Πώς ένα εμπορικό ηλιακό πάρκο μείωσε τον χρόνο εγκατάστασης κατά 25% με το 1000V DC Combiner Box 3 In 1 Out MCB Type

Υπόβαθρο πελατών

Ένας εμπορικός χειριστής ηλιακών πάρκων στην Καλιφόρνια διαχειρίζεται μια επίγεια εγκατάσταση 5 MW με πάνω από 15.000 φωτοβολταϊκά πάνελ. Η εταιρεία ειδικεύεται σε έργα ηλιακής ενέργειας σε κλίμακα χρησιμότητας και λειτουργεί 12 τοποθεσίες στις νοτιοδυτικές Ηνωμένες Πολιτείες. Για την επίτευξη επιθετικών στόχων επέκτασης, η ομάδα μηχανικών αναζήτησε τρόπους για να απλοποιήσει την καλωδίωση πεδίου και να μειώσει το κόστος εξαρτημάτων χωρίς να διακυβεύεται η αξιοπιστία του συστήματος.

Ποιες προκλήσεις αντιμετώπισε ο πελάτης με την υπάρχουσα εγκατάσταση συνδυαστή;

, κάθε σειρά από 20 πάνελ (ονομαστική τάση 1000V DC) συνδέθηκε σε ένα ξεχωριστό κιβώτιο συνδυασμού που βασίζεται σε ασφάλειες. Αυτή η προσέγγιση απαιτούσε πολλαπλά περιβλήματα, εκτεταμένη καλωδίωση και συχνές αντικαταστάσεις ασφαλειών λόγω οχλήσεων. Η αρχική εγκατάσταση χρησιμοποιούσε 3 μεμονωμένα κουτιά συνδυασμού ανά συστοιχία 60 πλαισίων, καταλαμβάνοντας πολύτιμο χώρο στο rack και δημιουργώντας περίπλοκα προβλήματα διαχείρισης καλωδίων. Τα συνεργεία συντήρησης ξόδευαν κατά μέσο όρο 2 ώρες την εβδομάδα αντικαθιστώντας καμένες ασφάλειες σε όλο το εργοτάξιο. Τα ξεχωριστά περιβλήματα αύξησαν τον κίνδυνο σφαλμάτων καλωδίωσης κατά την εγκατάσταση.

Γιατί επέλεξαν το 1000V DC Combiner Box 3 In 1 Out MCB Type;

Αφού αξιολόγησε τις επιλογές που βασίζονται σε ασφάλειες και βασισμένες σε MCB από τρεις προμηθευτές, η ομάδα επέλεξε το Soutya 1000V DC Combiner Box 3 In 1 Out MCB Type για τρεις βασικούς λόγους:

• Ενσωματωμένη προστασία MCB:Ο ενσωματωμένος μικροσκοπικός διακόπτης κυκλώματος εξαλείφει την ανάγκη για ξεχωριστές θήκες ασφαλειών και μειώνει την ενόχληση.
• Σχεδίαση 3 σε 1 που εξοικονομεί χώρο:Ο συνδυασμός τριών χορδών σε ένα περίβλημα μείωσε τον αριθμό των κουτιών συνδυασμού κατά 66%, ελευθερώνοντας χώρο στο ράφι για πρόσθετα πάνελ.
• Απλοποιημένη καλωδίωση:Οι προ-καλωδιωμένες έξοδοι MCB επέτρεψαν τη σύνδεση plug-and-play στον μετατροπέα, μειώνοντας τον χρόνο εγκατάστασης και τα ποσοστά σφαλμάτων.

Η απόφαση πάρθηκε αφού μια παράπλευρη ανάλυση κόστους έδειξε 15% χαμηλότερο συνολικό εγκατεστημένο κόστος σε σύγκριση με την προηγούμενη προσέγγιση με βάση τις ασφάλειες, λόγω μειωμένων εξόδων εργασίας και περιβλήματος.

Πώς πραγματοποιήθηκε η εφαρμογή;

Το έργο διήρκεσε 4 εβδομάδες, μετασκευάζοντας 200 θέσεις συνδυασμού σε όλη την τοποθεσία. Βασικά βήματα που περιλαμβάνονται:

1. Έλεγχος τοποθεσίας:Προσδιόρισε όλες τις σειρές που χρειάζονται μετατροπή από ασφάλεια σε προστασία MCB.
2. Τοποθέτηση και καλωδίωση:Αφαίρεσε τα παλιά περιβλήματα και τοποθέτησε τα νέα κουτιά 3 σε 1. Κάθε κουτί δέχεται τρεις θετικές και τρεις αρνητικές εισόδους από τις ηλιακές χορδές.
3. Σύνδεση μετατροπέα:Η μεμονωμένη έξοδος από κάθε κουτί καλωδιώθηκε στον πίνακα συνδυασμού μετατροπέα χρησιμοποιώντας προ-τερματικά καλώδια.
4. Δοκιμή:Επαληθευμένη συνέχεια, αντίσταση μόνωσης και ρυθμίσεις απενεργοποίησης MCB (ονομαστική τιμή 16A ανά χορδή) υπό φορτίο.

Μια πρόκληση ήταν η προσαρμογή των υπαρχόντων καλωδίων στοιχειοσειρών στους ακροδέκτες εισόδου του νέου κουτιού. Η ομάδα το έλυσε χρησιμοποιώντας υποδοχές MC4 με δυνατότητα εγκατάστασης στο πεδίο, τυποποιώντας όλες τις συνδέσεις μέσα σε μια εβδομάδα.

Ποια ποσοτικοποιήσιμα αποτελέσματα επιτεύχθηκαν;

Μετά από πλήρη ανάπτυξη για 6 μήνες λειτουργίας, μετρήθηκαν οι ακόλουθες βελτιώσεις:

• 25% μείωση του χρόνου εγκατάστασης ανά συστοιχία(από 4 ώρες έως 3 ώρες κατά μέσο όρο).
• 15% χαμηλότερο κόστος εξαρτημάτων και εργασίαςανά τοποθεσία συνδυασμού, εξοικονομώντας συνολικά 12.000 $.
• 50% λιγότερες επεξηγήσεις συντήρησηςλόγω οχλήσεων (από 8 το μήνα σε 4).
• 10% αύξηση στο χρόνο λειτουργίας του συστήματοςεπειδή οι επαναφορές MCB είναι πιο γρήγορες από τις αντικαταστάσεις ασφαλειών.

Ο βελτιωμένος σχεδιασμός επέτρεψε επίσης στον χειριστή να προσθέσει 5% περισσότερα πάνελ ανά στρέμμα, βελτιώνοντας τη χρήση της γης.

Τι είπε ο πελάτης;

"Το κουτί συνδυασμού MCB 3 σε 1 απλοποίησε την καλωδίωση της συστοιχίας μας. Πλέον ολοκληρώνουμε τις εγκαταστάσεις σε λιγότερο χρόνο και η ομάδα συντήρησής μας αφιερώνει πολύ λιγότερες ώρες σε ζητήματα που σχετίζονται με τις ασφάλειες. Είναι μια σταθερή αναβάθμιση για κάθε ηλιακό έργο μεσαίας έως μεγάλης κλίμακας." — Υπεύθυνος Έργου, Διαχειριστής Ηλιακής Φάρμας

Ποια μαθήματα αποκάλυψε αυτό το έργο;

Άλλοι εγκαταστάτες ηλιακής ενέργειας μπορούν να επωφεληθούν από αυτές τις πληροφορίες:

• Τυποποιήστε την προστασία MCB:Τα MCB προσφέρουν προστασία από υπερένταση με δυνατότητα επαναφοράς και είναι πιο αξιόπιστα από τις ασφάλειες σε περιβάλλοντα υψηλών κραδασμών.
• Μειώστε τον αριθμό περιβλημάτων:Τα κουτιά συνδυασμού πολλαπλών χορδών μειώνουν το κόστος υλικού και εργασίας ενώ απλοποιούν τις μελλοντικές επεκτάσεις.
• Σχέδιο για συμβατότητα συνδετήρων:Βεβαιωθείτε ότι υπάρχουν διαθέσιμες υποδοχές που μπορούν να εγκατασταθούν στο πεδίο για να αποφύγετε καθυστερήσεις κατά την εκ των υστέρων τοποθέτηση των υπαρχόντων συστημάτων.

Εάν ξεκινούσε από την αρχή, η ομάδα θα είχε καθορίσει το κουτί MCB 3 σε 1 από την αρχική φάση του σχεδιασμού για να αποφύγει το κόστος μετασκευής.

Αναφορές κλάδου

• IEC 62548:2016 Φωτοβολταϊκές (PV) συστοιχίες — Απαιτήσεις σχεδιασμού. (Πηγή:https://webstore.iec.ch/publication/62548)
• Chen G, Mou X. Μελέτη για τον συντονισμό μεταξύ MCB και RCBO σε συστήματα διανομής ισχύος χαμηλής τάσης.Ηλεκτρολόγος Μηχανικός, 2022, 104(3): 1823-1835.