Obra
Vamos a contaros de manera desglosada y paso a paso, como hemos realizado la instalación fotovoltaica de este proyecto experiencial 2024.
1.- Recepción de los materiales
Como toda obra el comienzo es la recepción de los materiales que van a utilizarse, así que la primera tarea fue la de descargar los diversos materiales, palets con los paneles, cajas con las diversas estructuras y piezas de soportes, cables para las líneas de tierra, DC y AC con sus canalizaciones, tubos rígidos, flexibles, canal de plástico y bandeja perforada rejiband.
Además los armarios de protecciones DC y AC y demás equipos, inversor, contador de medida y también las cajas de conexión a la red del equipo de medida, seccionador general…
Y lo último pero no menos importante es todo el pequeño material de fijación, tornillería, taco químico, conectores MC para los paneles…
Todo este material tuvimos que clasificarlo, comprobar si el material recibido se correspondía con el material que debía llegar, hacer el correspondiente inventario y guardarlo en las estanterías de la nave de forma que cualquiera de nosotros pudiera encontrar todo de forma fácil y rápida.
Una vez terminado el registro y almacenamiento de materiales podemos comenzar a plantear la obra.
2.- Acondicionamiento del emplazamiento
En primer lugar, realizamos todas las tareas de limpieza necesarias. Adecuando la nave, habilitando las estanterías que ya había para la colocación de materiales y haciendo un pequeño taller para las prácticas.
Una vez que recibimos todo el material, tanto herramientas, como elementos de la instalación, se realizó un inventario para tener constancia de las cosas que teníamos y llevar un control.
Hecho esto, tocó limpiar la cubierta, el sitio donde se iba a realizar toda la instalación fotovoltaica.
Hay que dejar la superficie limpia, seca y quitar cualquier obstáculo que pueda poner en riesgo a trabajadores y elementos de la instalación.
3.- Replanteo interior
Con el emplazamiento ya acondicionado empezamos el replanteo general de la obra.
Comenzamos con el replanteo de los elementos que se ubican en el interior de la nave; inversor, armarios de protecciones DC y AC y canalizaciones.
El armario DC es ubicó en la planta intermedia, los más próximo a la entrada de los cables de los paneles. Tuvimos que pensar por dónde bajar esos cables puesto que el punto de bajada indicado en el proyecto resultó no ser adecuado.
Una vez decidido por dónde bajarían los tubos por el exterior, por el interior y cual sería el punto de entrada a la nave (siempre en fachada para evitar entrada de agua por orificios mal sellados) marcamos los puntos donde colocar el inversor, armario de protecciones y canalizaciones.
Los elementos AC, por el contrario, se instalarían en la planta baja, lo más próximo al cuadro general de protecciones de entrada a la nave.
Al ser una zona abierta al público, tuvimos que tener particular cuidado para que las canalizaciones fuesen los más discretas posibles, aprovechando el falso techo para ocultar lo máximo la canalización.
El armario AC y la caja con el medido se marcaron junto al cuadro general para minimizar las tiradas de cables.
Lo que tiene que incluir cada armario es:
- Armario de alterna: Un magnetotérmico, un diferencial, un protector de sobretensiones transitorias y permanentes y un borne de tierra.
- Armario de continua: Un seccionador, dos fusibles una para la parte positiva y otra para la negativa por cada string o línea de paneles, un protector de sobretensiones transitorias y un borne de tierra.
Terminado el replanteo interior podíamos comenzar con el replanteo de los paneles y sus estructuras soporte en el tejado.
4.- Replanteo sobre superficie
El proceso de replanteo de las estructuras de soporte para los paneles fotovoltaicos comenzó con la selección y preparación de las herramientas necesarias.
Como en el replanteo interior, se utilizó tiralíneas o azulete, rotuladores permanentes y metros, herramientas que permitieron realizar el trabajo de manera precisa y eficiente.
El tiralíneas fue empleado para trazar líneas de referencia rectas sobre el terreno, asegurando que las estructuras estuvieran alineadas correctamente.
El rotulador permanente se utilizó para marcar de forma clara y duradera los puntos donde irán ubicados los soportes.
El metro permitió realizar las mediciones necesarias para mantener las distancias y posiciones exactas entre los soportes.
Lo primero de todo fue definir la disposición de la instalación fotovoltaica en un croquis.
Va a ver dos sistemas diferentes de instalación y fijación de los paneles, un sistema en cada vertiente de la cubierta.
El primer paso fue delimitar la zona en la que podemos trabajar en ambas vertientes y marcar la zona ocupada por los paneles en cada vertiente, definir la ubicación exacta de los paneles partiendo de las dimensiones reales de los paneles y de las indicaciones de los planos, y el trazado de las líneas de referencia básicas a a lo largo de la superficie de montaje.
Comenzamos a medir con metros y a trazar con azulete, marcando los puntos principales en donde se fijarían las piezas de soportación.
Para ello, se comenzó tomando un extremo de la superficie y midiendo la distancia desde el borde del tejado, utilizando el metro para asegurar que la línea estuviera trazada perpendicularmente con respecto al borde.
Una vez determinados los puntos de comienzo y final de la línea, se utilizó el tiralíneas para trazar una línea recta a lo largo de la superficie del tejado. Este paso es fundamental, ya que cualquier error en el trazado de la línea matriz afectaría la disposición de las estructuras de soporte y, por ende, la alineación de los paneles solares.
Una vez que la línea de referencia fue trazada y verificada, se pasó al trazado de las líneas paralelas, que son las líneas sobre las que van centradas las piezas de soporte. Las líneas paralelas se trazan de manera similar a la línea matriz, siguiendo el diseño del plano para determinar la distancia que hay entre los soportes.
Por último, se realizó una revisión final de todo el trabajo realizado para asegurarnos que todo estaba concorde al plano de montaje.
En resumen, el replanteo de las estructuras de soporte para los paneles fotovoltaicos se realizó con precisión y siguiendo un proceso ordenado. Las herramientas utilizadas fueron clave para asegurar la correcta alineación y distribución de los soportes, y se prestó especial atención al detalle en cada paso del proceso para garantizar que las estructuras queden correctamente alineadas en la cubierta.
5.- Colocación y conexionado de cuadros eléctricos
Con todo el trabajo previo de replanteo terminado, os voy a hablar de cómo hicimos la instalación eléctrica interior, paso a paso, empezando por la colocación de los armarios de protección.
La colocación y el conexionado de los armarios de protección en un sistema solar fotovoltaico son fundamentales para garantizar la eficiencia y seguridad del sistema.
Primero, los cuadros de protecciones deben situarse en un lugar accesible, protegido y bien ventilado, evitando la exposición directa al sol y a las inclemencias del tiempo. Se recomienda colocarlo cerca del inversor solar y del punto de conexión a la red eléctrica para minimizar las longitudes de cable y las consiguientes pérdidas de energía y para facilitar el mantenimiento.
Los cuadros deben fijarse en una pared o soporte robusto, utilizando anclajes adecuados a su peso y tamaño. Es crucial seguir las normativas locales y las recomendaciones del fabricante para asegurar una instalación correcta y segura.
Dentro del cuadro se concentran todos los dispositivos de protección y control del sistema, como interruptores automáticos, fusibles y dispositivos de protección diferencial.
Cada componente debe identificarse y etiquetarse claramente para facilitar su identificación y mantenimiento.
Los cuadros de protección DC y AC nos llegaron ya montados y etiquetados, si bien el cuadro AC venía con un error de conexionado que tuvimos que corregir.
Afortunadamente habíamos aprendido a identificar estos fallos.
Una vez identificados los armarios y sus componentes, y después de corregir el fallo de conexionado del cuadro AC, procedimos a ubicar los dos cuadros.
El cuadro DC se montó en la planta intermedia, directamente sobre la pared, mientras que el cuadro AC se instaló en la sala de la planta baja, junto con el armario de protecciones BT de la nave.
Como teníamos que poner el armario de alterna atornillada en la pared, cortamos con mucho cuidado el friso de forma que entrara la caja sin problemas.
Y también se puso la caja del contador de la misma forma.
La conexión de estos elementos debe seguir un esquema claro y ordenado, asegurando que todas las conexiones sean firmes y sin holguras. El cableado debe estar dimensionado adecuadamente para la corriente y tensión del sistema, usando conductores de alta calidad y con la sección adecuada.
Tras completar las conexiones, es recomendable realizar pruebas de funcionamiento para verificar que no haya errores de cableado ni fallos en los dispositivos de protección.
6.- Replanteo y montaje estructuras
Con los cuadros montados aprovechamos unos días de buen tiempo para la colocación de las estructuras de los paneles.
Lo primero fue planificar los diversos trabajos en el tejado. Tenemos dos tipos de estructuras con formas distintas de fijación al tejado.
En un principio se pretendía instalar dos tipos de estructura soporte, una coplanar con microcarril y la segunda inclinada.
Finalmente se decidió prescindir de la estructura inclinada y se sustituyó por un segundo tipo de estructura coplanar con perfilería longitudinal.
Antes de comenzar en el tejado, empezamos abajo en la nave practicando el montaje de los dos tipos de estructuras.
Aprendimos a identificar las piezas de cada conjunto de soportes, las piezas de anclaje y las piezas de fijación de los paneles.
Una vez teníamos claro que era cada cosa, comenzamos al replanteo de las estructuras utilizando el propio suelo de la nave. El objetivo era subir al tejado sabiendo ya lo que teníamos que hacer en cada tipo de estructura.
Aprendemos a leer las medidas de los planos y pasarlas a la cubierta, y así ir colocando las piezas a partir de las cotas y medidas indicadas en los planos.
Una vez ya dominado todo esto pasamos a subir al tejado, formando 2 grupos de trabajo para hacer una parte del tejado cada grupo.
En cada vertiente del tejado se instaló un tipo de estructura; la estructura con microcarril en la vertiente izquierda (vista desde el exterior de la nave mirando a la fachada) y la estructura con carril longitudinal en la vertiente derecha.
Ya en el tejado partíamos de las líneas y puntos marcados en el replanteo previo. Algunas de las líneas de azulete se habían borrado por efecto del viento o de la lluvia y tuvimos que repetirlos.
Con todo ya medido marcado y repasado de nuevo comenzamos a montar las estructuras, fijando las piezas de soportación, uniendo los perfiles de aluminio y atornillándolos, dando preferencia a las grecas como punto de anclaje sobre la zona plana de los paneles que forman la cubierta.
En los puntos en donde no era posible la fijación a la greca sino a la placa de cubierta, sellamos el punto de fijación con espuma de poliuretano para evitar goteras.
Y estando todo listo comprobamos que todo quedó bien atornillado y colocado para poder colocar los paneles.
7.- Tendido y colocación del cableado DC
Voy a hablar de cómo hicimos la instalación eléctrica interior, comenzando por las líneas de continua.
Al tener ya las estructuras colocadas en el tejado y marcadas las superficies que ocuparían los grupos de paneles, comenzamos la colocación de las canalizaciones del cableado DC. Esta canalización está formada por tubo rígido, bandeja metálica perforada y canal blanca de superficie.
Primeramente, cortamos a medida los cables, cinco rojos para los positivos y cinco negros para los negativos, desde su origen en los portafusibles del armario DC hasta su punto de conexión con los módulos. Este podía variar en función de la colocación particular de los paneles en cada uno de los grupos, por lo que tuvimos que tener sumo cuidado en las mediciones, ya que la cantidad de cable disponible era limitada y no podíamos equivocarnos con las medidas.
La canalización quedó de la siguiente manera;
- Para los cables sobre el tejado utilizamos bandeja metálica de tipo rejiban y tubo rígido gris
- para la acometida de bajada en fachada se utilizó tubo rígido gris, tanto en el interior como en el exterior de la nave
- para la distribución interior hasta el armario DC y el inversor, se usó canal de superficie blanca.
La fijación de la bandeja en la cubierta y del tubo rígido y la canal en interior no nos dio ningún problema.
Más difícil fue el tendido del tubo rígido en la fachada exterior.
Para evitar traspasar la cubierta y poder generar goteras, la canalización DC se fijó en por la fachada exterior. Montamos una caja estanca exterior como origen de la canalización y bajamos tubo rígido alojar los cables de los paneles. En un punto determinado, los tubos entraban desde la fachada al interior y continuaban por unas canaletas hasta el inversor DC/AC.
Fue necesario alquilar una cesta elevadora para poder realizar estas tareas.
En toda la tirada de cable DC hemos separado los cables positivos de los negativos. En la bandeja sujetando los cables de cada polo a un lateral de la bandeja. En el tubo rígido y la canal, doblando los tubos y canal.
Una vez colocada la canalización se procedió a pasar los cables con la ayuda de una guía.
Para ello nos dividimos en dos grupos, uno atando los cables al extremo de la guía y empujando, y el otro equipo mientras tanto estirando y vigilando que salieran bien los cables y no se rompieran o quedasen dentro del tubo y, al mismo tiempo, comprobando que su longitud era suficiente para alcanzar el armario DC.
Debido a la longitud de los cables, los equipos debieron extremar el cuidado al tender los cables, separándolos por grupos de paneles (cada grupo forma un string) evitando la formación de nudos en los cables.
Una vez pasados, los conectamos a sus respectivos portafusibles con la ayuda del esquema unifilar.
Para ello, tuvimos que pelar los cables y ponerles punteras.
Una vez conectados los cables DC procedentes de los paneles a las bases portafusibles, se continuó con los cables que conectan el armario DC a las entradas DC del inversor.
De la misma manera que con los anteriores, se midieron los diez cables requeridos, se cablearon por la canal de superficie y las conectamos a las entradas de las entradas utilizadas. En este caso, las punteras se sustituyeron con los terminales MC específicos para conexionado DC. Como tampoco íbamos sobrados de terminales tuvimos que extremar la precaución para no confundir terminales machos con hembras.
De las ocho entradas del inversor (dos por string) se utilizaron cinco.
La colocación de los terminales MC se hizo utilizando una máquina crimpadora específica para esta labor.
Con los cables ya colocados y conectados llegó el turno de comprobar si habíamos conectado correctamente o no, de nuevo, divididos en dos grupos, uno para manipular los cables en el tejado y el otro para identificar cada par de cables y conectarlos al string y entrada correspondiente, asegurándonos de que ningún string superaba la tensión y corriente que puede soportar.
8.- Tendido y colocación del cableado AC
Terminado el tendido del cableado DC, comenzamos con el de AC. Para la canalización AC se utilizó un tubo flexible corrugado.
Como el inversor DC/AC se ubicó en la planta intermedia, y el armario de alterna se situó en la planta baja, era necesario traspasar el forjado entre ambos.
Afortunadamente, ya alguien abrió un orificio para pasar otros tubos, por lo que fue suficiente con agrandar el hueco con un martillo, un cincel y algo de paciencia.
Con la ayuda de una guía y de la misma manera que hicimos con el de continua, conseguimos pasar la manguera con los cinco cables necesarios.
No fue fácil porque el hueco del forjado no era grande, estaba lleno de escombro y la persona que tiraba metida entre los soportes del falso techo no tenía mucho espacio para maniobrar.
Al final conseguimos pasar el tubo y conducirlo por el falso techo de la planta baja.
El tubo corrugado de la planta intermedia quedó visto y se fijó a la pared con grapas atornilladas.
Usamos canaleta blanca para bajar los cables hasta el armario AC.
Por último, conectamos dimos tensión al contador desde el cuadro general de protecciones y conectamos los cables de los transformadores de medida en la acometida que viene del contador de medida de la nave.
9.- Izado de paneles
Y llegó la parte más delicada de la obra; el izado de los paneles.
Teníamos que subir un total de 60 paneles en cinco grupos, ya previamente colocados y ordenados en función de dónde se instilarían en el tejado.
Los grupos se irían subiendo por orden de más profundo a menos para evitar el concentrar todos los paneles en una pequeña superficie. Esto nos impediría el normal movimiento por el tejado, con el consiguiente riesgo de tropiezos y accidentes, y podría generar sobrecargas en la cubierta.
Esta operación se hizo por separado para cada lado de la cubierta, primero los tres grupos de la izquierda y después los dos grupos del lado derecho.
Lo primero que hicimos fue el acopio de los materiales que nos harían falta para el izado de los paneles. Solo necesitamos dos pallets reforzados (para poder levantar varias placas a la vez), eslingas con carracas para poder apretar con fuerza y seguridad los paneles y una transpaleta para poder mover los grupos de paneles.
Nos dividimos en dos grupos de trabajo. El primero, situado en el suelo, prepararía el palet con los paneles, los amararía con las eslingas, y los sacaría al exterior para que el operador de la grúa los enganchara y comenzase el izado.
El segundo grupo se encontraba en el tejado y su función era asesorar al operador en el movimiento de las cargas, desenganchar el palet una vez que tocaba la cubierta, soltar las eslingas y recolocar los paneles en la zona donde irían instalados. En cuanto las eslingas eran soltadas, uno de nosotros las bajaba al suelo para que el primer grupo pudiera comenzar la preparación del siguiente grupo de paneles mientras se recolocaban los paneles en el tejado y el operario de la grúa volvía a girar el brazo para buscar el siguiente grupo de paneles.
De esta manera conseguimos reducir los tiempos de las operaciones.
Los pallets llevaban una carga de 10 placas por viaje, ya que de primeras probamos con 7 pero comprobamos que la grúa iba más que sobrada para poder cargar pesos mayores.
Teníamos alquilada la grúa para tres horas, pero lo hicimos en un lapso de 2 horas.
En total hicimos 6 izados.
10.- Montaje de los paneles
Una vez tenemos los paneles en el tejado y los dos tipos de estructuras montadas en su lado correspondiente del tejado, también habiendo realizando el tendido de cables, procederemos a la colocación de los paneles sobre las estructuras y por grupos de strings.
El grupo de paneles del lado derecho hacia el exterior, los colocaremos horizontalmente en una fila de 10 paneles, los cuales conectaremos en serie, es decir, los positivos con los negativos sucesivamente.
Repetiremos la misma colocación y conexión con otro bloque de 10 paneles colocados paralelos al grupo anterior.
Con estos 20 paneles tenemos 2 stings listos para su conexión al inversor.
En el lado izquierdo hacia el exterior del tejado colocaremos los 40 paneles restantes verticalmente sobre las estructuras de carril, la cual se extiende en 4 carriles a lo largo del tejado.
Los dividiremos en 3 grupos de paneles, dos de 13 paneles cada uno, colocados paralelamente con conexión de salto de rana, que es un tipo de conexión que nos ahorra el empleo de cable. En esta conexión intercalamos las conexiones, es decir, el positivo del tercer panel con el negativo del quinto y así sucesivamente.
El grupo restante de 14 paneles los colocaremos paralelamente de 7 en 7, y su conexión será en serie, como el grupo de 10 paneles.
La fijación de los paneles se realizó utilizando las piezas de fijación que venían con las estructuras y no nos generó ninguna dificultad. Conforme se iban colocando los paneles se conectaban con el anterior y se colocaban las piezas de sujeción y se iban apretando con las llaves correspondientes.
El primer grupo de paneles conectado mediante la técnica de salto de rana no nos salió bien y hubo que repetirlo. Lección aprendida para el siguiente que ya nos salió a la primera.
Una vez montados todos los paneles, procedimos al conexionado de los cables extremos a las líneas DC que llegaban hasta el inversor utilizando los conectores MC, asegurándonos que conectar correctamente cada grupo de paneles con los cables propios de su string.
Con los cables ya conectados, procedimos a grapar los cables en la bandeja perforada con positivos y negativos separados por las bandas laterales de la bandeja y los cables de tierra por el centro. Después cerramos la bandeja con su tapa para que los cables queden protegidos.
Los cables de tierra los atornillamos a la estructura metálica en las dos estructuras. Las piezas metálicas de fijación y la propia cubierta metálica permitieron una continuidad perfecta entre las estructuras y los paneles
11.- Pruebas y comprobación de las conexiones
En este proceso de la instalación comprobaremos si hemos realizado las conexiones correctamente, tanto de los cuadros como de la conexión de los paneles.
Para la comprobación emplearemos un aparato llamado Polímetro, con el cual podremos medir voltaje y amperios, los cuales tienen relación entre los paneles, el inversor y los cuadros con sus debidas protecciones.
Antes de la conexión de los paneles entre sí, comprobamos individualmente todos los paneles para asegurarnos que daban la tensión esperada.
Al terminar de realizar las conexiones entre los paneles, comprobaremos que dan la tensión correcta que es la suma de las tensiones de todos los paneles de cada string.
En esta fase de la obra no es posible medir la intensidad de los string ya que el inversor está sin funcionar. Podríamos haberlo hecho cortocircuitando cada string pero no consideramos necesario hacerlo.
En cuanto al inversor verificamos que tanto el voltaje y la corriente que le llega es la adecuada para la que está diseñado cada MPP (lugar donde se conecta una tira de paneles).
Las protecciones del cuadro de corriente continua también dependen del voltaje y amperios que generan los paneles, por lo cual los elegimos acorde a ellos y comprobaremos que haya continuidad en las distintas protecciones, así corroboramos que no tengan ninguna tara.
Repasamos toda la tornillería asegurándonos de que estaban bien apretados
El mantenimiento periódico de los cuadros es esencial para asegurar su funcionamiento a largo plazo. Esto incluye la revisión de las conexiones, la limpieza de los componentes y la comprobación del estado de los dispositivos de protección. Siguiendo estos pasos, se garantiza la eficiencia y seguridad del sistema solar fotovoltaico, optimizando su rendimiento y prolongando su vida útil.
Una vez realizadas todas las comprobaciones procederemos a la conexión de la instalación.
12.- Pruebas con aparatos de medida
Para realizar una instalación fotovoltaica, es fundamental contar con varios elementos de medición. Con ellos controlamos el rendimiento, la eficiencia de la energía generada, corriente, tensión, que todo funcione correctamente.
Nosotros sobre todo hemos estado trabajando con el multímetro,que mide el voltaje, corriente y resistencia en los componentes eléctricos. Con él verificamos el correcto funcionamiento de los paneles y los elementos eléctricos.
Para recopilar datos sobre la producción de energía, el consumo y el rendimiento del sistema se utiliza el propio Software de monitoreo del inversor. A través de un elemento generador de señal WIFI conectado a una red de Internet a través de un modem o de una tarjeta GSM podemos monitorizar el funcionamiento del sistema en forma remota desde una pantalla o un móvil.
Además del software de monitoreo, se requiere de un medidor externo. Este medidor mide tensiones y corrientes tanto en el inversor como en el consumo, utilizando transformadores de medida.
Este medidor se comunica con el inversor por medio de un cable de comunicaciones, de forma que podemos monitorizar también los consumos de la nave en la misma aplicación del inversor.
En los armarios originales no estaba prevista la colocación de este medido por lo que tuvimos que colocarlo en una pequeña caja con puerta transparente que pusimos entre el armario general de protecciones y el de protecciones AC.
13.- Conexionado a red
Y por fin llegamos al momento final después de estos meses de esfuerzo; la conexión del sistema fotovoltaico a la red eléctrica.
Una vez que, realizadas todas las comprobaciones y pruebas de que todo nos funciona correctamente, que bien orgullosos estamos de nuestro trabajo, hicimos lo que se llama la conexión de la instalación a red eléctrica, siguiendo las indicaciones dadas por ENDESA, ya que al fin y al cabo es ella la que nos dice como hacer la conexión.
Realizamos el hueco para el paso de la canalización AC a la red, utilizando los armarios de protección y medidas ya existentes de la instalación de consumo de la nave y ahí poder realizar la conexión de paneles a través de los correspondientes fusibles de protección.
Hecho esto, nuestro trabajo llegó a su fin, ya que la conexión a la red debe hacerla una empresa instaladora autorizada.
En nuestra instalación, ya que es una conexión a red compartida, lo generado por la instalación será aprovechado por la sede de la comarca a través de una reducción en su factura eléctrica.
Y con esto finalmente dimos por finalizada nuestra obra.
14. Finalización de la Instalación
Hemos finalizado la instalación. Todo ha quedado perfecto, trabajando muy bien y poniendo en práctica todo lo que hemos aprendido a lo largo del curso.
Es una satisfacción para nosotros/as lo que hemos conseguido.
Enhorabuena a todos/as.
