La infraestructura invisible de la energía solar

La infraestructura invisible de la energía solar

En las horas de mayor radiación, una falla de aislamiento puede activar las protecciones y dejar fuera de servicio una sección de un parque solar. Los módulos siguen recibiendo luz, pero esa parte de la planta deja de entregar energía. La causa puede estar en un tramo de cableado que apenas se ve bajo los paneles o que recorre una canalización hasta el inversor.

El cableado fotovoltaico puede representar entre el 1 % y el 2 % de la inversión inicial (CAPEX). En una planta concebida para operar entre 25 y 30 años, el desempeño de esa infraestructura influye en la seguridad, la disponibilidad y el costo de la generación. Tres decisiones ayudan a anticipar ese impacto desde el desarrollo del proyecto.

¿Qué cambia cuando un parque solar crece?

El desarrollo de la energía fotovoltaica en América Latina incluye parques de cientos de megavatios, algunos integrados con sistemas de almacenamiento en baterías. En una planta de esa escala, los cables y arneses conectan los módulos y llevan la energía en corriente continua hacia los inversores. Una vez convertida en corriente alterna, la energía sigue su recorrido por la red eléctrica del parque hasta el punto de conexión. Ese conjunto de circuitos y equipos forma parte del balance de planta eléctrico.

La evolución de los módulos y los sistemas de montaje cambia lo que se espera de esos circuitos. El paso a arquitecturas de 1500 V en corriente continua permite, según el diseño, conectar más módulos en una misma cadena y reducir el número de circuitos en paralelo. Algunos módulos de alta potencia operan con corrientes mayores, lo que incide en la capacidad que debe tener el conductor para transportarlas. En los parques con trackers solares, los tramos que acompañan el movimiento de la estructura quedan sometidos a flexiones repetidas durante la operación.

La generación solar fotovoltaica está alcanzando madurez tecnológica e industrial en América Latina. En un mercado donde paneles e inversores optimizan eficiencias en márgenes mínimos, descuidar el Balance de Planta eléctrico debilita la confiabilidad de toda la planta.

Cables DC, arneses de interconexión, líneas de media tensión y soluciones en seguridad y ergonomía no son costos prescindibles: son activos estratégicos para la disponibilidad, eficiencia y seguridad. Su confiabilidad convierte la generación proyectada a 30 años en retornos financieros reales y protege el suministro eléctrico limpio de la región, ¿Qué decisiónes estratégicas son claves?
 

1. Evaluar el costo del cableado durante la vida útil del parque

El precio por metro permite ordenar las ofertas de suministro. Para entender su efecto en la operación, pensemos en un recorrido largo en corriente continua. La sección del conductor incide en la resistencia eléctrica y, por tanto, en las pérdidas de energía de ese circuito. La cubierta y el aislamiento cumplen otra función. Su idoneidad para las condiciones del sitio influye en cuánto tiempo podrá operar el cable antes de que sea necesario intervenir ese tramo o reemplazarlo.

El costo total de propiedad (TCO) incorpora la compra y la instalación, junto con los costos que aparecen a lo largo de la vida útil, como las pérdidas eléctricas, el mantenimiento y las paradas. Una intervención imprevista implica localizar el problema, movilizar al personal y reparar el tramo afectado. Si la sección permanece desconectada, también se pierde la energía que habría generado durante ese tiempo. La seguridad entra en la misma evaluación. Una conexión defectuosa puede producir un arco eléctrico y elevar el riesgo de incendio.

Esta evaluación conecta la selección del cableado con el costo nivelado de la energía (LCOE), que expresa el costo medio por unidad de energía generada durante la vida útil del parque. Si una alternativa requiere una inversión inicial mayor y permite reducir las pérdidas durante la operación, el análisis de ciclo de vida ayuda a estimar si el ahorro compensa ese desembolso en las condiciones del proyecto.

2. Planificar el montaje para proteger el cable y al personal

El cable puede sufrir daños mucho antes de que el parque genere su primer kilovatio-hora. Durante la obra, hay que trasladar las bobinas, preparar los cortes y llevar el cable hasta su ubicación definitiva. Si se arrastra sobre terreno irregular o se somete a una tracción excesiva, la cubierta puede deteriorarse durante el tendido. En algunos casos, el problema aparece como una falla de aislamiento cuando la instalación ya está en servicio.

Los rodillos guía reducen el contacto directo con el suelo y la fricción durante el tendido. Una estación móvil de trabajo facilita el traslado y la preparación del cable cerca del frente de instalación. Los sistemas preconectorizados trasladan parte del trabajo de conexión a fábrica y pueden simplificar el montaje en campo.

La manipulación repetida de materiales y el trabajo con los brazos elevados pueden generar fatiga a lo largo de la jornada. Soluciones innovadoras como el Kit Nexans Solar presenta ayudas como hombreras de protección y exoesqueletos de asistencia para tareas específicas. Su utilidad depende de que se elijan según el trabajo real de la cuadrilla y se integren en la secuencia de montaje.

En el plan de obra, el equipo de construcción puede definir dónde preparar el cable, cómo llevar las bobinas a cada frente y qué herramientas necesita para ejecutar el tendido. Coordinar esas decisiones con ingeniería ayuda a detectar de antemano un recorrido difícil de ejecutar o una conexión que conviene preparar en fábrica.

3. Incorporar al especialista eléctrico desde la ingeniería temprana

La fase de ingeniería temprana (FEED - Front-End Engineering Design) permite estudiar la arquitectura eléctrica mientras todavía se pueden ajustar los recorridos, las canalizaciones y el método de instalación. Incorporar al especialista eléctrico en esa etapa ayuda a que la especificación responda a las exigencias térmicas, mecánicas y de aislamiento que encontrará el cableado en cada tramo.

En el Atacama chileno, la radiación UV y las diferencias de temperatura entre el día y la noche influyen en la selección de la cubierta y en el trazado. Los ciclos térmicos hacen que los materiales se dilaten y se contraigan. Si el recorrido transmite esos esfuerzos a las conexiones, pueden verse afectados los conectores o terminales.

En zonas andinas del Perú de gran altitud, la menor densidad del aire puede reducir su capacidad para disipar el calor de los conductores expuestos. Esa condición importa al evaluar su comportamiento térmico. En un proyecto de la costa peruana con exposición a sales, la atención se extiende a la protección de uniones y terminales frente a la corrosión. Dos proyectos dentro del mismo mercado pueden requerir especificaciones diferentes.

En zonas tropicales de Colombia, la humedad y la posible acumulación de agua en zanjas o canalizaciones afectan las condiciones de servicio. Identificar dónde puede ocurrir esa exposición ayuda a seleccionar cables adecuados para cada tramo y a coordinar las rutas con el resto de la obra.

Considerar estas diferencias desde el diseño permite comparar las propuestas de suministro con base en las condiciones que tendrá la planta. También ayuda a incorporar la durabilidad de los componentes en los objetivos de sostenibilidad del proyecto, dado que los reemplazos prematuros requieren materiales e intervenciones adicionales.

Del diseño a la operación

El equipo que opera el parque recibe decisiones que se tomaron durante el diseño, la compra y la construcción. Documentar las condiciones de servicio y los criterios de selección permite que, años después, el personal de mantenimiento pueda saber por qué se eligió un cable para ese recorrido y qué exigencias debe cumplir su reemplazo. Esa información conserva su valor cada vez que se inspecciona o interviene la infraestructura que lleva la energía desde los módulos hasta la red.

El enfoque de Nexans es ser un aliado integral en electrificación solar, con tecnología global y 6 plantas industriales en la región, presentes a través de Indeco by Nexans en Perú, Madeco by Nexans en Chile, Centelsa by Nexans en Colombia y Nexans en Brasil,para asegurar viabilidad financiera y competitividad desde la ingeniería conceptual hasta la operación de largo plazo.

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