Πώς ένα DC+AC Combiner Box μειώνει τον χρόνο εγκατάστασης της ηλιακής ενέργειας κατά 35%

Υπόβαθρο πελατών

Η Desert Sun Solar Installations, ένας εμπορικός εργολάβος ηλιακής ενέργειας με έδρα την Αριζόνα, εγκαθιστά φωτοβολταϊκά και συστήματα αποθήκευσης μπαταριών στον τελευταίο όροφο για αποθήκες και εγκαταστάσεις λιανικής στις νοτιοδυτικές Ηνωμένες Πολιτείες. Η εταιρεία ολοκληρώνει 15 έως 20 έργα κάθε χρόνο, με μεγέθη συστημάτων που κυμαίνονται από 80 kW έως 250 kW. Ένα πλήρωμα 12 τεχνικών χειρίζεται το σχεδιασμό, την τοποθέτηση, την καλωδίωση και τη διασύνδεση με το δίκτυο. Η παραγωγικότητα της εργασίας επηρεάζει την κερδοφορία επειδή τα περισσότερα έργα είναι συμβάσεις σταθερής προσφοράς.

Προκλήσεις με ξεχωριστά περιβλήματα DC και AC

Πριν από τη μετάβαση στο Soutya Single Phase DC+AC Combiner Box 600V 1000V 2 In 2 Out Industrial Box, κάθε έργο απαιτούσε δύο ξεχωριστά περιβλήματα. Οι τεχνικοί εγκατέστησαν ένα κιβώτιο συνδυασμού DC κοντά στην ηλιακή συστοιχία και ένα δεύτερο κιβώτιο διανομής AC κοντά στον μετατροπέα ή το κέντρο φορτίου. Τα δύο κουτιά απαιτούσαν επιπλέον χώρο στον τοίχο, ξεχωριστές διαδρομές αγωγών και προσεκτικό συντονισμό μεταξύ φωτοβολταϊκών και καλωδίων AC. Κατά μέσο όρο, κάθε τοποθεσία χρειάστηκε οκτώ επιπλέον ώρες εργασίας για την τοποθέτηση και τη διασύνδεση των δύο κουτιών.

Τα σφάλματα καλωδίωσης μεταξύ των τμημάτων DC και AC προκάλεσαν σφάλματα γείωσης και προβλήματα αντίστροφης πολικότητας, που οδήγησαν σε εκ νέου εργασία και επανάκληση. Κατά τη διάρκεια του περασμένου έτους, αυτά τα προβλήματα πρόσθεσαν περίπου 450 $ σε κόστος επανεπεξεργασίας ανά έργο και καθυστέρησαν την έναρξη λειτουργίας κατά δύο ημέρες στο 40% των εργασιών. Οι αστοχίες επιθεώρησης που σχετίζονται με τη γείωση και τον διαχωρισμό του αγωγού ήταν συχνές και τα συνεργεία χρειάστηκε να αποσυναρμολογήσουν τον αγωγό και να αντικαταστήσουν τους ακροδέκτες με λάθος σήμανση στο χωράφι.

Γιατί το Soutya Single Phase DC+AC Combiner Box;

Η εταιρεία αξιολόγησε τρεις εναλλακτικές λύσεις: ένα προσαρμοσμένο πάνελ που χρησιμοποιεί διακόπτες off-the-ράφι, δύο συμπαγή κουτιά από έναν ανταγωνιστή και το Soutya Single Phase DC+AC Combiner Box. Τα προσαρμοσμένα περιβλήματα απαιτούσαν έλεγχο ηλεκτρολογίας και δεν έφεραν τις απαραίτητες πιστοποιήσεις. Η σχεδίαση δύο κιβωτίων του ανταγωνιστή εξακολουθούσε να χρησιμοποιεί ξεχωριστές αυλακώσεις και ανοίγματα τοίχων, επομένως δεν αντιμετώπιζε τη βασική αιτία της επιπλέον εργασίας.

Το κουτί Soutya συνδύαζε συνδυασμό στοιχειοσειρών DC και προστασία κυκλώματος διακλάδωσης εναλλασσόμενου ρεύματος σε ένα ενιαίο περίβλημα με βαθμολογία IP65. Η διαμόρφωσή του 2 σε 2 εξόδου ταίριαζε με την τυπική διάταξη συστήματος της εταιρείας με δύο σειρές DC που τροφοδοτούν έναν μετατροπέα και μία έξοδο AC. Η μονάδα δέχεται είσοδο 600V ή 1000V DC, καλύπτοντας τις τάσεις της μονάδας που χρησιμοποιούνται σε όλο το χαρτοφυλάκιο του έργου. Οι ενσωματωμένες συσκευές προστασίας από υπέρταση και οι συντηγμένες είσοδοι πληρούσαν τις απαιτήσεις των προτύπων IEC 61643-11 και IEC 62548. Ο εσώκλειστος σχεδιασμός απλοποίησε τη γείωση, μείωσε το μήκος του αγωγού και εξάλειψε τη δεύτερη θέση τοποθέτησης.

Διαδικασία Υλοποίησης

Η υλοποίηση ξεκίνησε με ένα πιλοτικό δύο εβδομάδων σε τρία ολοκληρωμένα έργα. Το πλήρωμα αντικατέστησε δύο ξεχωριστά κουτιά με μία μονάδα Soutya σε κάθε τοποθεσία. Η τοποθέτηση πραγματοποιήθηκε σε ένα μόνο σημείο κοντά στον μετατροπέα. Τα καλώδια DC και AC δρομολογήθηκαν στις αποκλειστικές θύρες εισόδου και τερματίστηκαν στα μπλοκ ακροδεκτών με την ένδειξη. Ο εσωτερικός δίαυλος γείωσης μείωσε τις εργασίες συγκόλλησης για γειώσεις συνεχούς ρεύματος και εναλλασσόμενου ρεύματος, που ήταν η πιο κοινή πηγή παραβιάσεων των επιθεωρήσεων.

Ένα ζήτημα εμφανίστηκε όταν ένας επιθεωρητής αμφισβήτησε τον διαχωρισμό μεταξύ αγωγών DC και AC μέσα σε ένα συνδυασμένο περίβλημα. Η τεκμηρίωση του Soutya περιελάμβανε προδιαγραφές φυσικού φραγμού και αποστάσεις ερπυσμού και το κιβώτιο πέρασε την επιθεώρηση χωρίς τροποποίηση. Μετά τον πιλότο, η εταιρεία ενημέρωσε τον τυπικό ηλεκτρικό σχεδιασμό της για να χρησιμοποιεί το κουτί Soutya σε κάθε νέο έργο. Το πλήρωμα τυποποίησε επίσης τις διατάξεις εισόδου καλωδίων, οι οποίες μείωσαν τον χρόνο σφράγισης στις εγκαταστάσεις στον τελευταίο όροφο.

Ποσοτικοποιήσιμα αποτελέσματα

Τα αποτελέσματα μετρήθηκαν σε επτά έργα που ολοκληρώθηκαν τους πρώτους δύο μήνες μετά τη μετάβαση. Ο μέσος χρόνος εγκατάστασης ανά τοποθεσία μειώθηκε από 31 ώρες σε 20 ώρες, μείωση 35%. Οι ώρες εργασίας στην καλωδίωση μειώθηκαν κατά 40% επειδή οι τεχνικοί δεν κατασκεύαζαν πλέον ξεχωριστές διαδρομές αγωγών DC και AC. Η νέα εργασία που προκλήθηκε από σφάλματα καλωδίωσης μειώθηκε από πέντε περιστατικά στις προηγούμενες επτά εργασίες σε μηδέν.

Η εξοικονόμηση υλικού και εργασίας ανήλθε συνολικά σε 320 $ ανά τοποθεσία, αθροίζοντας περισσότερα από 10.000 $ ετησίως για τον όγκο του έργου της εταιρείας. Οι καθυστερήσεις θέσης σε λειτουργία που σχετίζονται με την εγκατάσταση του περιβλήματος εξαφανίστηκαν. Ο μέσος χρόνος από την έναρξη της εγκατάστασης έως τη διασύνδεση με το δίκτυο μειώθηκε κατά δύο ημέρες, επιτρέποντας στην εταιρεία να ολοκληρώσει ένα επιπλέον έργο κάθε τρίμηνο.

Μαρτυρία Πελατών

"Ήμασταν προσεκτικοί βάζοντας DC και AC στο ίδιο κουτί, αλλά η μονάδα Soutya απλοποίησε τις εγκαταστάσεις μας τόσο πολύ που το πλήρωμά μας το ζητά τώρα σε κάθε νέο έργο. Τα σφάλματα καλωδίωσης που συνηθίζαμε να κυνηγούν έχουν εξαφανιστεί." — Operations Manager, Desert Sun Solar Installations

Μαθήματα και συστάσεις

• Επιλέξτε ένα πλαίσιο συνδυασμού που ταιριάζει με την τάση του συστήματος και τη διαμόρφωση συμβολοσειράς. Η διάταξη 2-σε-2-out του κουτιού Soutya εξάλειψε την ανάγκη για επιπλέον κουτιά διακλάδωσης και μείωσε τον αριθμό εξαρτημάτων σε κάθε έργο.
• Συμμετέχετε το πλήρωμα εγκατάστασης στην αξιολόγηση πιλότου. Η ανατροφοδότηση σχετικά με την πρόσβαση στο τερματικό και τη δρομολόγηση καλωδίων οδήγησε σε πιο ομαλή μετάβαση και βοήθησε στη βελτίωση της τυπικής διαδικασίας εγκατάστασης.
• Ελέγξτε έγκαιρα τους τοπικούς ηλεκτρικούς κώδικες για απαιτήσεις διαχωρισμού DC και AC σε ένα συνδυασμένο περίβλημα. Έχοντας διαθέσιμα τα διαγράμματα καλωδίωσης του κατασκευαστή και την τεκμηρίωση συμμόρφωσης μείωσε τη διαδικασία επιθεώρησης.

Εάν η εταιρεία επαναλάμβανε το έργο, θα παρήγγειλε το προαιρετικό κιτ στυπιοθλίπτη καλωδίου από τη Soutya για να μειώσει περαιτέρω τον χρόνο σφράγισης σε εξωτερικές εγκαταστάσεις ταράτσας. Το κιτ έχει σχεδιαστεί για τις διαστάσεις της θύρας εισόδου του κουτιού και θα εξαλείψει την ανάγκη για προσαρμοσμένους προσαρμογείς.

Αναφορές προτύπων

Αυτή η εγκατάσταση ακολουθεί τις απαιτήσεις σχεδιασμού τουIEC 62548:2016για τις φωτοβολταϊκές συστοιχίες και τις διατάξεις προστασίας από υπερτάσεις τηςIEC 61643-11:2011για συστήματα DC χαμηλής τάσης.