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Cajas de conexión inteligentes para instalaciones fotovoltaicas
M.Sc. Luis Diego Murillo Soto, ITCR, SESLAB
6 de abril 2018, San José, Costa Rica 1
Agenda
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• Sobre“combiner box”
• ¿Que dice el NEC sobre ellos?
• Smart Combiner Box : ¿Por qué usarlos?
• Se puede convertir cajas antiguas en Smart?
• ¿Qué depara el futuro?– Patentes en proceso
Sobre “combiner box”
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• La conexión más utilizada en arreglos de panelessolares es la llamada serie–paralelo, es decirgrupos de paneles conectados en serie llamadoscadenas, que posteriormente sus puntas seconectan en paralelo.
• Estas conexiones en paralelo se realizan en unacaja de conexión llamada “combiner box” o“juntion box” o en español armarios deagrupación o cajas de combinación de “strings”.
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Sobre “combiner box”
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Topología Serie-Paralelo
Sobre “combiner box”
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Barra de terminalespositivas con
protección
Barra de terminalesnegativas con protección
Interruptor localBarra de tierras
Porta fusibles
Varistores
Caja IP 66
WEIDMULLER
¿Que dice el NEC 2014 sobre ellos?
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• Art.690.2 define el “DC combiner”
• El diodo de bloqueo es permitida en el artículo 690.15 (B).
• Si se utiliza fusibles deben poseer desconexión tanto en elpolo como en el tiro. Art 690.16 (A).
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• Los gabinetes deben de tener un mecanismo dedesconexión a la salida del gabinete de combinación.Art. 690.15 (C).
• El mecanismo de desconexión, puede ser uninterruptor o un “breaker” Art. 690.17(A)
• El mecanismo de desconexión debe abrir simultanealos polos de los conductores no aterrizados, es decirpolo positivo y negativo, Art. 690.17(B)
• El artículo 690.33 establece que los conectores debende ser polarizados (A), deben proteger las personasde las partes vivas (B), para voltajes sobre 30 VDCdeben poseer un mecanismo de bloqueo y su aperturadebe realizarse con una herramienta.
¿Que dice el NEC 2014 sobre ellos?
Smart Combiner Box:¿Por qué usarlos?
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Permiten monitoreo en tiempo real de variables de:
• la corriente por cada cadena.
• el voltaje entre las barras positiva y negativa
• la temperatura del panel y ambiental, humedad,velocidad del viento e irradiancia solar.
• en caso que se detecte un fallo se puede desconectarla cadena específica o el arreglo.
• sistemas de alarma antirrobo.
• transiten los datos medidos por protocolos decomunicación tal como el RS485 o ethernet.
• algunos poseen software de monitoreo integrado.
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ABBPVI-STRINGCOMB
Smart Combiner Box:¿Por qué usarlos?
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ABBPVI-STRINGCOMB
Smart Combiner Box:¿Por qué usarlos?
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ABBPVI-STRINGCOMB
Smart Combiner Box:¿Por qué usarlos?
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WEIDMULLER
Smart Combiner Box:¿Por qué usarlos?
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Corrientes
Voltaje
Potencia
Temperaturas
Smart Combiner Box:¿Por qué usarlos?
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Marcas /
CaracterísticasABB EATON AE Advanced
Energy
Schneider Cooper
Bussmann
SMA WeidMuller TEAL
Web http://new.abb.com/power-converters-
inverters/es/solar/monitorizacion-y-
comunicacion/cuadros-de-conexiones-
con-supervision/pvi-stringcomb
http://www1.cooperbussmann.com/p
df/eb9ef549-357e-4712-aa89-
c2a5f7e9a754.pdf
https://cdn.thomasnet.com
/ccp/30238432/124542.pdf
https://solar.schneider-
electric.com/product/array-
box/
http://www1.cooperbussm
ann.com/pdf/e618c72e-
7115-4740-ad78-
5e41ed2d741e.pdf
http://files.sma.de/dl/26721/DC-
CMB-IA-U15-en-de-fr-10.PDF
https://www.leoni-solar-
windpower.com/en/prod
ucts-services/generator-
combiner-boxes/general-
information/
https://www.mtecorp.com/pdfs/TEA
Lsolar_Config_Combiner_Box_Rev1.5
ModeloPVI-STRINGCOMB Utility combiner box IntelliString AB24-300 DC-CMB-U15-xx
PV DC 16IN SW FU
SPD CG 16i
Voltaje de entrada 250 – 1000 VDC 1000 VDC 600, 1000 VDC 1000 VDC 600, 1000 VDC 1500 VDC 1000 VDC 600, 1000 VDC
Num. Cadenas 20 2-32 8, 12, 16, 24 8, 16, 24 3-24 16, 24, 32 16 8-36
Numero de Fusibles
(protección sobre
corrientes)
10 positivos y 10 negativos* *
#
Ambas polaridades
2*Num. Cadenas
(terminal positiva y
negativa)
2*Num. Cadenas
(terminal positiva y
negativa)
2*Num. Cadenas
(terminal positiva
y negativa)
1*Num. Cadenas
(terminal positivo)
Sensores de
corriente10 8, 16, 24 * Si, ++ 1 x cadena * 1 x cadena 1 x cadena, ++
Sensor de voltaje 1 * * Si, ++ 1 * Si Si, ++
Corriente por
cadena20 A 20 A 15 A 20 A
1-20 A
25-32 A10-17 A 12 A
5-30 A
15 A tipica
Max voltaje de
salida1000 VDC * * 1000 VDC 1000 VDC 1500 VDC 1000 VDC 1000 VDC
Corriente de salida125 A o 150 A Hasta 500 A dc
120, 180, 240, 360
A375 A @ 40°C * 275-330 A 400 A 400 A
Interruptor DC de
desconexión SI (4 polos) Si * Si Si Si Si Si, un polo
Interruptor DC con
acceso rápidoNO * * No Si * Si Si
Protección de sobre
voltaje (OVR)SI SI * Si Si Si Si Si, ++
Protección Picos CD
Datos SI SI * Si, ++ Si Si Si Si, ++
Tipo de conector MC4 o M20 MC4 o M16 * * MC4 * WMC4 (1500 V) *
Grado protección IP65 IP65 NEMA 4X IP55 IP65 IP54 IP65 Nema 4X
Sistema anti-
condesadoSI * * * Si Si Si *
Alarma anti-robo SI No * * * * * *
Entradas analógicas4 (0-10 VDC) * *
2 Temperaturas, 2
irradianciaSi (Temperatura) * Si (Temperatura) Si, Temperatura ++
ComunicaciónRS 485 RS 485 Modbus RS 485 Modbus
Profibus DP / RS485
Modbus RTU / RS485
RS485 / wireless
Zigbee / Industrial
wireless system.
* RS485TCP/IP , wireless, RS485
Modbus,++
Software monitoreo Si Si * Si Si * Si Si ++
Control sobre
cadenas y generalSi, Interruptor principal * * Si * *
Si (apertura y
cierre)*
¿Se puede convertir cajas antiguas en
Smart?
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Senores de corriente basados en efecto Hall
Sensor de voltaje
WEBDOM
¿Qué depara el futuro?
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1. Detección de fallo en tiempo real.
2. Diagnóstico del fallo en tiempo real.
3. Auto gestión en tiempo real.
Unidad de ControlArreglo de paneles FV
(n,1)
(1,1) (1,m)
(n,m) Matriz de
interruptores
Detección de
anomalíasSistema de
Adquisición de
Datos
Auto Gestión
Diagnóstico de
anomalías
Intelligent Combiner box
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¿Qué depara el futuro?
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¿Qué depara el futuro?
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¿Qué depara el futuro?
Cajas de conexión inteligentes para instalaciones fotovoltaicas
¡Muchas gracias por la atención!
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