1. Descripción general del producto y especificaciones técnicas

1.1 Definición y clasificación del producto

La banda de puesta a tierra trenzada en cobre es un conductor flexible con forma de cinta, fabricado mediante el trenzado de múltiples hilos de alambre de cobre de alta pureza. Se utiliza principalmente para conectar el equipo eléctrico a la toma de tierra. En los sistemas de generación fotovoltaica, desempeña la función esencial de conectar de manera confiable las estructuras metálicas de los módulos fotovoltaicos, los sistemas de soporte y las carcasas de los inversores a la red de puesta a tierra, cumpliendo funciones como la conducción de corriente, la protección contra rayos, la descarga electrostática y el apantallamiento electromagnético.

Según el tratamiento de la superficie, las bandas trenzadas de cobre para puesta a tierra en sistemas fotovoltaicos se clasifican en alambre trenzado de cobre desnudo (TZ) y alambre trenzado de cobre estañado (TZX). El TZ está fabricado con cobre puro T2 de color natural, ofrece una conductividad eléctrica superior y es adecuado para entornos interiores secos. El TZX presenta una superficie estañada de color blanco plateado, lo que le confiere una mayor resistencia a la oxidación y a la corrosión, siendo más idóneo para ambientes exteriores húmedos o expuestos a salpicaduras de sal. El modelo del alambre trenzado de cobre se identifica mediante su código; por ejemplo, TZ‑15/10 indica un alambre trenzado de cobre desnudo con un diámetro de hilo individual de 0,15 mm y una sección transversal de 10 mm²; TZX‑20/25 corresponde a un alambre trenzado de cobre estañado con un diámetro de hilo individual de 0,20 mm y una sección transversal de 25 mm².

1.2 Principales parámetros técnicos

(1) Material y Conductividad
Las bandas trenzadas de cobre para puesta a tierra de paneles fotovoltaicos están fabricadas con alambre de cobre puro T2, que requiere una pureza de cobre de ≥ 99,9 % y una conductividad no inferior al 98 % IACS. Los principales parámetros eléctricos son: resistividad en corriente continua a 20 °C ≤ 0,022 Ω·mm²/m para el cobre desnudo; para el alambre trenzado de cobre estañado, la resistividad en corriente continua ≤ 0,0234 Ω·mm²/m. La resistencia de contacto en los puntos de crimpado de los terminales debe mantenerse por debajo de 50 μΩ para garantizar una conexión firme y de baja resistencia.

(2) Dimensiones de la sección transversal y capacidad de conducción de corriente
Las secciones transversales comunes abarcan desde 6 mm², 10 mm², 16 mm², 25 mm², 35 mm², 50 mm², 70 mm², 95 mm², 120 mm², 150 mm², 185 mm² hasta 240 mm², lo que permite una selección flexible según la carga de corriente del sistema. Para capacidades típicas de conducción de corriente: un cable trenzado de cobre estañado de 25 mm² soporta aproximadamente 100 A a temperatura ambiente; 50 mm², alrededor de 180 A; y 100 mm², unos 300 A. Los factores de reducción se aplican a temperaturas ambientales elevadas. En la práctica de puesta a tierra del marco de los módulos fotovoltaicos, la industria suele recomendar el uso de conductores de cobre de 4 a 14 mm² (AWG 6 a 12) como conductores de puesta a tierra del equipo.

(3) Estructura y flexibilidad
La correa trenzada de cobre está fabricada con hilos de cobre libre de oxígeno, de diámetro unitario entre 0,10 y 0,20 mm, en un tejido de sarga o liso. Un mayor número de hilos y una trenza más apretada mejoran la conductividad y la flexibilidad. La estructura trenzada de múltiples hilos confiere una excelente flexibilidad y resistencia a la flexión, soportando más de 1.000 dobleces repetidos de 90° sin que se produzcan roturas ni fisuras en los hilos. Esto facilita su instalación en espacios reducidos, como soportes fotovoltaicos y cajas de conexiones, al tiempo que absorbe eficazmente las vibraciones provocadas por el funcionamiento del sistema o por factores ambientales.

(4) Resistencia a la corrosión y a la intemperie
Para instalaciones aéreas en exteriores o para plantas fotovoltaicas costeras, el espesor del recubrimiento de estaño en las bandas trenzadas de cobre estañado suele exigirse de al menos 8 μm, y la prueba de niebla salina debe mostrar ausencia de corrosión tras un mínimo de 48 horas, garantizando una larga vida útil en ambientes húmedos, con niebla salina u otros entornos severos. El cable trenzado de cobre desnudo requiere protección contra la humedad y no debe permanecer expuesto durante períodos prolongados en ambientes corrosivos.

1.3 Ventajas del producto

En comparación con las barras colectoras de cobre rígidas tradicionales o los cables de un solo conductor, la cinta de puesta a tierra trenzada de cobre ofrece varias ventajas destacadas:

Excelente flexibilidad – la estructura trenzada le permite doblarse con facilidad, adaptándose a trayectorias de instalación complejas y a condiciones de vibración.

Alta conductividad – el material de cobre puro T2 garantiza una conducción de corriente de baja resistencia y alta eficiencia.

Instalación fácil – los productos pueden personalizarse con terminales o bornas de cobre crimpadas, lo que simplifica en gran medida la instalación en obra.

Bajo mantenimiento – El tratamiento de superficie enlatada retrasa eficazmente la oxidación y la corrosión, reduciendo los costos posteriores de operación y mantenimiento.
Estas características han hecho que las bandas trenzadas de cobre sean ampliamente preferidas en los sistemas de puesta a tierra de las centrales fotovoltaicas.

2. Tendencias de desarrollo del mercado

2.1 Tamaño del mercado global y expectativas de crecimiento

Impulsado por la expansión continua de la capacidad instalada mundial de energías renovables, el mercado de las bandas trenzadas de cobre para puesta a tierra en sistemas fotovoltaicos ha registrado un crecimiento sostenido. Según un informe publicado por QYResearch, el mercado global de terminales de puesta a tierra para energía solar alcanzó aproximadamente 358 millones de dólares en 2024 y se prevé que alcance los 471 millones de dólares para 2031, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de alrededor del 3,8 % entre 2025 y 2031. Asimismo, otro informe de LP Information indica que el mercado global de terminales de puesta a tierra para energía solar fue de unos 350 millones de dólares en 2024 y se estima que crecerá hasta 465 millones de dólares para 2031, con una CAGR del 4,0 %.

Al mismo tiempo, el mercado de la cinta de cobre para módulos solares presenta una mayor elasticidad del crecimiento. Según informes de investigación de mercado, en 2024 el mercado mundial de la cinta de cobre para módulos solares se valoró en aproximadamente 285 millones de dólares estadounidenses y se prevé que mantenga una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 12,75 % hasta 2031, lo que indica amplias perspectivas de aplicación de la cinta de cobre en la interconexión fotovoltaica y en las conexiones entre células.

2.2 Mercado chino: El elevado crecimiento de las instalaciones fotovoltaicas impulsa una fuerte demanda

Como el mayor mercado de energía fotovoltaica del mundo, las nuevas instalaciones fotovoltaicas en China se mantuvieron elevadas en 2024. Las estadísticas del sector indican que, en determinados períodos, la tasa de crecimiento de las nuevas instalaciones fotovoltaicas en China fue significativa, lo que impulsó directamente la demanda de materias primas a lo largo de toda la cadena industrial, incluidas las bandas trenzadas de cobre para puesta a tierra. Impulsados por la estrategia de “doble carbono” y por políticas como las “Directrices para promover el desarrollo colaborativo de la cadena industrial y de suministro de la industria fotovoltaica”, todos los eslabones de la cadena industrial fotovoltaica china siguen registrando mejoras, y la demanda de materiales para sistemas de puesta a tierra en las plantas de generación fotovoltaica ha aumentado de manera pronunciada.

Por tipo de producto, los terminales de cobre (conectores terminales combinados con tiras trenzadas de cobre) representan una cuota importante en el mercado mundial y chino de terminales de puesta a tierra para sistemas fotovoltaicos. Por su parte, las tiras trenzadas de cobre estañado, gracias a su superior resistencia a la intemperie, han ido ganando una participación cada vez mayor en aplicaciones en centrales eléctricas instaladas sobre suelo y en proyectos fotovoltaicos distribuidos de uso industrial y comercial. Asimismo, las empresas chinas cuentan con sólidas capacidades de fabricación y ventajas de costos en segmentos especializados como las barras de puesta a tierra de cobre para exteriores y las conexiones flexibles de cobre, lo que ha contribuido a un perfil de competencia de mercado cada vez más maduro.

2.3 Normas y certificaciones internacionales del sector

En cuanto a los estándares técnicos, el diseño del sistema de puesta a tierra de las instalaciones fotovoltaicas debe cumplir con diversas normas internacionales y nacionales. La IEC 62548‑1:2023 establece claramente los requisitos de diseño para el cableado de corriente continua, los dispositivos de protección eléctrica, los interruptores y las medidas de puesta a tierra en los campos fotovoltaicos, constituyendo una base fundamental para el diseño seguro de los sistemas fotovoltaicos. Asimismo, la norma nacional china GB 50797 fija exigencias precisas respecto a la resistencia de puesta a tierra de las centrales fotovoltaicas: en general, la resistencia de puesta a tierra del sistema debe ser ≤ 4 Ω, mientras que para un sistema de puesta a tierra común debe ser ≤ 1 Ω. En el mercado norteamericano, los equipos de puesta a tierra de los módulos fotovoltaicos deben contar con la certificación NRTL y cumplir con las normas UL 467 y UL 2703. Fabricantes de módulos líderes, como Canadian Solar, recomiendan explícitamente el uso de conductores de cobre de 4 a 14 mm² para las conexiones de puesta a tierra del marco del módulo en sus manuales de instalación.

3. Selección de productos y especificaciones de conexión

3.1 Fundamento para la selección de la sección transversal

La selección de la banda de puesta a tierra trenzada en cobre debe tener en cuenta los siguientes tres factores fundamentales:

Capacidad de carga de corriente – La sección transversal determina directamente la capacidad de conducción. El tamaño adecuado debe seleccionarse en función de la corriente máxima esperada de falla por cortocircuito y de la corriente continua de fuga, tomando como referencia las normas pertinentes o la experiencia en ingeniería.

Entorno de aplicación – En entornos de alta temperatura, alta humedad, niebla salina o gases corrosivos, se debe optar por una trenza de cobre estañada y aumentar adecuadamente la sección transversal para mejorar la disipación del calor y los márgenes de resistencia a la corrosión.

Margen de seguridad – Para garantizar la estabilidad del sistema en condiciones extremas, suele reservarse un margen de seguridad de aproximadamente el 20 % en el diseño, lo que implica que la corriente de carga real no supera el 80 % de la capacidad nominal de conducción de corriente.

Para la puesta a tierra convencional de los campos fotovoltaicos, son habituales secciones transversales de 10 a 50 mm². En las grandes centrales fotovoltaicas centralizadas, se emplean ampliamente cables de cobre o trenzas de cobre de 25 mm² o más para los troncales principales de puesta a tierra.

3.2 Especificaciones de instalación y conexión

La instalación de bandas de puesta a tierra trenzadas de cobre debe cumplir con los siguientes puntos técnicos:

Fiabilidad de la conexión – El terminal crimpado y la cinta trenzada de cobre deben someterse a un prensado en frío hidráulico para minimizar la resistencia de contacto. El material del terminal debe ser compatible con el material de la trenza (por ejemplo, cobre con cobre).

Bonding equipotencial – Las estructuras metálicas de los módulos fotovoltaicos y de los sistemas de soporte deben conectarse entre sí para formar un cuerpo equipotencial continuo mediante tiras trenzadas de cobre y, finalmente, conducirse a la red de puesta a tierra principal.

Antideslizamiento y protección – Los terminales deben estar provistos de arandelas planas y arandelas de presión, con los momentos de apriete de los tornillos conforme a las especificaciones, por ejemplo, M8 (12‑15 N·m). Los puntos de conexión expuestos deben sellarse para protegerlos contra la humedad y la corrosión.

El ensayo de aceptación de la resistencia de puesta a tierra debe cumplir con las normas nacionales. Una vez finalizada la instalación, el sistema de puesta a tierra de la central fotovoltaica deberá someterse a pruebas para verificar que la resistencia de puesta a tierra sea ≤ 4 Ω.

4. Casos de aplicación de proyectos fotovoltaicos a gran escala

En 2024, numerosos proyectos de generación fotovoltaica a gran escala en China adoptaron ampliamente cables de cobre y bandas trenzadas de cobre como materiales de puesta a tierra, lo que refleja la gran importancia que se otorga a los materiales del sistema de puesta a tierra en las centrales fotovoltaicas de alta capacidad.

Caso 1: Proyecto de generación de energía fotovoltaica de 800 MW en el condado de Shufu, Xinjiang.
Ubicado en el condado de Shufu, prefectura de Kashi, región de Xinjiang, el proyecto cuenta con una capacidad instalada en el lado de corriente continua de aproximadamente 1.034,6 MWp y prevé la construcción de una central fotovoltaica de 800 MW, complementada por un sistema de almacenamiento electroquímico de energía de 80 MW/160 MWh (equivalente al 10 % de la potencia nominal fotovoltaica, con una autonomía de 2 horas). En julio de 2024, la Compañía del Sur del Buró de Hidroelectricidad N.º 6 de PowerChina emitió una consulta pública para la adquisición de materiales de puesta a tierra de cables de cobre, exigiendo expresamente que los proveedores cuenten con la certificación ISO 9001 del sistema de gestión de la calidad y con un historial comprobado de suministro en proyectos fotovoltaicos similares. La lista de compras incluyó cables de cobre de 25 mm².

Caso 2: Proyecto de generación de energía complementaria agrivoltáica de 100 MW de Huaneng Danfeng Dihua.
Ubicado en la ciudad de Shangluo, provincia de Shaanxi, este proyecto cuenta con una capacidad de 100 MW y adopta un modelo complementario de agrivoltáica. En octubre de 2024, la Compañía de Ingeniería de Construcción de Energía Eléctrica del Noroeste, perteneciente al Grupo de Ingeniería de Energía de China, convocó una licitación para la adquisición de materiales de puesta a tierra, que incluyó 4.000 cables de puesta a tierra de cobre (BV‑1*16 mm², de 1 m de longitud cada uno, con terminales crimpados de 8 orificios en ambos extremos), así como tubos de protección de puesta a tierra y electrodos horizontales de puesta a tierra.

Caso 3: Proyecto piloto fotovoltaico de paridad de red de 50 MW de Huaneng Yangyuan.
En junio de 2024, la Sucursal de Hebei de la Primera Empresa de Ingeniería de Construcción de Energía Eléctrica de Shandong inició una consulta para la adquisición de materiales de puesta a tierra destinados al proyecto fotovoltaico de 50 MW de Huaneng Yangyuan. Dicho proyecto constituye un proyecto piloto de paridad de red, lo que impone requisitos exhaustivos en cuanto a la fiabilidad y la rentabilidad del sistema de puesta a tierra.

Además, en 2024 se registraron varias patentes innovadoras relacionadas con sistemas de puesta a tierra para la protección contra rayos en plantas fotovoltaicas. Por ejemplo, en febrero de 2024, el Instituto de Diseño e Investigación de Energía Eléctrica de Hebei, perteneciente a PowerChina, solicitó y, en septiembre de 2024, obtuvo una patente titulada “Sistema de puesta a tierra flotante para protección contra rayos en plantas fotovoltaicas con cimentación por pilotes fijos” (n.º de publicación CN221748343U), que optimiza el diseño del sistema de puesta a tierra para las condiciones operativas especiales de las instalaciones fotovoltaicas flotantes. Estos proyectos de gran escala y estas innovaciones técnicas confirman la utilidad de las bandas de puesta a tierra trenzadas de cobre en los sistemas fotovoltaicos.