Conector en Y MC4 o caja combinadora: ¿cuál es el más adecuado para el campo fotovoltaico?

Un conector de derivación en Y tipo MC4 conecta en paralelo dos cadenas en el campo fotovoltaico, en lugar de dirigirlas a una caja combinadora. Que esto esté permitido o no es, ante todo, una cuestión de corriente de fallo, más que una cuestión de coste, ya que una derivación en Y no lleva fusibles y no se puede abrir bajo carga. Solo resulta adecuado cuando los conductores conectados en paralelo pueden soportar la corriente que las cadenas vecinas pueden inyectar en caso de fallo. Si se analiza esto primero, la elección entre un conector de derivación y una caja combinadora suele resolverse por sí sola.

Respuesta breve

Una derivación en Y es adecuada para dos cadenas, siempre que la corriente de diseño se mantenga dentro de los límites de la clasificación del conector y que la normativa a la que se somete la instalación permita la conexión en paralelo sin protección individual por cadena. Una caja combinadora entra en funcionamiento en cuanto se conectan en paralelo tres o más cadenas, cuando cada cadena requiere protección contra sobrecorriente, o cuando el campo fotovoltaico necesita un punto de desconexión o supervisión. El punto de cruce se sitúa aproximadamente entre la segunda y la tercera cadena, y viene determinado por la corriente de fallo más que por el tamaño del campo fotovoltaico.

¿Para qué sirve realmente un conector en Y MC4?

Término	Qué significa esto aquí
Conector de derivación	Conectores en paralelo en la matriz, en los que una entrada se divide en dos salidas o viceversa
Cadena	Una serie de módulos en la que se suman las tensiones, pero no las corrientes
Isc	Corriente de cortocircuito de una cadena, según la ficha técnica del módulo
Retroalimentación	La cadena con fallo recibe corriente de las cadenas paralelas
Factor de servicio continuo	El multiplicador que se aplica al código ISC a la hora de dimensionar los conductores y los dispositivos de protección, que suele ser 1,25.
Caja combinadora	Una caja con protección por cada cadena y, normalmente, un interruptor de desconexión

La diferencia técnica entre ambos es fácil de explicar. Un conector de derivación es una unión mecánica que, además, conecta en paralelo dos circuitos. Una caja combinadora es un dispositivo de protección que, además, los conecta en paralelo, y el resto de la comparación se deriva de esa diferencia.

Las configuraciones varían según la instalación. Un tipo habitual de conector en Y MC4 divide una entrada en dos salidas, y se utiliza cuando un único cable de conexión directa alimenta dos cadenas en paralelo. Lo contrario, es decir, dos entradas que se combinan en una salida, se da cuando dos cadenas convergen en un único cable que va al inversor. La elección del conector adecuado viene determinada por el punto en el que se produce la conexión en paralelo, no por el conector en sí, y la disposición de los polos y la polaridad debe coincidir con el resto de la cadena.

Los combinadores de corrientes de fallo existen por este motivo

En una sola cadena, un cortocircuito se alimenta de la propia corriente de cortocircuito (Isc) de la cadena. En un módulo moderno, esa corriente ronda los 13,5 A, y los cables y el conector del módulo están diseñados para soportar esa corriente sin dificultad.

Si se conectan dos cadenas en paralelo, la aritmética cambia. Si una cadena presenta un fallo, la cadena en buen estado suministra corriente al fallo, además de aportar la suya propia. Con tres cadenas, las otras dos suministran corriente al fallo. Los conductores afectados por el fallo tienen que soportar ahora esa corriente combinada, y su sección estaba dimensionada para una sola cadena.

Cuerdas en paralelo	Isc combinado	Retroalimentación a una cadena averiada
1	13,5 A	ninguno
2	27,0 A	13,5 A
3	40,5 A	27,0 A
4	54,0 A	40,5 A

Por eso, la mayoría de las normas de instalación fotovoltaica exigen una protección contra sobrecorriente en cada cadena cuando se conectan tres o más en paralelo. A fusible interrumpe la retroalimentación antes de que el conductor afectado sufra daños. Los fusibles necesitan un lugar donde instalarse, y ese lugar es una caja de combinación. En una derivación en Y no hay sitio para colocarlos, y esa es precisamente la razón por la que ambos productos coexisten en lugar de que uno sustituya al otro.

En el caso de dos cadenas, a menudo no se requiere protección, siempre que los conductores puedan soportar la corriente de fallo total disponible. Esa condición debe verificarse consultando la ficha técnica del módulo y la normativa aplicable, y no darse por sentada, y es la única comprobación que determina si se permite o no una derivación en Y.

Cuando se requiere protección, su capacidad nominal viene determinada por el módulo y no por el conector. En la ficha técnica de cada módulo se indica la capacidad máxima del fusible en serie, que en los módulos modernos suele oscilar entre 15 y 25 A, y esa cifra establece cuál debe ser la protección de la cadena. Un conector con una capacidad nominal superior a la del fusible del módulo no elimina este requisito. Solo significa que el conector no es el componente limitante.

Cuándo una derivación en Y es la opción adecuada

• Solo dos cuerdas, y se comprobó la resistencia de los conductores frente a la corriente de fallo combinada.
• No hace falta desconectarlo en ese punto del array.
• El peso y el espacio son importantes. Ya sea en una azotea o en un parque fotovoltaico flotante, eliminar una carcasa de la lista de materiales supone un ahorro real en material de montaje y mano de obra.
• La unión es permanente. Nada en el diseño hace prever que alguien vaya a aislar una cadena en ese punto más adelante.
• Sensibilidad al coste a nivel de cadena. Dos conectores de derivación cuestan una fracción de lo que cuesta una caja con fusibles y un seccionador.

Cuándo necesitas una caja combinadora

• Tres o más cadenas, donde se requiere protección por cada cadena y un conector de derivación no tiene ningún lugar donde montar un fusible.
• Es necesario desconectar para su mantenimiento o para el procedimiento de aislamiento del inversor.
• Monitorización o medición a nivel de cadena forma parte de la especificación.
• La junta debe estar en buen estado. Una caja combinadora proporciona a cada cadena su propia entrada y se puede abrir sin cortar el cable.
• La organización de los cables es un factor importante. Una instalación en la que seis cables se conectan a tres conectores de derivación resulta más complicada de mantener ordenada y de inspeccionar que una caja con prensaestopas.

Elegir entre ellos

Si la situación es	Uso	¿Por qué?
Dos cables, conductores comprobados para corriente de fallo	Rama Y	No requiere protección ni carcasa para su montaje
Tres o más cadenas	Caja combinadora	Es necesario fusionar por cadena; no hay otro sitio donde colocarlo
Se especifican dos cadenas, pero hay una discrepancia	Caja combinadora	La caja incorpora el seccionador
Ya sea en azoteas o flotantes, el peso es fundamental	Rama en Y, si está permitido	Retira una carcasa y sus elementos de fijación
La normativa local exige protección para cada cadena	Caja combinadora	Es un requisito normativo, no una preferencia
Corriente total superior a la capacidad nominal del conector	Rediseño	Consulta el cálculo de las medidas a continuación

Cuánto te cuestan ambas opciones sobre el terreno

Un conector de derivación añade dos pares acoplados donde antes solo había una unión. Ambos son interfaces de contacto con su propia resistencia, y ambos son puntos en los que puede pasar desapercibido que una de las mitades esté parcialmente acoplada. Eso no es motivo para descartar la pieza, pero sí exige una mayor disciplina en su instalación: cada par debe estar completamente enclavado, y el conjunto necesita un soporte para que el peso de los cables no tire de las uniones.

Una caja combinadora desplaza las uniones al interior de una caja protectora, donde quedan protegidas y pueden inspeccionarse. Además, requiere un punto de fijación, un prensaestopas por cable y espacio libre para que se pueda abrir la puerta. En un conjunto de paneles instalados en el tejado sobre raíles, ese punto de fijación es a veces el factor que determina la disposición.

El ahorro que supone un conector de derivación es real en el tramo de conexión. La conexión en paralelo del campo fotovoltaico reduce a la mitad el número de cables que vuelven al inversor y, en un tramo largo de corriente continua, eso reduce tanto el uso de cobre como la caída de tensión. Cuando el campo fotovoltaico ya se encuentra cerca del inversor, el ahorro es pequeño y la estructura resulta más sencilla de construir.

La comprobación de la talla que pilla desprevenidos a los usuarios

No basta con sumar el Isc. El dimensionamiento de los conductores y los dispositivos de protección se basa en el Isc multiplicado por un factor de servicio continuo, que suele ser de 1,25 en los circuitos fotovoltaicos, ya que un módulo puede funcionar a su potencia nominal o por encima de ella durante horas.

Cuerdas en paralelo	Isc combinado	Tras aplicar un factor de 1,25	¿Es compatible con un conector de 30 A?
1	13,5 A	16,9 A	Sí
2	27,0 A	33,8 A	**No**
3	40,5 A	50,6 A	No
4	54,0 A	67,5 A	No

La segunda fila es la que merece la pena leer dos veces. Dos cadenas de un módulo moderno de 13,5 A suman 33,8 A una vez aplicado el factor, lo que ya supera la capacidad nominal de un conector de 30 A. Esto no prohíbe automáticamente el uso de un conector en Y tipo MC4 en todas las jurisdicciones, ya que el factor que se aplica a un conector no es idéntico en todas partes, pero sí significa que la suposición de que la pieza soporta sin problemas dos cadenas modernas es errónea con la suficiente frecuencia como para que merezca la pena comprobarlo cada vez. Los módulos más antiguos, con un Isc más bajo, dejaban más margen de seguridad, y se aprendió mucho de la práctica sobre el terreno con ellos.

Para obtener información general sobre cómo se aplica la protección en los circuitos de corriente continua, consulte el sobrecorriente A modo de referencia: si el valor de tu caso de dos cadenas se sitúa cerca o por encima del valor nominal, las opciones más sensatas son una configuración del módulo con menor intensidad, un conjunto de derivación más grande o una caja combinadora. Añadir un conector más grande a una derivación que el resto de la cadena no puede igualar no sirve de nada.

Qué hay que especificar

Tanto si vas a comprar un conector de derivación como si vas a especificar una caja combinadora, la información que se tiene en cuenta para elaborar el presupuesto es la misma:

• Número de cadenas que se van a ejecutar en paralelo y la configuración necesaria
• Módulo Isc y la intensidad máxima nominal del fusible en serie según la ficha técnica
• Tensión máxima del sistema: 1000 V o 1500 V
• Sección transversal del conductor y diámetro exterior de la cubierta del cable
• Si la unión debe poder desmontarse bajo carga
• El código o la norma según la cual se inspecciona la instalación
• Cualquier requisito de certificación o interoperabilidad entre marcas de conectores

Los conjuntos de ramales se fabrican como un elemento de proyecto en lugar de figurar como pieza de catálogo, ya que su configuración depende de la matriz. Esto se ajusta a la forma en que se especifican realmente las matrices, pero implica que hay que facilitar los datos de cadena antes de que se pueda confirmar la pieza. Nuestro conector a medida El proceso abarca el desarrollo de un proyecto como este, desde la revisión del diseño para la fabricación (DFM) hasta la validación de las muestras, y el Conector solar MC4 En esta página se indican las características técnicas de la familia de conectores con la que se han fabricado estos conjuntos.

Errores que conviene evitar

• Contar cadenas y dejarlo ahí. El factor que se suma a Isc es el que determina si el conector es adecuado.
• Suponiendo que dos cadenas nunca necesiten protección. Compruébalo consultando la ficha técnica y la normativa aplicable, en lugar de basarte en lo que estás acostumbrado a hacer.
• Colocar una derivación en «Y» donde sea necesario un seccionador. Un conector de derivación no se puede abrir bajo carga.
• Mezcla de marcas de conectores en un conjunto de derivación. Los pares no certificados pueden presentar una resistencia de contacto desigual cuando se les aplica una corriente combinada.
• Dimensionamiento de la derivación en función de la potencia nominal de entrada del inversor. La corriente en cuestión se encuentra en la derivación, no en el inversor.
• Olvidarse de la intensidad nominal del fusible. Cuando se requiere protección, esta viene determinada por la intensidad máxima del fusible en serie del módulo, y no por el conector.

Preguntas frecuentes

¿Para qué sirve un conector en Y MC4?

Conecta en paralelo dos cadenas fotovoltaicas en el campo de paneles, sustituyendo una caja combinadora y sus fusibles, siempre que se permita la conexión en paralelo sin protección por cadena y no sea necesario realizar ninguna desconexión en ese punto.

¿Puedo conectar en paralelo más de dos cables con conectores de derivación?

Por lo general, no. Cuando se conectan en paralelo tres o más cadenas, la mayoría de las normativas exigen una protección contra sobrecorriente en cada cadena, y un conector de derivación no dispone de espacio para montar un fusible. Por eso es necesario utilizar una caja combinadora.

¿Cómo puedo saber si dos cadenas se pueden conectar en paralelo sin fusibles?

Comprueba si los conductores pueden soportar la corriente de fallo total disponible, aplicando el factor de servicio continuo que exija tu normativa, y compáralo con la ficha técnica del módulo y los requisitos locales. Se trata de una verificación, no de una regla general.

¿Por qué es importante el factor de servicio continuo en un conector?

Dado que los circuitos fotovoltaicos pueden funcionar a su potencia nominal o cerca de ella durante horas, la normativa de dimensionamiento aplica un multiplicador, normalmente de 1,25, a Isc. Dos cadenas modernas de 13,5 A suman 33,8 A tras aplicar ese factor, lo que supera la capacidad nominal del conector, que es de 30 A.

¿Puedo utilizar conectores de derivación para reducir la longitud de los cables que van al inversor?

Reducen el número de cables de conexión directa mediante la conexión en paralelo en el conjunto de paneles, pero no eliminan la necesidad de protección allí donde sea necesario, por lo que el ahorro solo se aplica al caso permitido de dos cadenas.

¿Hay conjuntos de derivación disponibles con diferentes configuraciones de conectores?

Sí, y se fabrican bajo pedido en lugar de ser un artículo en stock del catálogo, por lo que la configuración se confirma en función del número de hilos, los datos del módulo y el tamaño del conductor antes de presupuestar la pieza. Los documentos de certificación de la familia de conectores se encuentran en nuestro certificados sección.

Obtén la configuración de ramas adecuada para la matriz.

Envíenos el número de cadenas, el módulo Isc, la intensidad máxima de los fusibles en serie, la tensión del sistema y el calibre de los conductores, y nosotros confirmaremos la configuración, le indicaremos si la conexión en paralelo es adecuada para un conjunto de derivación o si requiere un combinador, y le facilitaremos muestras para su validación.

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