Los sistemas fotovoltaicos conectados a la red son cada vez más importantes como fuentes de energía sostenibles.
La CC de los paneles solares se convierte en CA mediante inversores. Estos no llevan transformador y, además de generar CA, también inyectan una pequeña corriente CC. Sin embargo, una inyección excesiva de CC en una red de CA puede generar problemas como la saturación del transformador, lo cual aumentar las pérdidas y reducirá la vida útil del transformador. Para medir estos componentes de CC, necesitamos un analizador de la calidad eléctrica que admita tensiones y corrientes CC. La serie 430-II de Fluke cumple este requisito y cuenta con esta característica, lo que convierte este instrumento en único para este tipo de medidas.
Incluso pequeñas tensiones CC pueden inyectar elevadas corrientes CC
La baja impedancia de red de una red de CA significa que una pequeña tensión CC de los inversores conectados a la red crea una gran inyección de CC. Esta CC no es una corriente de fallo, sino que se debe a la asimetría entre la media onda positiva y la negativa de la corriente que se suministra a la red.
Los inversores no tienen transformadores de salida para bloquear la inyección de CC, por lo que esta debe evitarse. Si no se impide la inyección de CC en el inversor, se suministrará a la red, lo que provocará problemas en los componentes conectados a esta.
Incluso las pequeñas corrientes CC pueden saturar transformadores y otras máquinas eléctricas como motores y generadores. Esto puede dar lugar a ruidos, vibraciones, pulsos de pares y sobrecalentamiento.
Muchos países ya cuentan con normativas que protegen la red de las inyecciones de corriente CC. Las normas IEEE 1547.1, IEC61727 y DIN VDE 0126 especifican la desviación máxima de CC permitida. BS–India, por ejemplo, especifica que la variación máxima de CC en India es del 1%/2% a la salida. Consulte la publicación de CEA (Autoridad Eléctrica Central de la India) Normas técnicas para la conectividad a la red, (revisión), normativas, 2012.
Otras fuentes de inyección de CC
Los modernos variadores de velocidad, especialmente aquellos con rectificadores activos, también inyectan CC en las redes de CA.
Otras cargas no lineales y asimétricas, como las luces LED, también pueden inyectar CC. El uso a gran escala de estos componentes aumenta el total de CC inyectada. Las oficinas suelen tener muchos ordenadores en uso a la vez, lo que puede dar lugar a niveles significativos de corriente CC.
La naturaleza exacta de cualquier suma (o cancelación debido a polaridades de inyección opuestas) solo se puede determinar midiendo la inyección de CC real.
Efecto sobre la facturación
Los contadores de kWh no reconocen el componente de CC. Los transformadores de corriente y tensión no pasan el componente de CC al secundario, por lo que el contador no lo verá.
Los componentes de CC de la corriente de carga pueden proceder de componentes de CC de la tensión de alimentación que conducen CC en cargas lineales o del uso de cargas que consumen corrientes (parcialmente) rectificadas. En cualquier caso, saturan el núcleo del transformador y provocan errores de registro potencialmente grandes en el contador.
Medidas reales con un analizador de calidad eléctrica
Un informe de la Asociación Británica de Investigación e Información de Servicios de Construcción (BSRIA) supervisó los niveles de CC en los edificios. Las medidas fueron efectuadas por un ingeniero de BSRIA mediante un analizador de calidad eléctrica Fluke 41B y sensores de corriente de pinza de efecto Hall. Se identificaron niveles de CC de 0,04 A (7,7% de corriente eficaz) y 0,03 A (11,2% de corriente eficaz) en ordenadores portátiles y de sobremesa, respectivamente.
Fluke ha realizado medidas similares utilizando un Fluke 435-II de alta resolución, que permite medir valores de CC sin utilizar filtros. Tiene entradas de tensión y corriente acopladas de CC. Utilizamos una pinza amperimétrica de CC con un sensor Hall para medir el componente de corriente de CC.
Análisis de armónicos con valor eficaz como referencia
Las distintas normas utilizan el valor eficaz como referencia para el nivel máximo de corriente CC, como en la siguiente configuración.
Al entrar en el menú Harmonics (Armónicos) (Figura 2) y mover el cursor a corriente CC, se proporciona una lectura directa de los valores absolutos y relativos de la CC (Figura 3) en la acometida de una planta industrial.
Figura 2. Se puede acceder a las medidas de CC del Fluke 435-II desde el menú Harmonics (Armónicos).
Figura 3: La lectura de corriente CC (izquierda) se muestra junto a los valores armónicos.Solución y prevención de problemas en su red cuando planea utilizar energía renovable
La reducción de la inyección de corriente CC mejorará la eficiencia de los transformadores y las máquinas eléctricas. El analizador de calidad eléctrica Fluke 435-II de alta resolución con acoplamiento de CC mide valores de corrientes CC sin necesidad de filtros ni otros equipos.