Calculadora de cables para sistemas eólicos – IEC, NTC 2050

La selección adecuada de cables en sistemas eólicos es crucial para la eficiencia y seguridad eléctrica. El cálculo correcto garantiza cumplimiento normativo, minimiza pérdidas y previene riesgos operativos.

Este artículo explica cómo calcular cables para sistemas eólicos según IEC y NTC 2050. Encontrarás tablas, fórmulas, ejemplos y una calculadora inteligente.

Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de cables para sistemas eólicos – IEC, NTC 2050

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Calcular sección de cable para un aerogenerador de 500 kW a 400 V, 200 m de distancia.
¿Qué calibre necesito para 100 A trifásico, cobre, 50 metros, según NTC 2050?
Determinar caída de tensión para 250 kW, 380 V, 150 m, aluminio, IEC 60287.
¿Qué sección de cable cumple IEC para 60 A, 230 V, 80 m, enterrado?

Tablas de selección de cables para sistemas eólicos – IEC, NTC 2050

Las siguientes tablas presentan los valores más comunes para la selección de cables en sistemas eólicos, considerando parámetros como corriente, material, tipo de instalación y caída de tensión, conforme a IEC 60287 y NTC 2050.

Potencia (kW)	Tensión (V)	Corriente (A)	Material	Tipo de Instalación	Distancia (m)	Caída de Tensión (%)	Sección Recomendada (mm²)	Norma Aplicable
100	400	144	Cobre	Aérea	50	2.5	50	IEC 60287
250	400	361	Aluminio	Subterránea	100	3	185	NTC 2050
500	690	418	Cobre	Aérea	200	2	240	IEC 60287
60	230	151	Cobre	Enterrada	80	3	70	NTC 2050
30	400	43	Aluminio	Aérea	30	2.5	16	IEC 60287
120	400	173	Cobre	Subterránea	60	2	70	NTC 2050
200	690	167	Aluminio	Enterrada	120	3	120	IEC 60287
400	400	578	Cobre	Aérea	150	2.5	300	NTC 2050
75	230	188	Aluminio	Subterránea	40	2	70	IEC 60287
150	400	216	Cobre	Enterrada	100	3	120	NTC 2050

Estas tablas permiten una referencia rápida para la selección preliminar de cables en proyectos eólicos, considerando los parámetros más relevantes y las normativas internacionales y nacionales.

Fórmulas para la Calculadora de cables para sistemas eólicos – IEC, NTC 2050

El cálculo de la sección de cable en sistemas eólicos se basa en la corriente máxima, la caída de tensión permitida, el tipo de material y la longitud del cable. A continuación, se presentan las fórmulas fundamentales, explicando cada variable y sus valores típicos.

1. Cálculo de la corriente nominal (I)

Corriente (A) = Potencia (W) / (√3 × Tensión (V) × Factor de Potencia)

Potencia (W): Potencia activa del generador eólico (1 kW = 1000 W).
Tensión (V): Tensión de línea del sistema (comúnmente 230 V, 400 V, 690 V).
Factor de Potencia (fp): Usualmente 0.8 a 1.0 en sistemas eólicos.

2. Cálculo de la sección del cable por caída de tensión

Sección (mm²) = (√3 × I × L) / (k × ΔV)

I: Corriente calculada (A).
L: Longitud del cable (m).
k: Constante de conductividad (Cobre: 56, Aluminio: 35).
ΔV: Caída de tensión permitida (V). Usualmente 2% a 3% de la tensión nominal.

3. Cálculo de la caída de tensión real

ΔV (%) = (√3 × I × L × 100) / (S × k × V)

S: Sección del cable (mm²).
V: Tensión nominal (V).

4. Capacidad de corriente admisible (según IEC 60287 y NTC 2050)

I_adm = S × J_max

S: Sección del cable (mm²).
J_max: Densidad de corriente máxima (A/mm²). Cobre: 4-6 A/mm², Aluminio: 2.5-4 A/mm².

5. Corrección por temperatura y agrupamiento

I_corr = I_adm × F_temp × F_agrup

F_temp: Factor de corrección por temperatura ambiente (ver tablas IEC/NTC).
F_agrup: Factor de corrección por agrupamiento de cables.

Estas fórmulas permiten calcular la sección óptima del cable, considerando todos los factores normativos y técnicos requeridos en sistemas eólicos.

Explicación detallada de variables y valores comunes

Potencia (P): Rango típico en sistemas eólicos: 30 kW a 5 MW.
Tensión (V): 230 V (baja tensión), 400 V (media tensión), 690 V (alta tensión).
Corriente (I): Depende de la potencia y tensión; puede variar de 40 A a más de 1000 A.
Material: Cobre (mayor conductividad, más costoso), Aluminio (menor conductividad, más económico).
Tipo de instalación: Aérea, subterránea, enterrada, en bandeja.
Longitud (L): Desde 10 m (interno) hasta 500 m (parques eólicos grandes).
Caída de tensión (ΔV): Permitida usualmente entre 2% y 3% de la tensión nominal.
Sección (S): Desde 10 mm² hasta 500 mm² o más, según la aplicación.
Factores de corrección: Según temperatura ambiente, agrupamiento, tipo de canalización.

Ejemplos del mundo real: aplicación de la Calculadora de cables para sistemas eólicos – IEC, NTC 2050

Ejemplo 1: Aerogenerador de 500 kW a 400 V, 200 m de distancia, cable de cobre, instalación aérea

Datos:

Potencia: 500 kW
Tensión: 400 V
Distancia: 200 m
Material: Cobre
Tipo de instalación: Aérea
Caída de tensión permitida: 2.5% (10 V)
Factor de potencia: 0.95

1. Cálculo de la corriente:
Corriente (A) = 500,000 / (√3 × 400 × 0.95) ≈ 759 A

2. Cálculo de la sección del cable:
Sección (mm²) = (√3 × 759 × 200) / (56 × 10) ≈ 468 mm²

3. Selección comercial:
Se selecciona un cable de 500 mm² de cobre, cumpliendo IEC 60287 y NTC 2050.

4. Verificación de capacidad de corriente:
I_adm = 500 × 4.5 = 2250 A (suficiente para 759 A)

5. Verificación de caída de tensión:
ΔV (%) = (√3 × 759 × 200 × 100) / (500 × 56 × 400) ≈ 2.34% (dentro del límite)

Ejemplo 2: Parque eólico de 250 kW, 380 V, 150 m, cable de aluminio, instalación subterránea

Datos:

Potencia: 250 kW
Tensión: 380 V
Distancia: 150 m
Material: Aluminio
Tipo de instalación: Subterránea
Caída de tensión permitida: 3% (11.4 V)
Factor de potencia: 0.9

1. Cálculo de la corriente:
Corriente (A) = 250,000 / (√3 × 380 × 0.9) ≈ 422 A

2. Cálculo de la sección del cable:
Sección (mm²) = (√3 × 422 × 150) / (35 × 11.4) ≈ 271 mm²

3. Selección comercial:
Se selecciona un cable de 300 mm² de aluminio, cumpliendo IEC 60287 y NTC 2050.

4. Verificación de capacidad de corriente:
I_adm = 300 × 3.5 = 1050 A (suficiente para 422 A)

5. Verificación de caída de tensión:
ΔV (%) = (√3 × 422 × 150 × 100) / (300 × 35 × 380) ≈ 2.9% (dentro del límite)

Factores adicionales a considerar en la selección de cables para sistemas eólicos

Condiciones ambientales: Temperatura, humedad, exposición UV, riesgo de corrosión.
Protección mecánica: Uso de ductos, bandejas, armaduras según el entorno.
Compatibilidad electromagnética: Apantallamiento para evitar interferencias.
Normativas locales: Siempre verificar requisitos específicos de la NTC 2050 y regulaciones nacionales.
Costos y disponibilidad: Evaluar costo-beneficio entre cobre y aluminio, y la logística de instalación.

Para mayor información técnica y normativa, consulta los siguientes recursos:

La correcta selección y cálculo de cables en sistemas eólicos es esencial para la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo. Utiliza siempre herramientas actualizadas y consulta las normativas vigentes para cada proyecto.