Ticari Solar EPC, Hızlı Kapatma Kurulum Süresini Nasıl %40 Azaltır?

Müşteri Geçmişi

Merkezi Austin, Teksas'ta bulunan bu güneş enerjisi mühendisliği, tedarik ve inşaat (EPC) firması, dağıtım merkezleri ve lojistik depoları için çatı üstü PV sistemleri konusunda uzmanlaşmıştır. Şirket her yıl 300 kW ila 800 kW arasında değişen 20 ila 30 sistem kuruyor. Bu çatıların çoğu, Ulusal Elektrik Yasasının 2020 revizyonunu benimseyen yargı bölgelerindedir; bu, her sistemin, dizi içindeki voltajı, başlatmadan sonraki 30 saniye içinde ≤80 V'a düşüren listelenmiş bir hızlı kapatma çözümüne sahip olması gerektiği anlamına gelir.

Tam zamanlı 14 kişilik saha ekibi ve ortalama iki aylık proje döngüsüyle ekibin, hem kodlarla uyumlu hem de kurulumun birden fazla şantiyede hareket etmesini sağlayacak kadar basit bir hızlı kapatma yaklaşımına ihtiyacı vardı. Önceki çözüm işe yaradı ancak programın sonlarına kadar malzeme listesinde görünmeyen gizli maliyetlerle birlikte geliyordu.

Önceki Hızlı Kapatma Düzenindeki Zorluklar

Firma, hızlı kapatma için modül düzeyinde bir güç optimize edici sistem belirledi. Her kutunun, merkezi bir ağ geçidine özel bir iletişim bağlantısına ihtiyacı vardı ve ağ geçidi, ayrı bir Ethernet kablosuna ve invertör alanına geri dönen bir 24 V DC kontrol hattına ihtiyaç duyuyordu. 900'den fazla modüle sahip 400 kW'lık bir çatı katında bu, her modül sırası boyunca ekstra düşük voltaj kablolarının çekilmesi ve üç ayrı ağ geçidi konumunda sonlandırılması anlamına geliyordu.

Saha teknisyenleri bu iletişim bağlantılarını kurmak ve sorun gidermek için DC dizi kablolarına harcadıklarından daha fazla zaman harcadılar. Uzun kablolar ara sıra sinyalleri düşürerek invertörün kapatma kontrol ünitesinin bir hata raporlamasına neden olur. Dizi güvenli olduğunda bile aralıklı iletişim arızaları yanlış alarmları tetikledi ve denetimlerin başarısız olmasına neden oldu. Bir proje, yerel AHJ'nin kapatma zamanlaması testini kabul etmesinden önce dört saha ziyareti gerektirdi. Ekstra işçilik, yeniden işleme ve inceleme gecikmeleri şirketin kurulum maliyetine watt başına 0,045 dolar ekledi.

Neden Soutya 24V DC Güç Hattı Kontrol Hızlı Kapatma Cihazı?

Alternatifleri değerlendirirken EPC ekibi üç seçeneği karşılaştırdı:

• Entegre hızlı kapatma özelliğine sahip mikro invertörlere geçiş, tüm invertör platformunun değiştirilmesini gerektirdi ve bileşen maliyetini büyük oranda artırdı.
• Güç optimizasyon cihazlarını tutmak ancak daha büyük bir elektrik ekibini işe almak, temel iletişim kablosu güvenilirliği sorununu çözmedi.
• Soutya 24 V DC güç hattı kontrolü hızlı kapatma cihazının kullanılması, ayrı iletişim veriyolunu tamamen ortadan kaldırdı.

Soutya cihazı, modül düzeyindeki vericilerle iletişim kurmak için 24 V DC güç hattı sinyali kullanarak mevcut DC güç kablosu üzerinden kapatma komutunu gönderir. Ek bir Ethernet çalışması ve ayrı bir düşük voltaj sensör hattı yoktur. Muhafaza her dizi birleştirici noktaya monte edilir ve standart bir dizi invertörüne bağlanır. Tek bir denetleyici birden fazla diziyi yönetebilir, bu da çatı başına gereken kontrol kutusu sayısını azaltır.

Bir diğer karar verici faktör ise uyumluluktu. EPC zaten tek bir dizi invertör markası üzerinde standartlaştırılmıştır ve Soutya cihazı, yerleşik hızlı kapatma özelliğine sahip olmayan invertörlerle çalışır. Bu, şirketin mevcut invertör envanterini ve transformatör tasarımını koruyarak her projede maliyetli yeniden kablolama ihtiyacını ortadan kaldırmasını sağladı.

Uygulama ve Dağıtım

İlk dağıtım Dallas'ta 410 kW'lık düz bir ticari çatıda gerçekleşti. Kullanıma sunma üç hafta boyunca iki aşamadan oluştu:

• Birinci Aşama: Üç optimize edici tarzı ağ geçidi sistemi, ana DC birleştirici panellerindeki iki Soutya kontrol kutusuyla değiştirildi.
• İkinci aşama: Eşleşen Soutya modül düzeyinde vericiler kuruldu ve bunları yeni bir iletişim hattı çekmeden mevcut DC kablo pabuçlarına sonlandırıldı.
• Daha sonra ekip, invertörün AC tarafının enerjisi kesildiğinde kapatmayı tetikleyen AC bağlantı kesme kilidini bağladı.

İlk kapatma testi sırasında bir engel ortaya çıktı. Zayıf bir toprak bağlantısı, DC güç hattı kontrol sinyalinin uzun bir dizinin sonuna doğru gücünü kaybetmesine neden oldu. Soutya'nın uygulama mühendisi bu dizinin sonuna 10 m'lik bir entegre sinyal filtresi kurulmasını tavsiye etti. Bu, sorunu bir saatten kısa sürede çözdü. Ayarlamanın ardından kapatma testi, modül ana konektöründe 22 saniye içinde 8 V'yi, rahatlıkla 80 V sınırının altında ölçtü.

Sayısallaştırılmış Sonuçlar

Şirket, Soutya hızlı kapatma cihazının kullanımının ilk yılından sonra tamamlanmış 18 çatı üstü sistemini takip etti. Önceki yaklaşıma kıyasla ölçülen sonuçlar:

• Kurulum süresi %43 azaldı- Hızlı kapatma kurulumu için ortalama çalışma saati, 400 kW'lık proje başına 21 saatten 12 saate çıktı ve programdan tam bir gün kısaltıldı.
• Yeniden işleme ve denetim hataları sıfıra indirildi- iletişim hatalarına atfedilebilecek sistem başına önceki 1,4 başarısız denetim, 18 sistemin tamamında sıfıra düştü.
• Kurulum maliyeti %35 azaldı- hızlı kapatma uyumluluğu için toplam parça ve işçilik, watt başına 0,048 ABD dolarından watt başına 0,031 ABD dolarına düştü. 400 kW'lık bir projede, bu da 6.800 $'lık maddi tasarruf anlamına geliyor.

Bu kazanımlar, EPC'nin teklif fiyatını değiştirmeden daha sonraki malzeme fiyat artışını karşılamasına olanak tanıdı ve kısaltılmış inşaat programı, çatılarının çalışır durumda olmasına ihtiyaç duyan depo kiracıları için zamanında teslimatı iyileştirdi.

Müşteri Referansı

Firmanın Operasyonlardan Sorumlu Başkan Yardımcısı, "Modül düzeyinde hızlı kapanma, eskiden en büyük kirli çalışma alanımızdı" dedi. "Soutya 24 V DC güç hattı kontrol cihazı, tüm sistemdeki karmaşıklığın bir katmanını ortadan kaldırdı. Artık fazladan veri kablosu çekmiyoruz ve geçiş yaptığımızdan beri tek bir iletişim kesintisi yaşamadık."

Dersler ve Öneriler

Bu projeden alınan üç ders diğer kurulumcular için öne çıkıyor:

• Mevcut kablolamayı yeniden kullanan bir çözüm arayın.Güç hattı kontrolü, yenileme projeleri ve uzun çatı açıklıkları için değerli olan özel iletişim kablosunu ortadan kaldırır.
• Özel invertör markanızla uyumluluğu erkenden doğrulayın.Tam bir satın alma işlemi gerçekleştirmeden önceki ilk pilot test, ekibi aylar sonra sorun giderme zahmetinden kurtardı.
• Parça fiyatını değil, toplam uyumluluk maliyetini ölçün.Proje başına işçilik ve yeniden işlemede sağlanan 6.800 dolarlık tasarruf, bileşen maliyetindeki tüm farktan daha fazlaydı.

Ekip projeyi yeniden başlatabilseydi, 300 m'den uzun herhangi bir dizi için baştan itibaren tasarım çizimine sinyal gücü filtresini koyacaklardı. Yine de, 18 kurulumun tamamında karşılaşılan tek sorun küçük ayarlamaydı.

Referanslar

• NEC 690.12 (NFPA 70), Binalardaki PV Sistemlerinin Hızlı Kapatılması, 2020 Sürümü.https://www.nfpa.org/70
• IEC 60947-1, Alçak gerilim anahtarlama donanımı ve kontrol donanımı - Bölüm 1: Genel kurallar.https://webstore.iec.ch/publication/6123