Los conectores MC4 son un componente pequeño pero esencial en la instalación de un sistema fotovoltaico que se encuentran colocados en las terminales de cada módulo fotovoltaico. Es en estos pequeños conectores donde pueden llegar a ocurrir fallas de arco debido a una mala instalación de los mismos. Aunque ya otros compañeros del CCEEA hace tiempo ya han hablado del tema, es importante actualizar un poco la información con respecto a estos conectores.
¿Qué son?
Los conectores “MC4” son conectores eléctricos de uso común para la conexión de los paneles solares. En realidad, el nombre “MC4” son un conjunto de siglas en donde “MC” son las siglas del fabricante “Multi-Contact” y el “4” se refiere al diámetro pasador de clavija de contacto de 4 milímetros.
Los MC4 permiten conectar los módulos entre sí, de manera tal que se pueden construir fácilmente paneles (o cadenas) empujando los conectores de los paneles adyacentes, únicamente utilizando la mano. En el caso de la desconexión se requieren una herramienta especial conocida como llave inglesa para conector MC4 y con esta poder desconectarlos; para asegurarse de que no se desconecten accidentalmente cuando se tira de los cables. Los MC4 son implementados en todos los paneles solares producidos desde el 2011 y son universales en el mercado solar.
Antecedentes
En 2008 el Código Eléctrico Nacional (NEC) se actualizó para requerir conectores para paneles solares que ofrecieran “bloqueo positivo”, eso implicaba que tuvieran la propiedad de ser conectados solamente con la mano, pero que se desconectaran únicamente con una herramienta llamada “llave MC4”.
Radox, un fabricante europeo, quien era líder en el mercado no se actualizó a los requerimientos del NEC y por esa razón desapareció. Dos compañías con sede en Estados Unidos, Tyco Electronics y Multi-Contact, respondieron mediante la introducción de nuevos conectores para cumplir con este requisito.
Solarlok de Tyco se convirtió en líder del mercado a finales del año 2000, pero una serie de factores conspiraron para que dejara de ser líder. Entre ellos estaba el hecho de que el sistema tenía dos juegos de cables o alambres, lo que llevó a una considerable molestia en el campo cuando equipos de diferentes fabricantes no podían ser conectados juntos.
Para el año 2011, el MC4 ya se encontraba en una posición de liderazgo fuerte, lo que llevó a la introducción de productos compatibles a partir de una variedad de los principales proveedores de conexión. Entre ellas se encuentran la Amphenol Helios H4 y SMK PV-03.
Diseño y estructura
El sistema MC4 consiste en un diseño de conector macho y hembra. Los conectores macho y hembra se colocan dentro de carcasas de plástico. Para un sellado adecuado, los MC4 requieren el uso de un cable con el diámetro correcto. Normalmente doble aislamiento y protección UV (la mayoría de los cables se deterioran si se usa al aire libre sin protección de la luz solar).
Comúnmente un par de MC4 está conformado de 10 piezas en total, 5 piezas por cada conector como lo vemos a continuación:
Consideraciones importantes
Es muy importante no conectar o desconectar bajo carga, incluso en sistemas de baja tensión (12-48 V). Debido a que se puede producir un arco eléctrico y dañar seriamente los materiales en contacto, lo que resulta en una alta resistencia y sobrecalentamiento. Esto es en parte debido a la corriente directa (DC), mientras que si se usan en corriente alterna (AC) los arcos eléctricos se auto-extingue en el punto en que la tensión sea cero.
Los conectores de enchufe que no están hechos por Multi-Contact (MC) pero que pueden ser acoplado con elementos del fabricante Multi-Contact (MC) y a veces también se describen por sus fabricantes como “MC compatible”, no se ajustan a los requisitos para una conexión eléctrica segura y estable a largo plazo y por esta razón de seguridad no es recomendado conectarlos. Por lo tanto, MC se deslinda de toda responsabilidad si estos conectores que no son aprobados por ellos mismos se acoplan con los elementos MC.
Para evitar arcos a la hora de desconectar los MC4, se debe de instalar una interrupción cerca de las conexiones que permita abrir el circuito sin ningún riesgo de arco. La corriente nominal de los conectores MC4 son de 30 A y están diseñados para un calibre de conductor de 12 y 10 AWG (4 y 6 mm2).
Herramientas que se utilizan
Para la correcta instalación de los conectores MC4 es necesario el uso de 2 herramientas indispensables. La primera herramienta indispensable es una pinza ponchadora de MC4, esta sirve para poder realizar la fijación de los pines, es muy importante utilizar una pinza ponchadora pues estas trabajan con la presión adecuada para que el pin quede fijo al cable.
Utilizar una pinza común o fijar el pin doblándola solo con la mano es un riesgo, pues al quedar el pin flojo se corre el riesgo de formar el arco eléctrico.
La segunda herramienta es una llave inglesa de MC4 para poder apretar la tapa terminal y fijar así el conector, esta misma llave sirve para poder desconectar las terminales MC4.
Sección de la NOM-001-SEDE-2012 que habla sobre los MC4.
El artículo de la NOM-001 es el 690-33 “Clavijas o conectores”. La norma específica que se debe cumplir con lo indicado en los incisos (a) hasta (e), pero los más importantes a mencionar son los siguientes:
- a) Configuración. Las clavijas deben ser polarizadas y tener una configuración que no sea intercambiable con contactos de otros sistemas eléctricos del edificio.
- b) Protección. Las clavijas deben estar construidas de forma que protejan a las personas del contacto inadvertido con partes vivas.
- c) Tipo. Las clavijas deben ser de tipo de enganche o de seguridad. Las clavijas que son fácilmente accesibles y se usan en circuitos que funcionan a más de 30 volts para circuitos de corriente continua o 30 volts para circuitos de corriente alterna, deben requerir de una herramienta para abrirlas.
-693-33 e) (2): este inciso especifica que los conectores deben de ser de un tipo que requiera del uso de una herramienta para abrirla y estar marcada con la inscripción “No desconectar con carga” o “No para interrumpir corriente”.
Accesorios compatibles
Con la estandarización del MC4 surgieron otros múltiples accesorios compatibles con el conector, siendo estos principalmente conectores “Y” para hacer arreglos en paralelo entre los módulos, diodos tipo MC4 y porta fusibles para conectores MC4. Brindando así diferentes opciones para los sistemas.
