Protecciones DC solares: breakers, fusibles y DPS
Las protecciones DC son los breakers, fusibles, DPS y cajas que cortan una falla entre paneles, inversor y baterías. Tenemos breakers DC de 250 a 1.000 VDC, fusibles fotovoltaicos 10x38 y 14x51, fusibles NH para bancos de baterías, supresores de sobretensión DC y cajas Clamper armadas, de marcas como YRO, Leader, Suntree, Projoy, Aitefuse y Moreday. Enviamos a toda Colombia.
Las protecciones DC son los breakers, fusibles, supresores de sobretensión (DPS) y cajas que se instalan entre los paneles, el controlador o inversor y las baterías para cortar una falla antes de que queme un cable o un equipo. En corriente continua el arco eléctrico no se apaga solo, así que cada protección tiene que estar especificada en VDC y para el voltaje real de tu sistema. Si estás armando un sistema con un inversor híbrido o un inversor off grid, esta es la parte del tablero que va del lado de los paneles y las baterías.
¿Qué protecciones DC lleva un sistema solar?
Un sistema residencial o de finca bien armado tiene, como mínimo, un punto de corte en cada tramo de corriente continua. Estas son las piezas y la función de cada una:
- Breaker DC del string: abre el circuito entre paneles e inversor para mantenimiento y lo dispara si hay sobrecorriente. Los tienes de 1 a 4 polos en breakers DC de 250 a 1.000 VDC.
- Fusibles de string: obligatorios en la práctica cuando hay tres o más strings en paralelo, porque los demás pueden alimentar al que falla. Están en fusibles fotovoltaicos y portafusibles.
- DPS DC: deriva a tierra las sobretensiones que induce un rayo cercano en el cableado de los paneles. Ver supresores de sobretensión DC.
- Fusible o breaker de batería: protege el cable grueso entre el banco y el inversor, que es el tramo con más energía disponible de todo el sistema.
- Caja de protecciones: gabinete que reúne breaker, fusibles y DPS ya cableados para uno o varios strings, como las cajas de protección DC Clamper.
¿Por qué no sirve un breaker AC del tablero de la casa?
En la red colombiana de 60 Hz la corriente pasa por cero 120 veces por segundo, y en cada cruce el arco que se forma al abrir los contactos se extingue. En corriente continua no hay cruce por cero: el arco se sostiene y un breaker pensado solo para AC puede quedarse conduciendo o recalentarse hasta dañarse. Por eso un breaker DC tiene cámaras de extinción diseñadas para continua y una tensión nominal en VDC. Además, muchos breakers DC son polarizados (traen marcados + y -) y su capacidad de corte depende de conectarlos como indica el diagrama del fabricante.
¿Cómo se dimensionan las protecciones DC? Ejemplo resuelto
Tomemos una finca con un inversor híbrido de 5.000 W a 48 V, un string de 8 paneles monocristalinos y un banco de baterías de litio. Datos típicos de un panel de 144 medias celdas (usa siempre los de la ficha de tu panel): Voc 49,6 V, Isc 14,0 A y coeficiente de temperatura de Voc de -0,27 %/°C. La temperatura mínima del sitio es 10 °C.
- Voltaje del string en frío: 49,6 V × [1 + (10 - 25) × (-0,0027)] = 49,6 × 1,0405 = 51,6 V por panel. Por 8 paneles: 413 V. Toda protección del string debe ser de más de 413 VDC.
- Corriente del string: 14,0 A × 1,25 = 17,5 A (margen por irradiancia superior a la estándar). La protección se elige 1,25 veces por encima: 17,5 × 1,25 = 21,9 A, es decir, 25 A. Aquí sirve un breaker DC 2P 550 VDC 25 A YRO.
- DPS: tensión de operación continua (Ucpv) por encima de 413 V, por ejemplo uno de 500 o 600 V DC.
- Batería: 5.000 W ÷ (0,92 de eficiencia × 44 V de batería baja) = 123,5 A. Por 1,25: 154 A. Corresponde un fusible NH00 160 A 250 VDC Aitefuse con su base, y el cable tiene que soportar esa corriente.
| Tramo | Cálculo | Protección elegida |
|---|---|---|
| String de paneles | 413 VDC, 21,9 A | Breaker DC 2 polos 550 VDC 25 A |
| Sobretensión del string | Ucpv mayor que 413 V | DPS DC 2 polos 500 o 600 V |
| Batería a inversor | 154 A a 48 V | Fusible NH00 160 A con base NH00 |
¿Qué cambia entre un sistema de 12, 24 o 48 V y uno de alto voltaje?
El voltaje de trabajo define la familia de protecciones. Un sistema pequeño con controlador de carga MPPT y pocos paneles trabaja con strings de 20 a 150 V y corrientes de batería altas; un inversor on grid o híbrido de alto voltaje trabaja con strings de 300 a 1.000 V y corrientes bajas.
| Voltaje del circuito | Equipo típico | Protección habitual |
|---|---|---|
| 12 a 48 V (batería) | Banco de baterías, salida de controlador | Breaker 1 polo 250 VDC o fusible NH |
| Hasta 150 V (string) | Controlador MPPT 150 V | Breaker 1 o 2 polos 250 VDC, DPS 150 V |
| 150 a 550 V (string) | Híbridos y off grid de 48 V | Breaker 2 polos 500 a 600 VDC, DPS 500 o 600 V |
| 550 a 1.000 V (string) | Inversores on grid e híbridos de alto voltaje | Breaker 3 o 4 polos 750 a 1.000 VDC, fusibles 1.000 V |
¿Qué exige el RETIE para las protecciones de un sistema fotovoltaico?
El RETIE (Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas) es de cumplimiento obligatorio en Colombia y aplica también a los sistemas solares. En términos generales pide que la instalación tenga protección contra sobrecorrientes y sobretensiones, un sistema de puesta a tierra, y que los productos que están dentro de su alcance, como interruptores, fusibles y DPS, cuenten con certificado de conformidad. Los criterios de detalle de cableado y protecciones se toman de la NTC 2050 (código eléctrico colombiano), y la protección contra rayos de la NTC 4552. Colombia está entre los países con más descargas eléctricas atmosféricas del mundo, así que el DPS no es un accesorio opcional. Al cotizar, pide el certificado del producto que vas a instalar.
¿Qué más se compra junto con las protecciones DC?
Las protecciones van conectadas con cable solar fotovoltaico de la sección correcta y conectores MC4, que encuentras en accesorios solares. Del lado de la red o la planta eléctrica necesitas sus equivalentes en alterna, que están en protecciones AC. Y si el sistema lleva banco, el fusible de batería se elige junto con las baterías de litio, porque una LiFePO4 entrega corrientes de cortocircuito muy altas y la protección tiene que poder interrumpirlas.
¿Cómo cotizar las protecciones de tu sistema?
Mándanos la ficha de tus paneles, cuántos van en serie y en paralelo, el modelo de inversor o controlador y la ciudad de instalación, y te armamos la lista de breakers, fusibles y DPS en una cotización sin costo. Enviamos a toda Colombia desde Bello, Antioquia.