Revisión del sector de la conexión a tierra y el cableado de cobre en la energía solar: las intensas actualizaciones de normas impulsan la modernización tecnológica, acelerando un mercado oceánico azul valorado en miles de millones de dólares.
2024-09-26
1. Continua expansión del mercado: El mercado mundial de sistemas de puesta a tierra supera los 3,2 mil millones de dólares en 2024
Según el último informe de la firma de investigación de mercado DataIntel, el mercado mundial de puesta a tierra y conexión a tierra de los sistemas de montaje fotovoltaico alcanzó **EE. UU. 6,1 mil millones para 2033, lo que representa una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) de 6,8% Este crecimiento se debe principalmente al despliegue acelerado de sistemas fotovoltaicos solares en todo el mundo, con una demanda cada vez mayor de puentes de puesta a tierra, varillas de puesta a tierra y clips de puesta a tierra provenientes de centrales eléctricas de gran escala instaladas en suelo y de proyectos de techos comerciales e industriales.
En el sector más especializado de los terminales de puesta a tierra para paneles solares, el tamaño del mercado mundial fue de aproximadamente **USD 471 millones para 2031 (TCAC del 3,8%). Mientras tanto, el mercado mundial de cables de puesta a tierra alcanzó los EE. UU. 5,6 mil millones para 2033.
2. Actualizaciones intensivas de normas: 2024 se convierte en un “gran año para las normas” en el ámbito del puesta a tierra en fotovoltaica
En 2024, las normas chinas sobre puesta a tierra en el sector fotovoltaico fueron objeto de revisiones exhaustivas, y se publicaron o entraron en vigor múltiples normas nacionales e industriales clave:
GB/T 29319‑2024 "Requisitos técnicos para la conexión a la red de los sistemas de generación fotovoltaica" Fue oficialmente publicado e implementado el 15 de marzo de 2024, reemplazando la versión de 2012. Norma grupal T/CERS 0024‑2024 "Especificación de seguridad en la construcción para proyectos fotovoltaicos distribuidos" También entró en vigor de manera simultánea, imponiendo requisitos más detallados en materia de seguridad de puesta a tierra durante la construcción de instalaciones fotovoltaicas distribuidas. Mientras tanto, la edición de 2024 de… GB 50797‑2012 "Código para el diseño de plantas de energía fotovoltaica" fue actualizado, especificando que la resistencia de puesta a tierra de los campos fotovoltaicos debe ser de menos de 4 Ω , y señalando que “deben proporcionarse conexiones de puesta a tierra confiables entre los marcos metálicos de los módulos y los soportes metálicos.”
Internacionalmente, el UL 4703 La norma sobre cables para sistemas fotovoltaicos sigue captando la atención del sector. Comprende cables aislados de un solo conductor destinados a la interconexión de sistemas fotovoltaicos, con clasificaciones de temperatura que van desde 90 °C hasta 150 °C, y proporciona referencias técnicas clave para la selección de materiales en los puentes de puesta a tierra de instalaciones fotovoltaicas. La edición 2023 del Código Eléctrico Nacional (NEC) de Estados Unidos también establece requisitos más estrictos respecto a la conexión y la continuidad de los puentes de puesta a tierra de los equipos. Asimismo, la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) sigue avanzando en el proceso de revisión de… IEC 60364‑7‑712 , que actualiza de manera exhaustiva los requisitos de seguridad de las instalaciones eléctricas para sistemas fotovoltaicos y se prevé que constituya la base de diseño más reciente para los productos de puentes de puesta a tierra fotovoltaicos a nivel mundial.
3. Los incidentes de seguridad impulsan las actualizaciones: los productos de puesta a tierra de alta calidad se vuelven esenciales
En 2024, varios incidentes de seguridad eléctrica en instalaciones fotovoltaicas, tanto a nivel nacional como internacional, pusieron de relieve aún más la importancia de contar con productos de puesta a tierra de alta calidad. A nivel nacional, en julio de 2024, un sistema fotovoltaico instalado en la cubierta de un almacén de una fábrica de productos metálicos en la ciudad de Shenzhou, provincia de Hebei, se incendió, ocasionando pérdidas patrimoniales directas por aproximadamente 20.000 yuanes y consumiendo una superficie de unos 100 m². En abril del mismo año, un proyecto fotovoltaico en la cubierta de un edificio en Wenzhou, provincia de Zhejiang, también sufrió un incendio repentino que se propagó rápidamente por una extensa área de módulos fotovoltaicos. Las investigaciones señalaron fallas eléctricas en ambos casos. Asimismo, se han reportado incidentes similares de seguridad eléctrica en el ámbito fotovoltaico a nivel internacional, por ejemplo, en el Reino Unido.
Estos eventos de seguridad han elevado la confiabilidad de los sistemas de puesta a tierra fotovoltaicos, pasando de ser un indicador técnico a convertirse en un requisito obligatorio para el sector, lo que ha obligado a toda la cadena industrial a realizar una actualización integral en la selección de materiales de puesta a tierra, en el diseño de los productos y en las técnicas de construcción.
4. Transición acelerada de la plata al cobre: la tecnología de interconexión por cables de cobre gana impulso
Otra variable clave que afecta a la industria fotovoltaica en 2024 es la marcada volatilidad del mercado de la plata. Desde principios de año, los precios al contado de la plata han aumentado en más de 200% , lo que hizo que la participación de la pasta de plata en los módulos fotovoltaicos en el costo total pasara del 3,4 % al 19,3 %, superando al silicio como el mayor componente de costos. En este contexto, la sustitución de la plata por cobre se ha convertido en el desafío central para reducir los costos de la energía fotovoltaica y mejorar su eficiencia.
Para las alternativas tecnológicas basadas en el cobre, la industria ha elaborado una hoja de ruta de tres niveles: “polvo de cobre chapado en plata como etapa de transición – galvanoplastia de cobre para aplicaciones de alta gama – pasta de cobre puro para el desarrollo a largo plazo”. En el sector de la interconexión, Tecnología 0BB (sin barra colectora) combinada con cable plano de cobre Está emergiendo como una importante línea técnica: el uso de alambre plano de cobre para sustituir las barras colectoras de plata permite recoger directamente las líneas de rejilla finas y conectar las celdas, reduciendo el consumo de plata por vatio en más del 10 % y aumentando la potencia del módulo en más de 5 W.
En 2024, el sector de la metalización del cobre para células fotovoltaicas alcanzó varios hitos. Varias empresas líderes han iniciado la verificación a gran escala de la tecnología de interconexión por cable de cobre en líneas de producción de escala gigavatio. Se prevé que los sistemas de pasta de cobre logren una adopción inicial por parte de los clientes en 2025, y se estima que los costos de metalización de las células disminuirán en un… más del 20% .
5. Lanzamientos globales de nuevos productos: innovaciones diversas en tecnología de puesta a tierra de cobre
En 2024, varias empresas de renombre presentaron nuevos productos y soluciones para el cableado de cobre y las conexiones de puesta a tierra en sistemas fotovoltaicos:
Remee Alambre y Cable Lanzó una nueva serie de cables de puesta a tierra de cobre trenzado el 30 de octubre de 2024, diseñada específicamente para uso en exteriores en campos solares y parques eólicos. La serie abarca una amplia gama de configuraciones y opciones de aislamiento, desde 14 AWG hasta 4/0 AWG, lo que brinda mayor flexibilidad en la selección de materiales para los sistemas de puesta a tierra de plantas fotovoltaicas de gran escala.
Materiales Electrónicos KLK anunció en diciembre de 2024 que había completado con éxito más de 100 conexiones de puesta a tierra bimetálicas de cobre‑aluminio en un proyecto de subestación fotovoltaica en Toledo, España, utilizando una solución combinada que integra la tecnología de soldadura de aluminio inDuo Al y los kits de soldadura exotérmica KLKweld para lograr conexiones seguras, duraderas y eficientes entre cables de cobre y de aluminio.
El Sistema SolarMount desarrollado conjuntamente por Unirac y Enphase Energy se convirtió en el primer sistema de montaje fotovoltaico residencial de América del Norte en obtener la certificación UL2703, lo que permite el eliminación total del cable de cobre y de las barras de puesta a tierra durante la instalación, reduciendo significativamente los pasos de montaje y los costos de materiales.
En China, Cobre Nantong Xiongtai Obtuvo una patente para un “conector fotovoltaico enchufable de cobre‑aluminio” (n.º de concesión CN 118889114 B) en 2024, resolviendo de manera eficaz el problema de la acumulación de calor en las uniones entre cobre y aluminio. Inteligencia Jinyou añadió una patente para un “dispositivo de conexión entre cobre y aluminio para plantas fotovoltaicas”. Guangzhou Huayue Obtuvo una patente para un conjunto de puesta a tierra fotovoltaica que protege eficazmente el punto de conexión entre el cable de puesta a tierra y el poste conductor.
6. Tiras de puesta a tierra trenzadas en cobre: tecnología madura y penetración acelerada en el mercado
Las bandas de puesta a tierra trenzadas de cobre son conductores flexibles esenciales para conectar los módulos fotovoltaicos, los sistemas de montaje y las carcasas de los inversores a la red de puesta a tierra. Fabricadas con múltiples hilos de alambre de cobre de alta pureza, se clasifican principalmente en tiras trenzadas de cobre desnudo (TZ) y Tiras trenzadas de cobre estañado (TZX) – Las bandas de cobre desnudo ofrecen una conductividad óptima y son adecuadas para entornos interiores secos, mientras que las bandas estañadas proporcionan una mejor resistencia a la oxidación y a la corrosión, lo que las hace idóneas para aplicaciones en exteriores, en ambientes húmedos o expuestos a niebla salina.
En cuanto a la composición del material, las bandas de puesta a tierra trenzadas de cobre para instalaciones fotovoltaicas utilizan alambre de cobre puro T2 con una pureza ≥99,9 % y una conductividad no inferior al 98 % IACS. Las secciones transversales más comunes oscilan entre 6 mm² y 240 mm², lo que permite una selección flexible en función de las cargas de corriente del sistema. Una banda trenzada de cobre estañado de 25 mm² presenta una capacidad típica de conducción de corriente en ambiente de aproximadamente 100 A; para 50 mm², alrededor de 180 A; y para 100 mm², cerca de 300 A. Para la puesta a tierra práctica del marco de los módulos fotovoltaicos, la industria recomienda generalmente emplear un conductor de cobre de 4 a 14 mm² como conductor de puesta a tierra del equipo.
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