Diseño eficiente de malla de tierra en parques fotovoltaicos de grandes dimensiones

Abstract

El plan del retiro total del parque de centrales a carbón antes de 2040 en Chile, es una de las iniciativas en la región que buscar aumentar la participación de las energías renovables, dado que los avances tecnológicos hacen posible sustituir gradualmente la generación en base a combustibles fósiles por otras que son renovables y competitivas. Bajo este contexto, la generación fotovoltaica destaca, dado que presenta bajos costos de inversión y operación, y además presenta bajos tiempos de instalación en comparación con el resto de tecnologías de generación renovable. El objetivo de este trabajo es desarrollar una metodología para el diseño de mallas de tierras en parques fotovoltaicos de grandes dimensiones, que utilice las canalizaciones del cableado de los conductores y los perfiles de acero de las mesas que soportan los paneles fotovoltaicos, con el propósito de obtener un diseño de malla de tierra eficiente y rentable que cumpla con la normativa vigente. La metodología presentada está conformada por una secuencia de pasos, los cuales emplean los parámetros del terreno y las características del sistema fotovoltaico para obtener un diseño seguro de puesta a tierra, de manera que las solicitaciones de voltaje máximas, frente a una falla eléctrica en el parque, no superen los valores tolerables por el ser humano. Se concluye que la malla de tierra de los parques fotovoltaicos, que emplea las canalizaciones de media y baja tensión, e incorpora como parte del sistema de puesta a tierra los perfiles de acero de las estructuras que soportan los módulos fotovoltaicos; es eficiente y rentable, pues de acuerdo al caso de estudio, y con respecto a una malla reticulada optimizada, permite reducir los costos de una malla de tierra convencional en un 39%, y para su construcción requiere aproximadamente la mitad de conductores.