Cómo el seccionador de CC SGDSC-32 redujo un 60% los fallos de desconexión fotovoltaica

Antecedentes del cliente

Una empresa de instalaciones solares comerciales con sede en Phoenix (Arizona), con 45 empleados y una flota de 12 equipos de instalación, llevaba más de ocho años en actividad. La empresa está especializada en sistemas fotovoltaicos en tejados para almacenes, centros comerciales e instalaciones de industria ligera en todo el suroeste. En un año típico, la empresa instala unos 120 proyectos fotovoltaicos distintos, de entre 50 kW y 500 kW. Con el rápido crecimiento de la energía solar distribuida en Arizona, la empresa se enfrentaba a una presión creciente para mantener bajos los costes de instalación a la vez que conservaba su reputación de sistemas seguros y sin problemas.

Desafíos y puntos de dolor

A lo largo de 2023, la empresa empezó a observar un patrón preocupante en los seccionadores de CC utilizados dentro de sus cajas combinadoras. Los seccionadores, procedentes de una marca de importación de bajo coste, fallaban a un ritmo alarmante. En las inspecciones de campo, los técnicos encontraron contactos picados, carcasas de interruptor fundidas y, en varios casos, marcas de arco visibles dentro del envolvente. Las fallas no se limitaban a un solo emplazamiento; aparecieron en múltiples instalaciones del mismo año.

Las consecuencias directas fueron cuantificables. La empresa registró una tasa de fallas del 4,2 por ciento en los seccionadores instalados en los primeros 18 meses de servicio. Cada falla provocaba un apagado inesperado del sistema, un desplazamiento y un día entero de generación perdida para el cliente. Un incidente en particular se agravó cuando un sistema de tejado de 250 kW perdió su seccionador de CC bajo carga. El seccionador se sobrecalentó y empezó a humear, lo que obligó al cliente a evacuar el edificio y llamar a los bomberos. Los daños y los costes de reparación resultantes superaron los 12.000 USD, sin incluir los meses de retrasos en las inspecciones que siguieron.

Más allá de los costes inmediatos, las reclamaciones de garantía y las reseñas negativas empezaron a erosionar la posición de la empresa ante los clientes comerciales. Los jefes de proyecto se encontraron explicando una y otra vez por qué había fallado un componente supuestamente «fiable», y el equipo de ventas empezó a perder licitaciones frente a competidores que prometían menores costes de mantenimiento a lo largo de la vida útil.

¿Por qué elegir el seccionador CC SGDSC-32?

A finales de 2023, el equipo de ingeniería de la empresa puso en marcha una revisión formal de seccionadores de CC alternativos. Probaron otras dos marcas: una versión de mayor clasificación del mismo producto de importación y un seccionador europeo premium que cumplía todas las especificaciones. La versión de importación de mayor clasificación seguía fallando las pruebas de termografía, con temperaturas superficiales superiores a 95 °C bajo una carga continua de 25 A CC. La unidad europea funcionaba bien, pero tenía un precio que añadiría unos 180 USD por sistema, demasiado para un instalador de tamaño medio que competía por margen.

Eso llevó al equipo a evaluar el seccionador de CC SGDSC-32 de SINGI, de la Serie FV. El seccionador destacó por varios motivos. En primer lugar, su mecanismo de supresión de arco está diseñado para circuitos fotovoltaicos de CC, no adaptado de un interruptor de CA. En segundo lugar, el SGDSC-32 utiliza un sistema de contactos de doble corte que divide el arco en dos arcos más cortos, reduciendo la energía y prolongando la vida de los contactos. En tercer lugar, el envolvente con clasificación IP66 protege los contactos del polvo, la humedad y las condiciones de calor extremo habituales en los tejados de Arizona. El seccionador también cumple los requisitos de diseño descritos en la IEC 60364-7-712 y la IEC 62548, lo que dio al equipo de ingeniería la confianza de que el producto se había ensayado conforme a normas reconocidas.

Implementación y aplicación

El despliegue comenzó en enero de 2024 como piloto en dos tejados comerciales del área metropolitana de Phoenix. Se instalaron un total de 30 unidades SGDSC-32 en 12 cajas de combinación. El proyecto se completó en seis semanas, con los siguientes pasos clave:

• Los equipos de ingeniería mapearon los tamaños de conductor existentes y las cargas de los circuitos de CC para confirmar la compatibilidad con el valor nominal de 32 A del SGDSC-32.
• Los equipos de instalación recibieron una sesión de formación de dos días centrada en el par de apriete correcto del cableado, el posicionamiento de los contactos y la secuencia de conmutación del seccionador.
• Se retiraron los seccionadores averiados existentes y se sustituyeron por el SGDSC-32 en las mismas envolventes, utilizando los soportes de montaje estándar de SINGI.
• Cada unidad se conmutó bajo carga durante la puesta en marcha para confirmar una ruptura de contacto limpia y verificar la supresión audible del arco.
• Se colocaron sensores de monitoreo térmico en los cuerpos de los seccionadores y se registraron durante los dos primeros meses de funcionamiento.

Surgió una dificultad cuando el equipo de instalación descubrió que las cajas combinadoras originales tenían un espacio interior muy reducido. El tamaño compacto del SGDSC-32 resolvió la mayoría de los problemas de holgura, pero en tres cajas el equipo tuvo que reposicionar el carril DIN para mantener un radio de curvatura del cable adecuado. Esto añadió 15 minutos por caja, un coste que quedó compensado por el diseño de terminales precableados del seccionador.

Resultados de aplicación y resultados cuantificados

Tras doce meses de datos de campo, los resultados fueron claros. La tasa de fallas de los seccionadores de CC descendió del 4,2 por ciento al 1,1 por ciento en toda la base instalada. Las visitas de servicio de la empresa relacionadas con los seccionadores cayeron un 65 por ciento, de una media de 14 llamadas al mes a menos de 5. La termografía mostró que las superficies del SGDSC-32 se estabilizaban entre 62 °C y 65 °C bajo plena carga continua, frente a los 95 °C de pico anteriores. Los costes estimados de mantenimiento y reparación por sistema fotovoltaico bajaron de 180 a 65 USD al año, con un ahorro de más de 13.800 USD anuales en los 120 sistemas instalados ese año.

La reducción del tiempo de inactividad no planificado también tuvo un efecto directo en la satisfacción del cliente. El corte medio provocado por un seccionador averiado bajó de 2,5 horas a 0,4 horas por evento. Para los clientes comerciales que generan a 0,15 USD por kWh, esto se tradujo en menos horas de producción perdidas y en una generación solar más predecible. En el primer año, ningún cliente informó de un incidente relacionado con el seccionador, y la empresa renovó los acuerdos con tres cuentas comerciales clave que habían estado en riesgo.

Testimonio del cliente

«El seccionador de CC SGDSC-32 ha sido el componente más fiable que hemos añadido a nuestros sistemas fotovoltaicos en años», afirmó el director de operaciones de la empresa. «Dejamos de preocuparnos por los fallos eléctricos y empezamos a centrarnos en el crecimiento. Solo el rendimiento térmico ya justificaba el cambio.»

Lecciones y recomendaciones

Para otros instaladores solares de tamaño medio que se enfrentan a problemas similares de desconexión de CC, el proyecto ofrece algunas lecciones transferibles:

• No base las decisiones sobre seccionadores de CC únicamente en los valores nominales de la placa. Exija datos de ensayo térmico y pida a los proveedores que demuestren el rendimiento de supresión de arco bajo carga.
• Realice un piloto en proyectos activos antes de comprometerse con un despliegue completo de la flota. El costo de un piloto es pequeño en comparación con el costo de un fallo en serie.
• Al adaptar cajas de combinación existentes, verifique la compatibilidad dimensional con antelación. Incluso un seccionador compacto puede requerir reposicionar el carril en envolventes ajustadas.
• Si se volviera a realizar el proyecto, el equipo habría implicado antes al gerente de almacén en la programación del piloto para evitar retrasos de acceso al sitio de última hora.

Normas del sector aplicables

El seccionador de CC SGDSC-32 está diseñado para cumplir los requisitos de seguridad eléctrica e instalación descritos en la IEC 60364-7-712 para sistemas de alimentación solar fotovoltaica y en la IEC 62548 para el diseño de campos fotovoltaicos. Estas normas abarcan el seccionamiento de CC, la protección contra sobrecorriente y las prácticas de desconexión segura para instalaciones fotovoltaicas.