alrededor según manual (típicamente 20–30 cm laterales y 30–50 cm superior). Evitar gabinetes cerrados sin extracción; el calor reduce potencia (derating) y acelera envejecimiento.
• Temperatura: preferir zonas sombreadas y frescas. Evitar exposición directa al sol, cercanía a calderas, compresores o techos metálicos muy calientes. Considerar rango de operación del equipo y el impacto del calor en la potencia máxima.
• Accesibilidad: altura que permita leer pantalla/LEDs, operar seccionadores y acceder a bornes sin posturas forzadas. Dejar espacio frontal para abrir tapas y usar herramientas.
• Protección ambiental: respetar IP/NEMA del inversor. En exteriores, usar ubicación protegida de lluvia directa y salpicaduras. En ambientes con polvo o atmósfera salina, extremar sellos y mantenimiento.
• Vibración y soporte: pared rígida, sin vibraciones. Usar anclajes adecuados al material (hormigón, ladrillo, panel sándwich).
• Rutas de cable: minimizar longitudes AC y comunicaciones; evitar cruces innecesarios con cables de potencia y fuentes de EMI. Planificar entradas por prensaestopas y radios de curvatura.
• Seguridad y operación: no montar en dormitorios o zonas de evacuación estrechas. Mantener despejado el acceso a seccionamiento y protecciones.

Guía práctica paso a paso (ubicación)

1. Revisar el manual del inversor (distancias mínimas, posición permitida, par de apriete, calibre de conductores, requisitos de RCD y SPD).
2. Marcar el área con plantilla/soporte del fabricante y verificar nivelación.
3. Comprobar condiciones térmicas: medir temperatura ambiente típica (si es posible en horas críticas) y evaluar si habrá insolación directa.
4. Definir rutas para: AC hacia tablero, DC hacia entradas del inversor, tierra (PE) y comunicaciones (Ethernet/RS485/CT/medidor).
5. Verificar accesibilidad a seccionadores y al tablero AC (idealmente cercanos, sin obstrucciones).

Conexiones del inversor: DC, AC y puesta a tierra

Principios de orden y seguridad

• Secuencia recomendada: primero cableado y verificación con todo desenergizado; luego conexión de tierra (PE); después AC; por último DC (según manual). Para puesta en marcha, normalmente se energiza primero AC y luego DC, pero seguir la secuencia específica del fabricante.
• Separación física: mantener DC, AC y comunicaciones en canalizaciones separadas o con tabiques; reduce interferencias y facilita mantenimiento.
• Par de apriete: aplicar el torque indicado en bornes AC/PE; un mal apriete genera calentamiento y fallas intermitentes.
• Identificación: etiquetar cables (L/N/PE o L1/L2/L3/PE, y comunicaciones). El etiquetado debe coincidir con el tablero AC.

Conexión AC (monofásica o trifásica)

La salida AC del inversor se conecta al tablero AC mediante conductores dimensionados para la corriente nominal y condiciones de instalación (temperatura, agrupamiento, longitud). En trifásico, respetar el orden de fases y el neutro si aplica. En monofásico, respetar L y N. Conectar siempre el conductor de protección (PE) al borne de tierra del inversor.

Conexión DC (en el inversor)

En esta fase se realiza la terminación en el inversor (entrada/s de string o MPPT), asegurando polaridad correcta y que los conectores queden completamente enclavados. No se repiten aquí criterios de diseño de strings ni pruebas DC previas, pero sí se verifica la correspondencia de cada string con su MPPT y su etiquetado.

Puesta a tierra y equipotencialidad

• PE del inversor: debe conectarse a la barra de tierra del tablero AC o a la red de puesta a tierra del sitio, según esquema del proyecto.
• Equipotencialidad: asegurar continuidad entre estructura metálica, canalizaciones metálicas y barra de tierra cuando corresponda.
• Evitar bucles: en comunicaciones (pantallas), conectar blindajes según recomendación del fabricante (a menudo a tierra en un solo extremo).

Comunicaciones, monitoreo y medición (CT/medidor)

Opciones típicas

• Ethernet/Wi‑Fi: para portal de monitoreo del fabricante o SCADA local.
• RS485/Modbus: para integración con medidores, dataloggers o BMS.
• Entradas de CT (transformadores de corriente) o medidor bidireccional: para limitar exportación, medir autoconsumo o habilitar funciones de control.

Buenas prácticas de cableado

• Separación de potencia: tender comunicaciones lejos de AC/DC. Si deben cruzarse, hacerlo a 90°.
• Tipo de cable: usar par trenzado (y apantallado si el entorno es ruidoso) para RS485; respetar polaridad A/B y terminaciones.
• Longitudes y topología: RS485 en bus (daisy-chain), evitando estrella; colocar resistencia de terminación donde corresponda.
• CT/medidor: respetar sentido del CT (flecha hacia carga o red según manual) y su ubicación (fase correcta). Un CT invertido provoca lecturas negativas y control erróneo.

Guía práctica paso a paso (comunicaciones)

1. Definir el objetivo: solo monitoreo, control de exportación, integración con medidor, o lectura por Modbus.
2. Instalar el medio físico (Ethernet/RS485) en canalización separada y con radios de curvatura adecuados.
3. Conectar CT/medidor verificando fase y sentido. Etiquetar cada CT (L1/L2/L3).
4. Configurar parámetros en el inversor: tipo de medidor, dirección Modbus, baud rate, y modo (autoconsumo, cero exportación, etc.).
5. Validar lecturas comparando con pinza amperimétrica o medidor de tablero (coherencia de signo y magnitud).

Construcción o adecuación del tablero AC (protecciones de red)

El tablero AC del sistema fotovoltaico concentra el seccionamiento y las protecciones entre el inversor y el punto de conexión. Puede ser un tablero dedicado o una sección dentro del tablero general, siempre con accesibilidad, ventilación y grado de protección adecuados.

Elementos típicos y su función

Guía práctica paso a paso (tablero AC)

1. Definir arquitectura: tablero dedicado FV o integración en tablero existente. Confirmar espacio DIN, ventilación y accesibilidad.
2. Seleccionar el seccionamiento que permita aislar el inversor (corte en carga) y que sea apto para la tensión/corriente del circuito.
3. Instalar el magnetotérmico dimensionado para proteger el conductor y soportar la corriente del inversor sin disparos intempestivos.
4. Instalar el diferencial del tipo requerido por el inversor. Si hay diferencial general aguas arriba, planificar selectividad (ver sección de coordinación).
5. Instalar el SPD AC lo más cerca posible del punto de entrada/salida del tablero, con conductores de conexión muy cortos (especialmente a PE).
6. Montar borneras para L/N (o L1/L2/L3/N) y barra de PE. Ordenar el cableado con canaletas y punteras/ferrules.
7. Etiquetar: “Inversor FV”, “Corte FV AC”, “Protección FV”, “SPD AC”, tensión nominal, y advertencias internas del tablero.
8. Verificar aprietes con torquímetro y registrar valores críticos (bornes principales, PE, seccionador).

Criterios de coordinación de protecciones

Objetivo: disparo selectivo y protección del cable

La coordinación busca que, ante una falla, actúe la protección más cercana al problema, evitando dejar sin servicio toda la instalación. Además, el magnetotérmico debe proteger al conductor (no al inversor): el cable no debe quedar expuesto a corrientes superiores a su capacidad admisible.

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Magnetotérmico: calibre y curva

• Corriente de diseño: partir de la corriente nominal de salida del inversor (según potencia y tensión). En trifásico, considerar la corriente por fase.
• Protección del conductor: elegir el calibre del magnetotérmico de modo que no exceda la capacidad del cable en las condiciones reales (temperatura, agrupamiento, método de instalación).
• Curva de disparo: típicamente curva C en usos generales; evaluar curva B/C/D según inrush y recomendaciones del fabricante.
• Poder de corte: debe ser adecuado al nivel de cortocircuito disponible en el punto de instalación.

Diferencial: tipo y selectividad

• Tipo: muchos inversores requieren RCD tipo A o tipo B (o especifican que no se use RCD externo si incorporan detección). Seguir estrictamente el manual.
• Evitar disparos molestos: coordinar con diferenciales aguas arriba (por ejemplo, usar selectivo/temporizado donde aplique) y evitar sumar fugas capacitivas de varios equipos en el mismo RCD.
• Ubicación: normalmente en el tablero AC FV o en el tablero general, según esquema. Mantener claridad de qué RCD protege qué circuito.

SPD AC: coordinación y puesta a tierra

• Tipo 2 suele ser el estándar en tableros interiores; si hay riesgo elevado por descargas atmosféricas o sistema externo de protección, puede requerirse coordinación con tipo 1 en cabecera (según normativa y diseño).
• Conexiones cortas: la eficacia del SPD depende de la inductancia del cable; mantener la conexión a PE lo más corta y directa posible.
• Indicador de estado: verificar ventana/indicador del cartucho y plan de reemplazo.

Sección de conductores AC y criterios de instalación

Qué verificar en obra

• Capacidad de corriente: el conductor debe soportar la corriente continua de operación sin sobrecalentarse, considerando factores de corrección (temperatura ambiente, agrupamiento, tipo de canalización).
• Caída de tensión: limitarla para evitar pérdidas y desconexiones por sobretensión/subtensión en el punto de acoplamiento. En tramos largos, puede ser el criterio dominante.
• Compatibilidad con bornes: sección y tipo (cable flexible con puntera, cable rígido) deben ser compatibles con el borne del inversor y del interruptor.
• Identificación: colores normalizados para fases, neutro y PE según práctica local.

Ejemplo práctico (cálculo rápido orientativo)

Si un inversor monofásico entrega 5 kW a 230 V, la corriente aproximada es I ≈ P/V = 5000/230 ≈ 21,7 A. A partir de esa corriente se selecciona el conductor considerando método de instalación y factores de corrección, y se elige un magnetotérmico que proteja ese conductor y sea compatible con la corriente de operación del inversor. Para tramos largos, se revisa caída de tensión y, si es necesario, se aumenta sección.

Medición de parámetros eléctricos (verificación en tablero)

Qué medir y con qué

• Tensión AC: multímetro True RMS entre fases y neutro (según sistema) y fase-tierra.
• Corriente AC: pinza amperimétrica por fase; comparar con lectura del inversor/medidor.
• Frecuencia: multímetro o lectura del inversor; debe coincidir con la red.
• Potencia y factor de potencia: analizador de redes o lectura del inversor/medidor.
• Continuidad de PE: comprobador de continuidad/ohmímetro (según procedimiento del sitio) para verificar conexiones de tierra.

Comprobaciones de coherencia

• La tensión medida en bornes del inversor debe ser consistente con la del tablero general (dentro de tolerancias).
• La corriente por fase debe ser similar entre medición con pinza y lectura del inversor (diferencias pequeñas por resolución y punto de medida).
• Si hay CT para control de exportación, verificar que el signo de potencia (importación/exportación) sea correcto.

Pruebas funcionales y puesta en marcha

Preparación antes de energizar

• Inspección visual: prensaestopas cerrados, canalizaciones fijadas, radios de curvatura correctos, ausencia de cobre expuesto.
• Verificación de aprietes: bornes AC, PE, seccionador, magnetotérmico, borneras y conexiones de medidor/CT.
• Estado de protecciones: magnetotérmico y seccionador en posición abierta para iniciar; SPD con indicador OK.
• Comunicaciones: cableado conectado y etiquetado; red disponible si se usará monitoreo en línea.

Arranque del inversor (secuencia típica)

1. Energizar el lado AC: cerrar seccionador/interruptor AC y magnetotérmico del circuito del inversor (según procedimiento). El inversor debe encender y comenzar verificación de red.
2. Verificar sincronismo: el inversor debe mostrar estado de “red OK” o similar (tensión y frecuencia dentro de rango).
3. Energizar el lado DC (si aplica en el procedimiento del fabricante): habilitar entrada DC para que el inversor inicie seguimiento MPPT y comience a inyectar/abastecer.
4. Confirmar operación: revisar en pantalla/app potencia, tensión DC por MPPT, tensión AC, frecuencia y estado de inyección.

Verificación de MPPT

• Lecturas por entrada: comprobar que cada MPPT/string reporta tensión y corriente coherentes con irradiancia del momento.
• Comparación entre strings: strings equivalentes deberían comportarse de forma similar; diferencias grandes sugieren problema de conexión, sombreado local o asignación incorrecta a MPPT.
• Estabilidad: observar que el punto de operación no oscile de forma anormal (puede indicar configuración incorrecta o interferencias).

Medición de tensiones y corrientes en carga

1. Medir tensión AC en salida del inversor y en el tablero AC.
2. Medir corriente por fase con pinza y registrar valores.
3. Comparar con el inversor: potencia y corriente reportadas deben ser consistentes.
4. Verificar calentamientos: tras 15–30 minutos a potencia significativa, revisar con termómetro IR o inspección cuidadosa si hay puntos calientes en bornes (sin tocar partes energizadas).

Revisión de alarmas, firmware y parámetros de red

Alarmas y eventos

• Revisar el registro de eventos: sobretensión/subtensión, sobre/infra frecuencia, aislamiento, fallas de comunicación, temperatura.
• Si hay alarmas recurrentes, no “forzar” operación: corregir causa (tensión de red alta, mala conexión de neutro, CT invertido, etc.).

Firmware

• Verificar versión instalada y si el fabricante recomienda actualización por mejoras de estabilidad, compatibilidad con medidores o ajustes de códigos de red.
• Actualizar solo con procedimiento oficial, manteniendo respaldo de configuración.

Configuración de parámetros de red

• Código de red/país: seleccionar el perfil correcto (requisitos de desconexión por tensión/frecuencia, anti-isla, límites de potencia reactiva).
• Límites de exportación: si aplica, configurar y validar con medición real (CT/medidor).
• Potencia reactiva / cos φ: ajustar según requerimientos del operador de red o del proyecto.
• Rangos de tensión/frecuencia: deben corresponder al perfil normativo; no modificar sin autorización técnica.

Lista de verificación final (operativa)

• Inversor montado con ventilación adecuada y accesible.
• Conexiones AC/PE con torque verificado y cables etiquetados.
• Comunicaciones operativas (monitoreo y/o Modbus) y CT/medidor con sentido correcto.
• Tablero AC con seccionamiento, magnetotérmico, diferencial y SPD instalados y rotulados.
• Mediciones: tensión/frecuencia de red correctas; corrientes coherentes; sin calentamientos anómalos.
• MPPT funcionando y lecturas por entrada coherentes.
• Sin alarmas activas; firmware y perfil de red configurados correctamente.