1. Antecedentes de la industria

A medida que la capacidad instalada mundial de energía fotovoltaica sigue aumentando, la seguridad de los sistemas fotovoltaicos ha ido captando una atención cada vez mayor. En los sistemas fotovoltaicos, el terminal de puesta a tierra constituye un componente esencial para garantizar la seguridad del sistema, desempeñando la función crucial de derivar hacia la tierra las corrientes de rayos y las corrientes de falla, lo que previene daños en el equipo y lesiones personales. En 2024, en un contexto de continuo crecimiento global de la energía fotovoltaica y de una acelerada evolución tecnológica, la industria de los terminales de puesta a tierra experimentó mejoras integrales en tecnología, productos y normativas.

En términos de tamaño del mercado, el mercado mundial de terminales de puesta a tierra para sistemas fotovoltaicos registró un desempeño sólido en 2024. Según diversas firmas de investigación, como QYResearch y LP Information, el tamaño del mercado global de terminales de puesta a tierra para energía solar se situó en aproximadamente 350–358 millones de dólares estadounidenses en 2024, y se prevé que alcance entre 465 y 471 millones de dólares para 2031, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de alrededor del 3,8%–4,0% entre 2025 y 2031. En cuanto a la producción, en 2024 se estimó en aproximadamente 223,8 millones de unidades, con un precio medio global de alrededor de 1,60 dólares por unidad y un margen bruto cercano al 14%. Entre los principales fabricantes a nivel mundial figuran Kseng Solar, Mibet Energy, Fasten Solar Technology, IronRidge, HQ Mount, entre otros, lo que ha diversificado cada vez más el panorama competitivo.

2. Avances tecnológicos de 2024: presentación intensiva de solicitudes de patentes por parte de las empresas líderes

En 2024, el sector de los terminales de puesta a tierra para módulos fotovoltaicos registró una intensa innovación tecnológica y un elevado número de solicitudes de patente. Varias empresas líderes y compañías innovadoras impulsaron la evolución de las soluciones de puesta a tierra, pasando de las tradicionales conexiones mediante cables de cobre a diseños altamente integrados y sin cables, gracias a la optimización estructural y a la innovación en materiales.

Trina Solar Demostró una sólida vitalidad en innovación de I+D en 2024. El 4 de junio, Trina Solar presentó una solicitud de patente para una “Estructura de marco y sistema fotovoltaico”, que logra las conexiones a tierra entre los módulos fotovoltaicos mediante la creación de ranuras en forma de arco en el reborde del marco y la incorporación de elementos de puesta a tierra. Este diseño permite establecer la conexión a tierra sin perforar el perfil del marco, reduciendo el riesgo de fisuración del mismo sin comprometer la impermeabilidad, al tiempo que resulta estéticamente atractivo. Apenas unos meses después, en enero de 2024, Trina Solar obtuvo una patente de modelo de utilidad por un “Perno de puesta a tierra y sistema de puesta a tierra fotovoltaico”. El perno de puesta a tierra cuenta con una estructura única de doble púa, que asegura conexiones confiables a tierra mientras simplifica el proceso de fabricación. Cabe destacar que, hasta finales de enero de 2024, Trina Solar había obtenido 34 nuevas concesiones de patentes, lo que representa un aumento del 100 % respecto al año anterior. En el primer semestre de 2023, la empresa invirtió 818 millones de yuanes en I+D, un incremento del 30,98 % interanual.

DAS Solar, S. A. También se lograron avances significativos en la tecnología de puesta a tierra. En diciembre de 2024, DAS Solar obtuvo una patente para una “Estructura de conexión a tierra de módulos fotovoltaicos y módulo fotovoltaico”, que permite una conexión rápida al marco y mejora considerablemente la comodidad de la instalación.

Fujian Antai Tecnología de Energía Nueva S.A. introdujo una solución técnica más orientada al futuro. En septiembre de 2024, la empresa presentó una patente para un “Dispositivo de puesta a tierra inalámbrico y método de puesta a tierra para módulos fotovoltaicos”. Este dispositivo de puesta a tierra inalámbrico puede prescindir de cables adicionales en caso de una descarga eléctrica por rayo y conducir directamente la corriente del rayo a tierra, simplificando la estructura del sistema y mejorando la fiabilidad de la protección contra rayos.

Runtai Fabricación de Elementos de Fijación de Precisión, S.A. Asimismo, a finales de año la empresa se dedicó activamente a desarrollar tecnologías de puesta a tierra. En diciembre de 2024, presentó una solicitud de patente para un “Remache puesta a tierra para soportes de plantas fotovoltaicas y su herramienta de instalación”, con el objetivo de simplificar los procedimientos operativos y garantizar la eficacia a largo plazo de la puesta a tierra.

Jinchang Jinchuan Wanfang Industria S.A. Junto con el Grupo Jinchuan, obtuvo en octubre de 2024 una patente para un “Dispositivo de puesta a tierra de protección para módulos de generación fotovoltaica”. Este dispositivo cuenta con un diseño de placa deslizante ajustable que sujeta de manera adaptativa módulos fotovoltaicos de distintos espesores, lo que mejora notablemente su compatibilidad.

Además, Clenergy (Xiamen) Tecnología S.A. Obtuvo una patente para un “nuevo clip penetrante” en febrero de 2024. El producto emplea puntas afiladas en ambos lados del clip conductor que se apoyan contra la superficie del riel, logrando una continuidad eléctrica fiable. Protección contra rayos de Huadian Lanzó en agosto de 2024 un clip de cable de puesta a tierra para protección contra rayos de instalación rápida, destinado a abrazaderas de soportes fotovoltaicos, que ofrece ventajas de producción modular y bajo costo.

Desde la perspectiva de las solicitudes de patente, la evolución tecnológica de los componentes de puesta a tierra para la energía fotovoltaica en 2024 revela tres tendencias principales: la expansión desde los cables externos hacia soluciones inalámbricas; el paso de diseños monofuncionales a configuraciones integradas que incluyen marcos y soportes; y la transición de soluciones estándar de uso general a alternativas altamente adaptables. Estas innovaciones responden de manera eficaz a las diversas exigencias de distintos escenarios de aplicación —como la energía fotovoltaica flotante, la instalación distribuida en cubiertas, entre otros— en cuanto a los componentes de puesta a tierra.

3. Evolución del sistema estándar: actualizaciones aceleradas tanto a nivel internacional como nacional

En 2024, las normas y regulaciones relativas a los componentes de puesta a tierra de los sistemas fotovoltaicos entraron en una fase de actualización intensiva, mientras que los requisitos de cumplimiento de seguridad siguen aumentando.

A nivel internacional, el NEC (Código Eléctrico Nacional) y las normas UL siguen constituyendo la base fundamental para el diseño de sistemas de puesta a tierra en el mercado fotovoltaico de América del Norte. El Artículo 250 (Puesta a tierra y conexión a tierra) y el Artículo 690 (Sistemas fotovoltaicos) del NEC exigen explícitamente que todas las partes metálicas expuestas no conductoras de corriente estén puestas a tierra. De acuerdo con los requisitos pertinentes, la sección de los conductores de puesta a tierra de los equipos debe determinarse en función de la clasificación del dispositivo de protección contra sobrecorrientes, conforme al NEC 250.122; para circuitos de 20 A, la sección mínima del conductor de puesta a tierra de cobre es de 12 AWG. Para sistemas de 1000 VCC, la norma exige un conductor de puesta a tierra de cobre de al menos 10 AWG, con una temperatura nominal de 105 °C.

La certificación UL 2703 se ha convertido en un importante umbral de acceso al mercado para los componentes de puesta a tierra fotovoltaica en Norteamérica. Los requisitos de ensayo incluyen pruebas de niebla salina durante 1.000 horas y pruebas de exposición a arco eléctrico a 25 kV, con el fin de garantizar la fiabilidad y la seguridad en entornos adversos. Estudios han confirmado que los componentes de puesta a tierra conformes mantienen una resistencia de conexión de 0,01 Ω durante ensayos de ciclos térmicos que abarcan desde −40 °C hasta 120 °C, cumpliendo así los requisitos de seguridad de los sistemas fotovoltaicos con vidas útiles superiores a 25 años.

En cuanto a las normas IEC, la IEC 61024 (Protección de estructuras contra la descarga atmosférica), la IEC 61400‑24 (Protección contra la descarga atmosférica para sistemas de turbinas eólicas) y la IEC 61238‑1 (Conectores eléctricos y terminales de empalme) constituyen bases normativas esenciales para el diseño, los ensayos y la aplicación de los componentes de puesta a tierra en instalaciones fotovoltaicas. Estas normas establecen requisitos en diversos aspectos, entre ellos la resistencia a esfuerzos mecánicos, la adaptabilidad a los cambios de temperatura y la durabilidad frente a las vibraciones.

Desde una perspectiva internacional, los principales instaladores de sistemas fotovoltaicos a nivel mundial y las organizaciones de ensayo subrayan que el diseño y el mantenimiento de los sistemas de puesta a tierra deben recibir la misma atención que cualquier otro componente eléctrico del sistema. La idea errónea de que basta con hincar una varilla de puesta a tierra para garantizar una conexión a tierra segura es defectuosa; la continuidad de baja impedancia de todo el sistema de puesta a tierra es fundamental para asegurar una descarga confiable de corrientes de rayo y de falla.

A nivel de norma nacional (China), la edición 2024 de la GB 50797-2012 “Código para el Diseño de Centrales Fotovoltaicas” establece de manera explícita los requisitos de puesta a tierra para los campos fotovoltaicos: la puesta a tierra de los campos fotovoltaicos debe ser continua y fiable, con una resistencia de puesta a tierra inferior a 4 Ω; deben adoptarse medidas de conexión de puesta a tierra confiables entre los marcos metálicos de los módulos y los soportes metálicos; cada grupo de soportes deberá contar con no menos de dos puntos de conexión a la red de puesta a tierra, ubicados en los extremos del área del grupo de soportes. Asimismo, la edición 2024 de la GB 50057 introduce requisitos reforzados en materia de protección contra rayos para los sistemas fotovoltaicos y de protección contra pulsos electromagnéticos en los equipos electrónicos frente a descargas atmosféricas, aplicables al control de calidad de todo el proceso de ingeniería eléctrica en edificios industriales y civiles.

Además, en una patente sobre marcos de material compuesto publicada en diciembre de 2024, DAS Solar abordó eficazmente la dificultad de puesta a tierra provocada por los marcos de composite no conductores (mediante la integración de una capa metálica conductora en el lado A del marco), cumpliendo con los requisitos de puesta a tierra segura en entornos marinos de alta humedad y elevada concentración de niebla salina.

4. Innovación de productos y soluciones: La instalación eficiente se convierte en un tema clave

En 2024, la innovación de productos en componentes de puesta a tierra para energía fotovoltaica mostró claras tendencias hacia la integración funcional, la facilidad de instalación y la personalización según el escenario.

En el plano de los productos, el terminal de inserción Brundy‑Wiley WEEB 6.7 se convirtió en un referente del sector. Este producto integra una arandela WEEB (Arandela para conexión de equipos eléctricos), un terminal de inserción y el herraje de montaje, y admite un solo cable de cobre de calibre 14 AWG a 6 AWG o dos cables de cobre de calibre 12 AWG a 10 AWG. Proporciona puesta a tierra continua para sistemas fotovoltaicos instalados en cubierta o sobre el suelo. A diferencia de los terminales de inserción tradicionales, la arandela WEEB no requiere preparación de la superficie de la barra de montaje ni del marco del módulo; al apretar el herraje, unas púas especiales de la arandela penetran la superficie del aluminio anodizado o del acero galvanizado, estableciendo una conexión eléctrica hermética. El producto cuenta con certificación ETL y cumple con la norma UL 467.

La terminal de puesta a tierra IronRidge PV-LUG-01-A1, con diseño de ajuste por presión y certificación UL, ofrece un rango de temperatura de funcionamiento de -40 °C a +85 °C y una garantía de 25 años, destacándose por su resistencia a la corrosión y su facilidad de instalación.

En cuanto a los métodos de instalación, la tendencia hacia la integración funcional es cada vez más evidente. Las instalaciones de puesta a tierra tradicionales requerían hasta seis componentes, mientras que las soluciones integradas de próxima generación —por ejemplo, los nuevos productos de terminales de puesta a tierra de varios fabricantes líderes— han reducido el número de piezas a aproximadamente dos, lo que acorta el tiempo de instalación en un 40–50%. Algunos clips de bloqueo automáticos pueden disminuir el tiempo de instalación en un 20% respecto a las soluciones atornilladas. Al mismo tiempo, las soluciones de instalación sin herramientas —como los diseños de bloqueo de montaje rápido sin clavos ni tornillos— están marcando cada vez más las tendencias del mercado, reduciendo aún más los costos laborales en las cubiertas.

En cuanto a las aplicaciones, la terminación de puesta a tierra SnapNrack para comunicaciones ha obtenido una favorable aceptación en el mercado gracias a sus ventajas en cuanto a la vida útil frente a la corrosión de los elementos de fijación de acero inoxidable (resistiendo más de 4.000 horas en ensayos de niebla salina) y a su compatibilidad con espesores de riel de entre 1,5 mm y 3 mm. El producto ha sido sometido a pruebas independientes que demuestran su capacidad para mantener una resistencia de conexión de 0,01 Ω en un amplio rango de temperaturas, de -40 °C a 120 °C, garantizando la integridad confiable del camino de corriente de falla durante más de 25 años.

Desde una perspectiva de aplicación, los requisitos para los componentes de puesta a tierra también están cada vez más diversificados. La energía fotovoltaica en cubiertas residenciales privilegia soluciones de instalación ligeras y sin herramientas; las grandes plantas fotovoltaicas instaladas en suelo (de 1 MW o más) exigen una alta resistencia al viento (60 m/s o más) y una instalación uniforme; la energía fotovoltaica flotante requiere clips de puesta a tierra de aleación con excelente resistencia a la niebla salina; y las aplicaciones BIPV prefieren componentes de puesta a tierra de perfil bajo con recubrimientos estéticos.