Descripción

Sistemas de puesta a tierra industrial para plantas solares

Soluciones de seguridad eléctrica, equipotencialidad y conexión a tierra para parques solares, subestaciones y proyectos energéticos industriales

VERDENERGY Solar Energy Systems & Components Trading L.L.C. incorpora a su portafolio comercial los sistemas de puesta a tierra industrial premium para plantas solares, conjuntos de componentes destinados a establecer conexiones eléctricas de protección y redes de puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas e infraestructuras energéticas.

Estos sistemas pueden integrar electrodos, conductores, barras equipotenciales, conectores mecánicos, uniones soldadas y accesorios de inspección.

La puesta a tierra es una parte esencial del diseño de seguridad de muchas instalaciones eléctricas. Contribuye a controlar potenciales peligrosos y permite implementar funciones de protección conforme a la arquitectura eléctrica.

En las plantas solares industriales, los sistemas de puesta a tierra pueden abarcar estructuras metálicas de módulos, equipos de conversión, transformadores, subestaciones, gabinetes eléctricos y otras partes conductoras que deban conectarse según el diseño.

La selección de materiales y componentes requiere considerar el sistema eléctrico, las características del terreno, las corrientes de falla, la corrosión y los requisitos normativos aplicables.

¿Qué es un sistema de puesta a tierra industrial?

Es un conjunto de elementos que establece conexiones eléctricas entre determinados componentes de una instalación y un sistema de electrodos en contacto con el terreno.

Puede incluir conductores de protección, conductores de puesta a tierra, electrodos y conexiones equipotenciales.

Su configuración depende de la función que debe cumplir.

La puesta a tierra de protección, la puesta a tierra funcional y las conexiones equipotenciales no son necesariamente equivalentes, aunque pueden relacionarse dentro del diseño.

Función de la puesta a tierra en plantas solares

Las instalaciones fotovoltaicas incorporan estructuras metálicas, equipos electrónicos, tableros, transformadores y otros componentes.

Los sistemas de puesta a tierra pueden contribuir a:

• Establecer conexiones de protección.
• Facilitar el funcionamiento de determinadas protecciones eléctricas.
• Reducir diferencias peligrosas de potencial.
• Conectar partes conductoras expuestas.
• Integrar sistemas de equipotencialidad.
• Formar parte de la protección contra descargas atmosféricas.
• Proporcionar referencias eléctricas cuando el diseño lo requiere.
• Apoyar la seguridad de las personas y los equipos.

La efectividad del sistema depende de su diseño, instalación, continuidad y coordinación con las protecciones.

Tipos de sistemas de puesta a tierra

1. Puesta a tierra de protección

Se utiliza para conectar determinadas partes conductoras de una instalación con el sistema de protección previsto.

2. Puesta a tierra funcional

Puede emplearse cuando determinados equipos o sistemas requieren una referencia eléctrica para su funcionamiento.

3. Redes de tierra para subestaciones

Comprenden conductores y electrodos organizados para controlar potenciales y gestionar las condiciones de falla conforme a los estudios eléctricos.

4. Sistemas de equipotencialidad

Permiten interconectar determinadas partes conductoras para reducir diferencias de potencial peligrosas.

5. Sistemas de electrodos verticales

Utilizan varillas u otros electrodos instalados en el terreno.

6. Sistemas de electrodos horizontales

Pueden utilizar conductores enterrados y otras configuraciones de electrodos.

7. Mallas de puesta a tierra

Consisten en redes de conductores enterrados cuya geometría y dimensionamiento dependen de los requisitos del proyecto.

8. Puesta a tierra para estructuras fotovoltaicas

Puede incluir conexiones eléctricas entre estructuras metálicas, módulos y conductores de protección, conforme a las instrucciones de los fabricantes.

9. Sistemas de puesta a tierra para BESS

Se diseñan considerando la arquitectura eléctrica, los convertidores de potencia y los equipos auxiliares.

10. Sistemas especiales para instalaciones industriales

Pueden incorporar materiales y configuraciones adaptados a condiciones ambientales, eléctricas o geotécnicas particulares.

Componentes principales

Varillas de puesta a tierra copperweld

Son electrodos de acero recubierto de cobre utilizados en determinadas aplicaciones de puesta a tierra.

Sus dimensiones, espesor de recubrimiento y características deben verificarse mediante ficha técnica.

Electrodos de cobre

Pueden utilizarse cuando las condiciones del proyecto justifican su selección.

Conductores de cobre desnudo

Se emplean en diferentes aplicaciones de puesta a tierra y equipotencialidad.

Su sección debe determinarse mediante ingeniería.

Conductores de protección aislados

Se utilizan para conectar partes conductoras y dispositivos de protección según el diseño eléctrico.

Barras equipotenciales

Permiten reunir conexiones de conductores en puntos definidos de la instalación.

Conectores mecánicos

Incluyen abrazaderas, terminales y otros accesorios diseñados para realizar uniones eléctricas.

Conexiones por soldadura exotérmica

Pueden utilizarse para obtener uniones permanentes entre determinados conductores y electrodos compatibles.

Su ejecución requiere materiales, procedimientos y personal apropiados.

Cajas de inspección

Facilitan el acceso a determinados puntos de conexión o medición.

Mallas conductoras

Pueden formar parte de redes de puesta a tierra para subestaciones y otras instalaciones.

Conectores bimetálicos

Pueden ser necesarios cuando se conectan materiales diferentes, según las condiciones del proyecto.

Accesorios anticorrosivos

Pueden utilizarse para proteger determinadas uniones frente a condiciones ambientales.

Componentes de identificación

Facilitan la localización y mantenimiento de las conexiones.

Características técnicas principales

Las especificaciones siguientes son orientativas y deben confirmarse para cada referencia:

• Tipo de producto: sistema de puesta a tierra industrial.
• Aplicación: plantas solares e infraestructura eléctrica.
• Material conductor: cobre u otros materiales especificados.
• Electrodos: acero recubierto de cobre, cobre u otras tecnologías.
• Diámetro de varillas: según fabricante.
• Longitud de electrodos: según diseño.
• Sección de conductores: según cálculos eléctricos.
• Configuración: electrodos individuales, mallas o redes combinadas.
• Conectores: mecánicos o de unión permanente.
• Barras equipotenciales: según cantidad de conexiones.
• Cajas de inspección: según instalación.
• Resistencia de puesta a tierra: objetivo determinado por ingeniería.
• Capacidad térmica de conductores: según corriente y duración de falla.
• Resistencia a la corrosión: según materiales y condiciones.
• Instalación: enterrada, superficial o combinada.
• Integración con estructuras solares: según sistema.
• Compatibilidad con subestaciones: según proyecto.
• Ensayos y verificaciones: según normas aplicables.
• Certificados: según fabricante y contrato.
• Garantía: según condiciones comerciales.

No debe asumirse que una varilla o una cantidad determinada de conductores será suficiente para cualquier proyecto.

Ventajas de los sistemas de puesta a tierra

1. Contribución a la seguridad eléctrica

Forman parte de las medidas destinadas a controlar riesgos eléctricos.

2. Equipotencialidad

Permiten establecer conexiones entre determinadas partes conductoras.

3. Integración con protecciones

Pueden contribuir al funcionamiento adecuado de los esquemas de protección.

4. Aplicación fotovoltaica

Se utilizan en instalaciones solares comerciales e industriales.

5. Diferentes materiales

Existen electrodos, conductores y conectores para distintas condiciones.

6. Configuración flexible

Pueden diseñarse redes de tierra según las características del proyecto.

7. Aplicación en subestaciones

Son fundamentales en numerosos diseños de infraestructura de media y alta tensión.

8. Integración con protección contra rayos

Pueden formar parte de un sistema coordinado de protección contra descargas atmosféricas.

9. Inspección y mantenimiento

Las conexiones accesibles y los puntos de prueba facilitan determinadas verificaciones.

10. Suministro industrial

Los componentes pueden comercializarse individualmente o como conjuntos para proyectos de gran escala.

Aplicaciones principales

Los sistemas de puesta a tierra pueden utilizarse en:

• Plantas solares fotovoltaicas.
• Parques solares industriales.
• Subestaciones eléctricas.
• Estaciones inversoras.
• Sistemas BESS.
• Centros de datos.
• Redes de distribución eléctrica.
• Complejos industriales.
• Microrredes.
• Infraestructura de telecomunicaciones.
• Edificios comerciales.
• Instalaciones logísticas.
• Sistemas de protección contra rayos.
• Proyectos de generación renovable.

Puesta a tierra de estructuras fotovoltaicas

Las estructuras metálicas de los módulos pueden requerir conexiones equipotenciales y de protección.

La selección de terminales, abrazaderas y conductores debe considerar las instrucciones de los fabricantes.

Las conexiones deben ser compatibles con los materiales y resistentes a las condiciones ambientales.

Puesta a tierra de inversores solares

Los inversores pueden requerir conexiones de protección conforme a su diseño y manual de instalación.

La configuración debe respetar el sistema eléctrico y los requisitos del fabricante.

Redes de tierra para transformadores

Los transformadores pueden incorporar conexiones de puesta a tierra de protección y otras conexiones según la configuración de devanados y la arquitectura eléctrica.

Estas conexiones deben determinarse mediante ingeniería especializada.

Mallas de tierra para subestaciones

En subestaciones, las mallas de puesta a tierra pueden utilizarse para controlar potenciales durante condiciones de falla.

El diseño debe considerar corrientes de falla, resistividad del terreno, geometría y tiempos de despeje.

También deben evaluarse las tensiones de paso y contacto.

Puesta a tierra para sistemas BESS

Los sistemas de almacenamiento energético requieren conexiones de protección y equipotencialidad adecuadas.

El diseño debe considerar convertidores PCS, gabinetes, equipos auxiliares y requisitos del fabricante.

Resistividad del terreno

La resistividad eléctrica del terreno influye en el comportamiento de los electrodos.

Puede variar según composición del suelo, humedad, temperatura y otras condiciones.

Los estudios de resistividad permiten obtener información para diseñar el sistema.

Resistencia de puesta a tierra

La resistencia del sistema depende de diferentes factores, incluyendo el terreno y la geometría de los electrodos.

No existe un único valor universal que garantice la seguridad de todas las instalaciones.

El objetivo de diseño debe establecerse conforme a la función del sistema, las normas aplicables y los estudios eléctricos.

Tensiones de paso y contacto

En instalaciones de potencia, las condiciones de falla pueden generar diferencias de potencial peligrosas.

Los estudios de puesta a tierra deben evaluar estos riesgos cuando corresponda.

La reducción de la resistencia de tierra, por sí sola, no demuestra que todas las tensiones de paso y contacto sean seguras.

Selección de conductores

La sección de los conductores debe determinarse considerando corrientes de falla, duración, material, temperatura admisible y condiciones de instalación.

La selección no debe basarse únicamente en criterios comerciales.

Uniones mecánicas y soldadura exotérmica

Las conexiones deben proporcionar continuidad eléctrica y resistencia mecánica apropiadas.

La soldadura exotérmica puede utilizarse en aplicaciones específicas mediante procedimientos aprobados.

Los conectores mecánicos deben ser compatibles con los conductores y condiciones de instalación.

Corrosión y compatibilidad de materiales

Los sistemas enterrados pueden estar expuestos a corrosión.

La selección debe considerar composición del suelo, humedad, salinidad y contacto entre metales diferentes.

Las conexiones deben utilizar materiales adecuados para su ambiente.

Condiciones ambientales de Dubái

Los proyectos en Emiratos Árabes Unidos pueden presentar terrenos arenosos, temperaturas elevadas y diferentes condiciones de humedad y salinidad.

Estas características deben evaluarse mediante estudios específicos.

No debe suponerse que todos los terrenos desérticos tienen el mismo comportamiento eléctrico.

Integración con protección contra descargas atmosféricas

Los sistemas de protección contra rayos pueden requerir conexiones a tierra y medidas de equipotencialidad.

La coordinación debe realizarse conforme al diseño integral de protección.

La puesta a tierra por sí sola no constituye un sistema completo de protección contra rayos.

Instalación del sistema

La instalación puede requerir:

• Estudios de resistividad.
• Diseño de electrodos.
• Cálculo de conductores.
• Preparación del terreno.
• Excavación.
• Instalación de varillas.
• Tendido de conductores.
• Montaje de barras.
• Ejecución de conexiones.
• Protección anticorrosiva.
• Instalación de cajas de inspección.
• Identificación de circuitos.
• Pruebas de continuidad.
• Mediciones eléctricas.
• Inspección y documentación final.

Los trabajos deben ser ejecutados por personal competente.

Pruebas y verificación

Las pruebas pueden incluir medición de resistividad, resistencia de puesta a tierra y continuidad eléctrica.

En instalaciones complejas también pueden requerirse evaluaciones especializadas de seguridad.

El procedimiento de medición debe ser apropiado para la configuración del sistema.

Mantenimiento preventivo

El mantenimiento puede comprender:

• Inspección de conexiones accesibles.
• Revisión de corrosión.
• Verificación de barras equipotenciales.
• Inspección de cajas.
• Pruebas de continuidad.
• Mediciones de puesta a tierra cuando correspondan.
• Revisión de conductores.
• Inspección de uniones.
• Verificación documental.
• Corrección de deterioros.

La periodicidad debe establecerse conforme al riesgo y las condiciones operativas.

Normas y referencias técnicas

Según el proyecto, pueden resultar relevantes:

• IEC 60364-5-54, relativa a disposiciones de puesta a tierra, conductores de protección y conductores equipotenciales.
• IEC 61936-1, relativa a instalaciones eléctricas de potencia de tensión superior a 1 kV AC.
• EN 50522, relativa a puesta a tierra de instalaciones eléctricas de potencia de tensión superior a 1 kV AC.
• IEC 62305, serie relativa a protección contra el rayo.
• IEC 62561, serie relativa a componentes de sistemas de protección contra rayos.
• IEEE Std 80, guía para seguridad en la puesta a tierra de subestaciones AC.
• IEEE Std 81, relativa a mediciones de resistividad del terreno, impedancia de puesta a tierra y potenciales superficiales.
• Requisitos eléctricos y regulatorios del país de instalación.

La aplicabilidad debe verificarse para cada proyecto.

Documentación técnica recomendada

Para solicitar una cotización se recomienda disponer de:

• Ubicación del proyecto.
• Potencia de la instalación.
• Nivel de tensión.
• Tipo de instalación.
• Estudio de resistividad disponible.
• Corriente de falla prevista.
• Duración de despeje de falla.
• Planos eléctricos.
• Plano de implantación.
• Tipo de electrodos.
• Material de conductores.
• Secciones requeridas.
• Longitud estimada de conductores.
• Cantidad de conexiones.
• Barras equipotenciales.
• Cajas de inspección.
• Requisitos de protección contra rayos.
• Condiciones ambientales.
• Normas exigidas.
• Cantidades y plazo de suministro.

Suministro industrial y proyectos de gran escala

VERDENERGY presenta componentes de puesta a tierra para plantas solares, subestaciones e instalaciones industriales.

El suministro puede comprender electrodos, conductores, barras, conectores, accesorios y conjuntos definidos por ingeniería.

Las marcas, dimensiones, certificaciones, cantidades y disponibilidad deberán confirmarse para cada solicitud.

VERDENERGY – Infraestructura de seguridad eléctrica para energía renovable

VERDENERGY Solar Energy Systems & Components Trading L.L.C., con sede en Dubái, Emiratos Árabes Unidos, presenta soluciones para generación renovable, almacenamiento, transformación, distribución y protección eléctrica.

Los sistemas de puesta a tierra industrial forman parte de su portafolio comercial para plantas fotovoltaicas y proyectos energéticos de gran escala.

Solicite una cotización personalizada indicando ubicación, nivel de tensión, tipo de instalación, cantidades y especificaciones técnicas requeridas.