Как комерсиален слънчев EPC намалява времето за инсталиране на бързо изключване с 40%

История на клиента

Базирана в Остин, Тексас, тази фирма за слънчево инженерство, снабдяване и строителство (EPC) е специализирана в покривни фотоволтаични системи за разпределителни центрове и логистични складове. Компанията инсталира от 20 до 30 системи всяка година, вариращи от 300 kW до 800 kW. Повечето от тези покриви са в юрисдикции, които са приели ревизията от 2020 г. на Националния електрически кодекс, което означава, че всяка система трябва да има изброено решение за бързо изключване, което намалява напрежението в масива до ≤80 V в рамките на 30 секунди след стартиране.

С постоянен екипаж от 14 души и среден проектен цикъл от два месеца, екипът се нуждаеше от подход за бързо спиране, който да е едновременно съвместим с кода и достатъчно прост, за да продължи инсталацията да се движи през множество работни площадки. Предишното решение проработи, но дойде със скрити разходи, които не се появиха в сметката за материали до края на графика.

Предизвикателства с предишното оформление за бързо изключване

Фирмата посочи система за оптимизиране на мощността на модулно ниво за бързо изключване. Всяка кутия се нуждаеше от собствена комуникационна връзка към централен шлюз, а шлюзът изискваше отделен Ethernet кабел и 24 V DC контролна линия обратно към зоната на инвертора. На 400 kW покрив с повече от 900 модула, това означаваше изтегляне на допълнително нисковолтово окабеляване по протежение на всеки модулен ред и прекратяването му на три отделни места на шлюза.

Полевите техници прекараха повече време в инсталирането и отстраняването на неизправности в тези комуникационни връзки, отколкото в окабеляването на постоянния ток. Дългият проводник понякога изпуска сигнали, което кара контролера за изключване на инвертора да докладва за грешка. Дори когато масивът беше безопасен, прекъсващите комуникационни повреди задействаха фалшиви аларми и неуспешни проверки. Един проект изискваше четири посещения на място, преди местната AHJ да приеме теста за времето за спиране. Допълнителният труд, преработката и закъсненията при проверка добавиха $0,045 на ват към инсталираните разходи на компанията.

Защо устройството за бързо изключване Soutya 24V DC Power Line Control?

Докато оценяваше алтернативите, екипът на EPC сравни три опции:

• Преминаване към микроинвертори с интегрирано бързо изключване - изискваше подмяна на цялата инверторна платформа и повишена цена на компонентите с голяма разлика.
• Запазването на оптимизаторите на мощността, но наемането на по-голям електрически екип – не реши основния проблем с надеждността на комуникационния проводник.
• Използване на устройство за бързо изключване за управление на захранващата линия Soutya 24 V DC - елиминира напълно отделната комуникационна шина.

Устройството Soutya изпраща командата за изключване по съществуващия DC захранващ кабел, използвайки 24 V DC захранващ сигнал за комуникация с предаватели на ниво модул. Няма допълнителен Ethernet канал и отделна сензорна линия за ниско напрежение. Корпусът се монтира на всяка точка на комбиниране на низове и се свързва към стандартен стринг инвертор. Един контролер може да управлява множество низове, което намалява броя на контролните кутии, необходими на покрив.

Друг решаващ фактор беше съвместимостта. EPC вече беше стандартизиран за една марка стрингови инвертори, а устройството Soutya работи с инвертори, които нямат вградено бързо изключване. Това позволява на компанията да запази съществуващия си инверторен инвентар и трансформаторен дизайн, като избягва скъпоструващото повторно окабеляване на всеки проект.

Внедряване и внедряване

Първото внедряване се случи на 410 kW плосък търговски покрив в Далас. Разпространението обхваща две фази в продължение на три седмици:

• Първа фаза: Замени трите шлюзови системи в стил оптимизатор с две контролни кутии Soutya в главните панели на DC комбинатора.
• Фаза втора: Инсталирани съвпадащи предаватели на ниво модул Soutya и завършени към съществуващите кабелни накрайници за постоянен ток, без да се изтегля нова комуникационна линия.
• След това екипът свърза блокировката за изключване на променлив ток, която задейства изключване, когато AC страната на инвертора е изключена.

Едно препятствие се появи по време на първоначалния тест за изключване. Слаба заземяваща връзка причини загуба на сила на контролния сигнал на DC електропровода близо до края на една дълга поредица. Приложният инженер на Soutya препоръча инсталирането на 10 m интегриран сигнален филтър в края на този низ. Това реши проблема за по-малко от час. След настройката, тестът за изключване измерва 8 V в главния конектор на модула в рамките на 22 секунди, комфортно под границата от 80 V.

Количествени резултати

Компанията проследи 18 завършени покривни системи след първата година на използване на устройството за бързо изключване Soutya. Измерени резултати спрямо предишния подход:

• Времето за инсталиране намаля с 43%- средните работни часове за инсталация за бързо изключване преминаха от 21 часа за 400 kW проект до 12 часа, намалявайки цял ден от графика.
• Грешките при преработване и проверка до нула- предишните 1,4 неуспешни инспекции на система, дължащи се на комуникационни грешки, спаднаха до нула във всички 18 системи.
• Инсталираната цена намаля с 35%- общият размер на частите и труда за съответствие с изискванията за бързо изключване падна от $0,048 на ват до $0,031 на ват. При проект с мощност 400 kW, което се превърна в сериозни спестявания от $6800.

Тези печалби позволиха на EPC да поеме по-късно увеличение на цените на материалите, без да променя офертната си цена, а съкратеният график за строителство подобри навременната доставка за наемателите на складове, които имаха нужда покривите им да работят.

Препоръка на клиента

„Бързото изключване на ниво модул беше най-мръсната ни работна област,“ каза вицепрезидентът по операциите на фирмата. „Устройството за управление на захранващата линия Soutya 24 V DC премахна едно ниво на сложност от цялата система. Вече не дърпаме допълнителен проводник за данни и не сме имали нито един отказ на комуникация при изключване, откакто преминахме.“

Уроци и препоръки

Три урока от този проект се открояват за другите инсталатори:

• Потърсете решение, което използва повторно съществуващото окабеляване.Контролът на захранващата линия избягва специалния комуникационен кабел, който е ценен за проекти за модернизация и дълги покриви.
• Потвърдете рано съвместимостта с вашата конкретна марка инвертор.Първият пилотен тест, преди да се ангажира с пълна покупка, спести на екипа месеци отстраняване на неизправности по-късно.
• Измерете общите разходи за съответствие, а не цената на частта.Спестяването на $6800 от труд и преработка на проект беше повече от цялата разлика в цената на компонентите.

Ако екипът можеше да рестартира проекта, те биха поставили филтъра за силата на сигнала върху проектния чертеж от самото начало за всеки низ, по-дълъг от 300 m. Все пак незначителната корекция беше единственият проблем, възникнал във всичките 18 инсталации.

Референции

• NEC 690.12 (NFPA 70), Бързо изключване на фотоволтаични системи в сгради, издание 2020 г.https://www.nfpa.org/70
• IEC 60947-1, Комутационни апарати за ниско напрежение - Част 1: Общи правила.https://webstore.iec.ch/publication/6123