Kako komercialni solarni EPC skrajša čas namestitve hitre zaustavitve za 40 %

Ozadje stranke

To podjetje za solarni inženiring, nabavo in gradnjo (EPC) s sedežem v Austinu v Teksasu je specializirano za fotovoltaične sisteme na strehah za distribucijske centre in logistična skladišča. Podjetje vsako leto vgradi od 20 do 30 sistemov moči od 300 kW do 800 kW. Večina teh streh je v jurisdikcijah, ki so sprejele revizijo nacionalnega električnega kodeksa iz leta 2020, kar pomeni, da mora imeti vsak sistem navedeno rešitev za hitro zaustavitev, ki zmanjša napetost znotraj niza na ≤80 V v 30 sekundah po začetku.

S 14-člansko ekipo s polnim delovnim časom in povprečnim dvomesečnim projektnim ciklom je ekipa potrebovala pristop k hitri zaustavitvi, ki je bil skladen s kodo in dovolj preprost, da se je namestitev premikala po več deloviščih. Prejšnja rešitev je delovala, vendar je prinesla skrite stroške, ki so bili prikazani v kosovnici materiala šele pozno v urniku.

Izzivi s prejšnjo postavitvijo za hitro zaustavitev

Podjetje je določilo sistem za optimizacijo moči na ravni modula za hitro zaustavitev. Vsaka škatla je potrebovala lastniško komunikacijsko povezavo do osrednjega prehoda, prehod pa je zahteval ločen ethernetni kabel in 24 V DC krmilno linijo nazaj do območja pretvornika. Na strehi s 400 kW z več kot 900 moduli je to pomenilo potegniti dodatno nizkonapetostno ožičenje vzdolž vsake vrstice modula in ga zaključiti na treh ločenih lokacijah prehoda.

Terenski tehniki so porabili več časa za nameščanje in odpravljanje težav s temi komunikacijskimi povezavami kot za ožičenje niza enosmernega toka. Dolgi vodniki so občasno izpustili signale, zaradi česar krmilnik za zaustavitev pretvornika sporoči napako. Tudi ko je bil niz varen, so občasne okvare komunikacije sprožile lažne alarme in neuspešne preglede. Pri enem projektu so bili potrebni štirje obiski na kraju samem, preden je lokalni AHJ sprejel časovni preizkus zaustavitve. Dodatno delo, predelave in zamude pri inšpekciji so dodale 0,045 USD na vat k instaliranim stroškom podjetja.

Zakaj Soutya 24V DC Power Line Control naprava za hitro zaustavitev?

Med ocenjevanjem alternativ je skupina EPC primerjala tri možnosti:

• Prehod na mikrorazsmernike z vgrajenim hitrim izklopom – zahteval je zamenjavo celotne pretvorniške platforme in močno povečal stroške komponent.
• Ohranjanje optimizatorjev porabe energije, vendar najem večje električarske ekipe – ni rešilo temeljnega vprašanja zanesljivosti komunikacijske žice.
• Uporaba 24 V DC krmilne naprave za hitro zaustavitev napajalnega voda Soutya – v celoti odpravljeno ločeno komunikacijsko vodilo.

Naprava Soutya pošlje ukaz za izklop prek obstoječega enosmernega napajalnega kabla z uporabo 24 V DC signala električnega voda za komunikacijo z oddajniki na ravni modula. Ni dodatnega etherneta in ni ločene nizkonapetostne linije tipala. Ohišje se namesti na vsako točko združevalnika nizov in se poveže s standardnim pretvornikom nizov. En krmilnik lahko upravlja več nizov, kar zmanjša število krmilnih omaric, potrebnih na streho.

Drugi odločilni dejavnik je bila združljivost. EPC je že standardiziran na eni znamki string inverterjev, naprava Soutya pa deluje z inverterji, ki nimajo vgrajenega hitrega izklopa. To je podjetju omogočilo, da obdrži svoj obstoječi inverter in zasnovo transformatorjev ter se izogne ​​dragemu ponovnemu ožičenju vsakega projekta.

Implementacija in uvajanje

Prva uvedba se je zgodila na ravni komercialni strehi s 410 kW v Dallasu. Uvedba je v treh tednih obsegala dve fazi:

• Prva faza: tri sisteme prehodov v slogu optimizatorja smo zamenjali z dvema krmilnima omaricama Soutya na glavnih ploščah združevalnika enosmernega toka.
• Druga faza: Namestitev ujemajočih se oddajnikov na ravni modula Soutya in njihovo zaključevanje na obstoječe DC kabelske čevlje brez vleke nove komunikacijske linije.
• Nato je ekipa povezala zaklep za izklop AC, ki sproži zaustavitev, ko je AC stran pretvornika brez napajanja.

Med začetnim preskusom zaustavitve se je pojavila ena ovira. Šibka ozemljitvena povezava je povzročila, da je nadzorni signal enosmernega električnega voda izgubil moč blizu konca enega dolgega niza. Inženir aplikacije Soutya je svetoval namestitev 10 m integriranega signalnega filtra na koncu tega niza. To je težavo rešilo v manj kot eni uri. Po prilagoditvi je preskus izklopa v 22 sekundah izmeril 8 V na glavnem priključku modula, udobno pod mejo 80 V.

Kvantificirani rezultati

Podjetje je sledilo 18 dokončanim strešnim sistemom po prvem letu uporabe naprave za hitro zaustavitev Soutya. Izmerjeni rezultati v primerjavi s prejšnjim pristopom:

• Čas namestitve krajši za 43 %- povprečne delovne ure za hitro zaustavitev napeljave so se povečale z 21 ur na 400 kW projekt na 12 ur, kar je zmanjšalo cel dan iz urnika.
• Napake pri predelavi in ​​pregledih zmanjšane na nič- prejšnjih 1,4 neuspešnih pregledov na sistem, ki jih je mogoče pripisati komunikacijskim napakam, je padlo na nič v vseh 18 sistemih.
• Cena namestitve nižja za 35 %- skupni deli in delo za skladnost s hitro zaustavitvijo so padli z 0,048 USD na vat na 0,031 USD na vat. Pri projektu s 400 kW, ki je pomenil 6800 USD velikih prihrankov.

Ti dobički so podjetju EPC omogočili, da je absorbiral poznejše zvišanje cen materiala, ne da bi spremenil svojo ponudbeno ceno, skrajšani urnik gradnje pa je izboljšal pravočasno dobavo za najemnike skladišč, ki so potrebovali delovanje streh.

Izjava stranke

"Hitra zaustavitev na ravni modula je bila nekoč naše največje umazano delovno področje," je dejal podpredsednik operacij v podjetju. "Naprava za krmiljenje napajalnega voda Soutya 24 V DC je iz celotnega sistema odstranila eno plast kompleksnosti. Ne vlečemo več dodatne podatkovne žice in odkar smo zamenjali, nismo imeli niti ene napake pri prekinitvi komunikacije."

Lekcije in priporočila

Tri lekcije iz tega projekta izstopajo za druge monterje:

• Poiščite rešitev, ki ponovno uporabi obstoječo napeljavo.Nadzor električnega voda se izogne ​​namenskemu komunikacijskemu kablu, kar je dragoceno pri projektih nadgradnje in dolgih razponih streh.
• Zgodaj potrdite združljivost z vašo specifično znamko pretvornika.Prvi pilotni preizkus pred popolnim nakupom je ekipi prihranil mesece odpravljanja težav pozneje.
• Izmerite skupne stroške skladnosti, ne cene dela.Prihranek v višini 6800 USD pri delu in predelavi na projekt je bil več kot celotna razlika v stroških komponent.

Če bi ekipa lahko znova zagnala projekt, bi filter moči signala na načrtovalno risbo postavili od začetka za kateri koli niz, daljši od 300 m. Kljub temu je bila manjša prilagoditev edina težava, ki se je pojavila pri vseh 18 namestitvah.

Reference

• NEC 690.12 (NFPA 70), Hitra zaustavitev fotonapetostnih sistemov v stavbah, izdaja 2020.https://www.nfpa.org/70
• IEC 60947-1, Nizkonapetostne stikalne in krmilne naprave - 1. del: Splošna pravila.https://webstore.iec.ch/publication/6123