چگونه یک EPC خورشیدی تجاری زمان نصب خاموش شدن سریع را تا 40٪ کاهش می دهد

پیشینه مشتری

این شرکت مهندسی خورشیدی، تهیه و ساخت (EPC) مستقر در آستین، تگزاس، در سیستم‌های PV پشت بام برای مراکز توزیع و انبارهای لجستیک تخصص دارد. این شرکت هر سال 20 تا 30 سیستم را نصب می کند که از 300 کیلووات تا 800 کیلووات متغیر است. بیشتر این پشت بام‌ها در حوزه‌هایی هستند که بازنگری 2020 قانون ملی برق را پذیرفته‌اند، به این معنی که هر سیستم باید یک راه‌حل خاموش کردن سریع فهرست‌شده داشته باشد که ولتاژ درون آرایه را در عرض 30 ثانیه از شروع به کار به ≤80 V کاهش می‌دهد.

با 14 نفر خدمه صحرایی تمام وقت و متوسط ​​چرخه پروژه دو ماهه، این تیم به یک رویکرد خاموش کردن سریع نیاز داشت که هم با کد سازگار باشد و هم به اندازه کافی ساده باشد تا نصب را در چندین محل کار ادامه دهد. راه حل قبلی جواب داد، اما با هزینه های پنهانی همراه بود که تا اواخر برنامه در صورتحساب مواد ظاهر نشد.

چالش‌ها با طرح‌بندی خاموش کردن سریع قبلی

این شرکت یک سیستم بهینه ساز قدرت در سطح ماژول را برای خاموش کردن سریع مشخص کرده است. هر جعبه به یک پیوند ارتباطی اختصاصی به یک دروازه مرکزی نیاز داشت و دروازه نیاز به یک کابل اترنت جداگانه و یک خط کنترل 24 ولت DC داشت که به ناحیه اینورتر باز می‌گردد. در پشت بام 400 کیلوواتی با بیش از 900 ماژول، این به معنای کشیدن سیم کشی ولتاژ پایین اضافی در امتداد هر ردیف ماژول و پایان دادن به آن در سه مکان دروازه جداگانه بود.

تکنسین های میدانی نسبت به سیم کشی رشته های DC زمان بیشتری را صرف نصب و عیب یابی این لینک های ارتباطی کردند. سیم بلند گهگاه سیگنال های افت شده را اجرا می کند و باعث می شود که کنترل کننده خاموش شدن اینورتر خطا را گزارش کند. حتی زمانی که آرایه امن بود، خرابی های ارتباطی متناوب باعث ایجاد آلارم های کاذب و بازرسی های ناموفق می شد. قبل از اینکه AHJ محلی آزمایش زمان بندی خاموشی را بپذیرد، یک پروژه به چهار بازدید از سایت نیاز داشت. کار اضافی، کار مجدد و تاخیر در بازرسی 0.045 دلار به ازای هر وات به هزینه نصب شرکت اضافه کرد.

چرا دستگاه خاموش کننده سریع خط برق 24 ولت DC Soutya را کنترل می کند؟

تیم EPC در حین ارزیابی گزینه‌های جایگزین، سه گزینه را مقایسه کرد:

• تغییر به میکرواینورترها با خاموشی سریع یکپارچه - نیاز به جایگزینی کل پلت فرم اینورتر داشت و هزینه قطعات را با حاشیه زیادی افزایش داد.
• حفظ بهینه سازهای برق اما استخدام خدمه برق بزرگتر - مشکل اساسی قابلیت اطمینان سیم ارتباطی را حل نکرد.
• استفاده از دستگاه خاموش کننده سریع کنترل خط برق 24 ولت DC Soutya - باس ارتباطی جداگانه را به طور کامل حذف کرد.

دستگاه Soutya با استفاده از یک سیگنال خط برق 24 ولت DC برای برقراری ارتباط با فرستنده های سطح ماژول، فرمان خاموش شدن را از طریق کابل برق DC موجود ارسال می کند. هیچ راه اندازی اترنت اضافی و هیچ خط سنسور ولتاژ پایین جداگانه ای وجود ندارد. محفظه در هر نقطه ترکیب کننده رشته نصب می شود و به یک اینورتر رشته استاندارد متصل می شود. یک کنترل‌کننده می‌تواند چندین رشته را مدیریت کند، که تعداد جعبه‌های کنترل مورد نیاز در هر پشت بام را کاهش می‌دهد.

یکی دیگر از عوامل تعیین کننده سازگاری بود. EPC قبلاً روی یک برند از اینورترهای رشته ای استاندارد شده بود و دستگاه Soutya با اینورترهایی کار می کند که خاموش شدن سریع داخلی ندارند. این به شرکت اجازه می دهد تا موجودی اینورتر و طراحی ترانسفورماتور موجود خود را حفظ کند و از سیم کشی مجدد پرهزینه هر پروژه جلوگیری کند.

پیاده سازی و استقرار

اولین استقرار در یک سقف تجاری تخت 410 کیلووات در دالاس اتفاق افتاد. عرضه در دو مرحله در طول سه هفته انجام شد:

• فاز اول: سه سیستم دروازه به سبک بهینه ساز را با دو جعبه کنترل Soutya در پانل های ترکیب کننده اصلی DC جایگزین کرد.
• فاز دوم: نصب فرستنده های منطبق در سطح ماژول Soutya و خاتمه آنها بر روی شاخه های کابل DC موجود بدون کشیدن خط ارتباطی جدید.
• سپس تیم اینترلاک قطع AC را سیم کشی کرد، که هر زمان که طرف AC اینورتر قطع شود، باعث خاموش شدن می شود.

یک مانع در طول آزمایش خاموش شدن اولیه ظاهر شد. اتصال زمین ضعیف باعث شد سیگنال کنترل خط برق DC نزدیک به انتهای یک رشته طولانی قدرت خود را از دست بدهد. مهندس برنامه Soutya توصیه کرد که یک فیلتر سیگنال یکپارچه 10 متری در انتهای آن رشته نصب کنید. که در کمتر از یک ساعت مشکل حل شد. پس از تنظیم، تست خاموشی 8 ولت را در کانکتور اصلی ماژول در عرض 22 ثانیه اندازه گیری کرد که به راحتی زیر حد 80 ولت است.

نتایج کمی

این شرکت 18 سیستم تکمیل شده روی پشت بام را پس از اولین سال استفاده از دستگاه خاموش کننده سریع Soutya ردیابی کرد. نتایج اندازه گیری شده در مقایسه با رویکرد قبلی:

• کاهش 43 درصدی زمان نصب- میانگین ساعات کار برای نصب خاموش شدن سریع از 21 ساعت در پروژه 400 کیلووات به 12 ساعت رسید و یک روز کامل از برنامه کاهش یافت.
• خرابی های دوباره کاری و بازرسی به صفر می رسد- 1.4 بازرسی ناموفق قبلی در هر سیستم منتسب به خطاهای ارتباطی در تمام 18 سیستم به صفر کاهش یافت.
• هزینه نصب 35 درصد کاهش یافت- کل قطعات و کار برای انطباق با خاموش کردن سریع از 0.048 دلار در هر وات به 0.031 دلار در هر وات کاهش یافت. در یک پروژه 400 کیلوواتی که به 6800 دلار صرفه جویی شد.

این دستاوردها به EPC اجازه داد تا افزایش قیمت مواد بعدی را بدون تغییر قیمت پیشنهادی خود جذب کند، و برنامه کوتاه‌تر ساخت و ساز تحویل به‌موقع را برای مستاجرین انبار که به کارکرد سقف‌هایشان نیاز داشتند، بهبود بخشید.

گواهی مشتری

معاون عملیات شرکت گفت: «خاموش شدن سریع در سطح ماژول در گذشته بزرگترین محل کار کثیف ما بود. "دستگاه کنترل خط برق 24 ولت DC Soutya یک لایه پیچیدگی را از کل سیستم حذف کرد. ما دیگر سیم داده اضافی را نمی کشیم و از زمانی که سوئیچ کردیم حتی یک قطع ارتباط قطع نشده است."

درس ها و توصیه ها

سه درس از این پروژه برای سایر نصاب ها برجسته است:

• به دنبال راه حلی باشید که از سیم کشی موجود استفاده مجدد کند.کنترل خط برق از کابل ارتباطی اختصاصی جلوگیری می کند، که برای پروژه های مقاوم سازی و دهانه های طولانی سقف ارزشمند است.
• سازگاری را با مارک اینورتر خاص خود زودتر تأیید کنید.اولین آزمایش آزمایشی قبل از متعهد شدن به خرید کامل، تیم را از عیب‌یابی ماه‌ها بعد نجات داد.
• کل هزینه انطباق را اندازه گیری کنید، نه قیمت قطعه.6800 دلار صرفه جویی در کار و کار مجدد در هر پروژه بیشتر از کل تفاوت در هزینه قطعات بود.

اگر تیم می توانست پروژه را مجدداً راه اندازی کند، فیلتر قدرت سیگنال را از ابتدا روی نقشه طراحی برای هر رشته ای بیش از 300 متر قرار می داد. با این حال، تنظیم جزئی تنها مشکلی بود که در تمام 18 نصب با آن مواجه شد.

مراجع

• NEC 690.12 (NFPA 70)، خاموش کردن سریع سیستم های PV در ساختمان ها، نسخه 2020.https://www.nfpa.org/70
• IEC 60947-1، تابلو برق و تجهیزات کنترل ولتاژ پایین - قسمت 1: قوانین عمومی.https://webstore.iec.ch/publication/6123